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Résumé – L’analyse de la structure énergétique française permet de comprendre ses faiblesses actuelles, en comparaison avec celle d’un des pays européens les plus efficaces. Elle fait ressortir l’incohérence structurelle du rôle assigné à la chaleur dans la politique énergétique de la France depuis des décennies, quand la chaleur devrait au contraire être la colonne vertébrale de la transition énergétique de la France et de l’Europe vers un système énergétique efficace, économiquement responsable et écologiquement soutenable, à même de relever le défi de l’urgence climatique.

Basée sur l’efficacité énergétique du concept de Smart Energy System mis en œuvre au Danemark, cette contribution souligne la nécessité de structurer très rapidement tout le système français et européen autour des réseaux intelligents de chaleur et de froid locaux couplés aux réseaux électriques et de gaz, associés à la co- et tri-génération et aux stockages multi-échelles de chaleur et d’électricité, afin de garantir la stabilité de chacun et d’assurer l’injection massive et efficace des énergies renouvelables, en s’appuyant sur une véritable sobriété énergétique indispensable à la lutte contre les gaspillages d’énergie et de matériaux.
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3.3 - Comparaison smartgrids – système énergétique intelligent
Dans leur principe initial, les Smartgrids gèrent et tentent d’optimiser séparément les réseaux d’électricité et de chaleur, sans pouvoir utiliser les synergies complètes de conversion, d’intégration et de stockage inhérentes au Smart Energy System. En particulier, ils ne permettent pas de récupérer massivement la chaleur et le froid industriels fatals, ni d’injecter massivement les énergies renouvelables pourtant les plus efficaces pour couper les émissions de GES et les plus compétitives pour la production de chaleur basse température et d’électricité.

Contrairement aux Smartgrids, les SES peuvent convertir de grandes quantités d’énergie renouvelables variables sans devoir les stocker trop massivement chaque jour pour faire face aux variations journalières de l’éolien et du PV et de la demande du réseau électrique. Seule, l’intégration des réseaux électriques avec les réseaux de chaleur et de froid jusqu’aux zones à faible densité urbaine au sein du SES avec ses stockages décentralisés (y compris les VER) rend possible l’injection massive de l’ensemble des énergies renouvelables [17].
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4 - Conclusion
L’application du concept de SES dans la définition de la feuille de route de l’Union Européenne pour la chaleur et le froid [5] conduit à la nécessité d’accroître la part des réseaux de chauffage à 50 % de la demande totale de chaleur d’ici 2050, dont 25 à 30% devront être couverts par de grandes pompes à chaleur industrielles à haut rendement, l’ensemble de la chaleur, du froid, de l’électricité et de la mobilité pouvant être assuré quasi-intégralement par les énergies renouvelables dont le potentiel représente plusieurs centaines de fois la consommation de l’UE. C’est à cette condition que l’UE sera en mesure de remplir ses obligations de réduction drastique de ses émissions gaz à effet de serre.

La France devrait pouvoir couvrir entre 26 et 60% des besoins de chaleur et de froid par le SES d’ici 2050, et les objectifs de la PPE 2028 (plus de 14% de la chaleur couverte par énergies renouvelables et de récupération) pourraient être revus fortement à la hausse avec un développement plus ambitieux des réseaux de chaleur et de froid (surtout industriel et tertiaire) en s’appuyant sur le Fond Chaleur. Outre la fermeture rapide des quatre dernières centrales électrothermiques à charbon et la reconversion immédiate aux EnR&R des neuf réseaux de chaleur à charbon et des 183 réseaux de chaleur à fioul encore en activité, les investissements devraient être orientés en priorité vers la connexion des réseaux de chaleur et de froid au réseau électrique à travers les pompes à chaleur industrielles, la co- et tri-génération à biomasse-biogaz, la chaleur solaire et géothermique BT, MT et HT, l’élimination du chauffage électrique, en parallèle à l’injection massive des EnR électriques et à la migration des transports individuels et collectifs des combustibles fossiles vers l’électrique et la mobilité douce.

Références

1. LOI n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte
2. https://www.legifrance.gouv.fr/eli/loi/2019/11/8/2019-1147/jo/texte
3. Henrik Lund, Choice awareness : the development of technological and institutional choice in the public debate of danish energy planning, Journal of Environmental Policy & Planning 2 (2000), 249-259.
4. European Commission, Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions on an EU Strategy for Heating and Cooling, Bruxelles, 16/02/2016.
5. Heat Roadmap Europe 4. Quantifying the Impact of Low-Carbon Heating and Cooling Roadmaps, S. Paardekooper, R.S. Lund, B.V. Mathiesen, M. Chang, U.R. Petersen, L. Grundahl, U. Persson, European Union’s Horizon 2020 Project Nr 695989, Aalborg Universitetsforlag (2018).
6. European Commission, A Clean Planet for all – A European long-term strategic vision for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy, Bruxelles, 28/11/2018.
7. Stratégie française pour l’énergie et le climat. Programmation pluriannuelle de l’énergie 2019-2023 2024-2028, Ministère de la transition écologique et solidaire, France, 2018.
8. Commissariat Général au Développement Durable, Bilan énergétique pour la France 2018, Ministère de la transition écologique et solidaire, France, janvier 2018.
9. Country by country 2017, Euroheat & Power (2017).
10. Energy in Sweden – Facts and Figures 2018, Swedish Energy Agency.
11. Energy statistics 2018, Danish Energy Agency.
12. FEDENE-SNCU, Enquête annuelle sur les réseaux de chaleur et de froid – Chiffres clés, analyses et évolution (2019).
13. H. Lund, S. Werner, R. Wiltshire, S. Svendsen, J.E. Thorsen, F. Hvelplund, B.V. Mathiesen, Review – 4th Generation District Heating (4GDH). Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems, Energy 68 (2014) 1-11.
14. District Energy – Energy Efficiency for Urban Areas, State of Green, March 2018, https://stateofgreen.com/en/publications/district-energy/
15. H. Lund, Renewable energy systems: a smart energy systems approach to the choice and modeling of 100% renewable solutions, Academic Press (second ed. 2014)
16. B.V. Mathiesen, H. Lund, D. Connolly, H. Wenzel, P.A. Østergaard, B. Möller, S. Nielsen, I. Ridjan, P. Karnøe, K. Sperling, F.K. Hvelplund, Smart Energy Systems for coherent 100% renewable energy and transport solutions, Applied Energy 145 (2015) 139-154.
17. H. Lund, P. Østergaard, D. Connolly, I. Ridjan, B.V. Mathiesen, F. Hvelplund, J. Thellufsen, Pe. Sorknæs, Energy Storage and Smart Energy Systems, International Journal of Sustainable Energy Planning and Management Vol. 11 2016.
18. H. Lund, Renewable heating strategies and their consequences for storage and grid infrastructures comparing a smart grid to a smart energy systems approach, Energy 151 (2018) 94-102.