Écobilan: comparaison de différents systèmes de chauffage

Écobilan: comparaison de différents systèmes de chauffage
ESB a chargé la société de conseil Carbotech AG de comparer différents systèmes thermiques quant à leurs effets sur l’environnement. L’étude a consisté à comparer entre eux les effets de différents systèmes de production
de chaleur et de leur source d’énergie respective sur l’environnement. Pour ce faire, Carbotech AG a utilisé des
valeurs moyennes.
La comparaison a porté sur les systèmes suivants, dotés d’une puissance respective de 50 et de 300 kW:
• chaudière à mazout (à condensation)
• chaudière à gaz (à condensation): pour gaz naturel et pour biogaz
• bois: granulés; bûches uniquement 50 kW (pas de système de 300 kW); plaquettes
Pour les besoins de la comparaison, on a également pris en compte des systèmes affichant des puissances
différentes:
• pompes à chaleur (PC; fonctionnant ici avec le mélange électrique européen. On a utilisé le mélange électrique européen, car pour la subvention des pompes à chaleur, les besoins supplémentaires en courant sont pro-
bablement couverts par du courant importé de l’étranger. Ceci prend notamment en compte le fait que l’on renoncera dans l’avenir au courant issu de centrales nucléaires.): PC air-eau et PC eau souterraine-eau
• centrale de cogénération (CC) pour chaleur et électricité (fonctionnant au gaz naturel): mini-CC et grande CC
La méthode utilisée pour le calcul de l’impact environnemental est celle de l’écobilan («Life Cycle Assessment»)
(voir encadré). Pour l’analyse des résultats (évaluation globale), on a choisi la méthode de la saturation écologique 2006. Celle-ci est la plus adaptée pour la démarche d’ESB, car elle prend en compte les objectifs de
la politique environnementale suisse et donc du même coup la problématique du courant nucléaire (stockage
définitif des déchets radioactifs). D’autres méthodes telles que ReCiPe ou Eco Indicator 99 sont «aveugles» quant
à ces effets (ReCiPe et Eco Indicator 99 sont des méthodes d’agrégation globale jouissant d’une bonne acceptation surtout en Europe, car elles sont axées sur les objectifs de protection européens). Il en est de même des
indicateurs qui se limitent à un seul impact, tel que le potentiel de gaz à effet de serre ou l’énergie grise. Ceci a
une influence importante sur les résultats, tout particulièrement pour l’évaluation des pompes à chaleur.
La base de comparaison utilisée est le kilowatt-heure (1 kWh) de chaleur utile fournie.
Résultats de la comparaison des systèmes de chauffage
L’illustration ci-dessous représente les résultats du calcul de l’impact environnemental des systèmes de
chauffage de la classe de puissance de 50 kW (les systèmes d’une puissance de 300 kW donnent des résultats
comparables).
Systèmes de chauffage
Centrale de cogén. 1 MWel
Mini centrale de cogén.
Chaudière 50 kW, biogaz
Chaudière 50 kW, gaz naturel
Mise à disposition énergie
Chaudière 50 kW, granulés
Transports
Chaudière 50 kW, copeaux
Infrastructure
10kW eau souterraine/eau PC
Utilisation
Chaudière 50 kW, à bûches
Marge d’incertitude
Chaudière 50 kW, à mazout
10kW air/eau PC
0%
Mars 2014
20%
40%
60%
Impact relatif sur l’environnement
80%
100%
120%
La signification statistique des résultats permet de définir trois types de génération de chaleur:
Systèmes ayant des impacts environnementaux faibles
(moins de 50 % du système ayant l’impact le plus élevé):
• chaleur utile récupérée à partir d’une centrale de cogénération (CC)  car production non seulement d’élec-
tricité, mais aussi de chaleur
• chaudière à gaz fonctionnant au biogaz  car faibles émissions lors de la combustion
• chaleur utile récupérée à partir de capteurs solaires (non représentée ici); il convient de tenir compte de ce que ces systèmes ne peuvent être utilisés qu’à titre de complément de chauffage et non comme systèmes de chauffage indépendants.
Systèmes ayant des impacts environnementaux moyens
(de 50 % à 75 % du système ayant l’impact le plus élevé):
• chaudières à gaz fonctionnant au gaz naturel  car émissions plutôt faibles lors de la combustion
• chaudières à bois: sachant que la chaudière à bûches se rapproche des systèmes ayant des impacts élevés.
• pompes à chaleur utilisant l’eau souterraine
Systèmes ayant des impacts environnementaux élevés:
• pompes à chaleur air-eau
• chaudières à mazout  car émissions élevées lors de la combustion
On est surpris de constater que les systèmes de chauffage utilisant des matières premières renouvelables ne
sont pas ceux qui obtiennent les meilleurs résultats. Explications:
• Biogaz:
La combustion de biogaz a un bilan carbone neutre et génère donc un niveau plus faible d’émissions ayant
un impact climatique. Cependant, la distribution et la production du biogaz sont liées à des émissions de
méthane, qui à leur tour réduisent cet avantage. Par ailleurs, la production du biogaz nécessite du courant et
de la chaleur.
• Chaudières à bois:
Leurs principaux effets se manifestent sous forme d’émissions aériennes. Il s’agit principalement de NOx
(oxydes d’azote, précurseurs de l’ozone troposphérique nuisibles pour la santé humaine et pour la végétation),
benzène (toxique) et poussières (principalement émissions de particules). Par ailleurs, les chaudières à bois
ont une efficacité relativement faible.
• Pompes à chaleur:
En raison de sa proportion de courant nucléaire et fossile, le mix électrique européen (UCTE) est considéré
comme fortement impactant par la méthode.
Conclusions
Dans la limite des incertitudes, les chaudières à bois et à gaz sont comparables quant à leur impact sur l’environnement. Les chaudières à biogaz obtiennent tendanciellement de meilleurs résultats que les chaudières à
gaz naturel. L’idéal consiste à utiliser si possible le gaz au moyen d’une centrale de cogénération pour produire
également du courant, car on obtient ainsi un meilleur écobilan. Les pompes à chaleur n’obtiennent des résultats bons à très bons qu’avec des sources d’énergie renouvelables. Dans tous les cas, il est indiqué de vérifier
l’opportunité de soutenir le chauffage à l’aide de capteurs solaires.
L’impact environnemental a été calculé à l’aide de la méthode de l’écobilan («Life Cycle Assessment»),
qui englobe l’impact environnemental des flux de matières et d’énergie choisis sur toute la durée de vie
d’un produit, d’un service, d’une entreprise ou d’un procédé (de la production des ressources à la fourniture de chaleur en passant par la mise à disposition des sources d’énergie).
Ce rapport a été élaboré avec soin par Carbotech AG, qui a utilisé l’ensemble des bases et moyens auxiliaires actuels et pertinents
disponibles, ceci dans le cadre de sa convention contractuelle passée avec le donneur d’ordre et compte tenu de la convention portant
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