Il y a beaucoup de formes d’énergies gratuites et l’on doit débuter en mentionnant qu’il y a toujours un coût relié aux installations requises pour l’utiliser. Le vent et le soleil sont des bons exemples, bien qu’ils soient gratuits, leurs utilisations ne sont toujours pas compétitives avec les énergies fossiles.
La co-génération
Il est connu que la combustion pour produire de l’énergie électrique est inefficace. De façon générale, la combustion d’une unité d’énergie (fossile ou bio) produit un tiers d’énergie mécanique et deux tiers de chaleur perdu, qui devient gratuite si elle est récupérée.
La co-génération n’est pas une invention récente, mais les économies associés à l’utilisation de la chaleur perdu ne justifient généralement pas le coût des installations requises. Aujourd’hui la donne est légèrement différente car il faut tenir compte des émissions de gaz à effet de serre.
Je dis à dessin ‘légèrement différente’ car même si l’intention est noble, il n’y aura pas d’évolution dans cette direction sans un modèle économique viable (lire profitable) pour les investisseurs.
Le problème de base est similaire à celui des énergies renouvelables. Le marché énergétique actuel est centralisé et contrôlé par des multinationales qui s’assurent de maintenir leurs quasi-monopoles pour faire croître leurs profits. Dans ce contexte, une centrale thermique de 500MW qui voudrait faire de la co-génération devrait diffuser sa chaleur résiduelle sur quelques centaines de milliers de logements, ce qui est peu réaliste.
J’ai déjà mentionné dans un article précédent que le besoin d’une forte décentralisation de la production d’énergies renouvelables allait conduire à une plus grande démocratisation de la production d’énergie. Cela demeure vrai pour la co-génération.
L’autonomie énergétique d’un grand bâtiment
Considérez la figure jointe. Un immeuble de grande taille installe une génératrice électrique fonctionnant au gaz, celle-ci est suffisamment puissante pour couvrir la demande électrique du bâtiment.
Les gaz d’échappements de la génératrice, très chaud, sont expulsés dans un réservoir thermique qui, dans le cas d’un immeuble en hauteur, aurait la taille d’une cage d’ascenseur. Ce réservoir sera le lieu d’une grande quantité d’échanges de chaleur qui ne seront pas nécessairement synchrones avec la production d’électricité. Nous fabriquerons donc une aire d’écoulement intérieur importante emballée dans une épaisse structure de béton qui elle sera bien isolée, le but étant de maintenir une température interne de l’ordre de 200 degrés centigrade avec une bonne inertie thermique.
Nous introduisons des échangeurs de chaleur ‘A’ dans notre réservoir thermique pour chauffer le bâtiment à demande. Notons qu’il ne s’agit pas de thermopompe, le mécanisme requis est donc minimal. Nous avons aussi des échangeurs ‘B’ qui assurent le chauffage de l’eau, et des échangeurs ‘C’ qui utilisent la chaleur pour climatiser l’immeuble en été. Ce dernier procédé est peu efficace, mais rentable si la chaleur utilisé est gratuite.
Le bilan économique
Au départ, la valeur de l’électricité produite n’est pas associée au prix d’achat de l’électricité par le réseau, mais au prix de vente aux consommateurs. Il y aura donc un gain de 3 à 10 c/KWh, dépendamment du marché local, qui justifiera généralement l’ensemble du coût des installations. Si nous acceptons que la totalité du système est amorti par la production d’électricité, le bilan économique est simple : Le chauffage, l’eau chaude et la climatisation sont gratuits. Cette très importante réduction des coûts d’opérations (ou augmentation des revenus) pourrait aller jusqu’à doubler la valeur marchande de certains immeubles commerciaux!
Le bilan carbone
Dans un contexte où l’électricité locale est propre (hydroélectricité ou nucléaire), une augmentation de l’efficacité des échanges de chaleur pourrait signifier une réduction de l’empreinte carbone du chauffage de 10 à 15%. Dans un environnement où l’électricité est d’origine fossile, le bâtiment propose alors une réduction d’émission de GES de 50 à 60%.
La bi-énergie
Puisque la génératrice produit de l’électricité en fonction de la demande, il est facile de la jumeler avec des composantes d’énergies solaires ou éoliennes qui seraient associées à l’immeuble. La puissance installée des sources d’énergies propres pourrait même être importante car si occasionnellement leurs productions excédaient les besoins de l’immeuble, celles-ci pourraient être transformées en chaleur et être entreposées dans le réservoir thermique.
Pourquoi cela ne se fera probablement pas
Il n’y a pas d’innovation technologue importante dans ce modèle, alors pourquoi n’est-il jamais appliqué?
Comme mentionné plus haut, c’est toujours une question d’argent. Le législateur encaisse des droits importants sur l’électricité et le gaz, ses revenus seraient donc coupés de moitié dans ce modèle. Il est probable que le cadre réglementaire requis pour ce genre d’installation ne sera jamais à l’ordre du jour.
De plus, là où les immeubles sont chauffés au gaz, il y a de forte chance pour qu’une bonne partie de l’électricité du réseau aie aussi cette origine. Il est donc peu probable que cette industrie mettra elle-même de l’avant des solutions qui réduirait sa demande globale.
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