Enjeux environnementaux

I) Présentation

En France, le secteur résidentiel et tertiaire consomme 46% de la consommation de l'énergie finale nationale.
La consommation moyenne d'énergie du bâtiment est proche de 400 kWh d'énergie primaire par m² chauffé par an. Ce chiffre comprend tout : le chauffage, l'eau chaude sanitaire, et les usages électriques.

Il convient donc de minimiser l'impact de ce secteur sur l'environnement. Pour cela, il est important de développer des technologies qui permettent de diminuer les émission globales de gaz à effet de serre.

Le bilan exposé en II) montre qu'un bâtiment équipé d’une

unité de MCHP bois est automatiquement de classe A par rapport à l’étiquette CO2, et dans certains cas il absorbe

du CO2.

II) Bilan carbone comparé d’une unité en exploitation

Hypothèses et méthodes

Contenu carbone des énergies
Les chiffres retenus pour le contenu carbone des différentes énergies, lorsqu’elles sont employées pour le chauffage, sont indiqués dans le tableau 3.

Tableau 3 : Contenu carbone des énergies utilisées pour le chauffage (Source : ADEME)

L’électricité utilisée pour le chauffage a un contenu carbone élevé par rapport au contenu carbone moyen de l’électricité, car elle est produite principalement en période de pointe, quand les centrales thermiques classiques sont mises à contribution.
La MCHP (Micro Combined Heat and Power pour microcogénération) à bois produit de l’électricité en période de chauffage, donc de pointe, à faible contenu carbone, et évite ainsi la production par EDF d’une électricité à contenu carbone plus élevé.
Pour les bâtiments n’ayant pas de chauffage électrique, la valeurs retenues pour le contenu carbone moyen de l’électricité consommée est de 76 gCO2/kWhél pour le résidentiel.  (Source : d’après données ADEME).
Le bilan carbone d’un bâtiment en exploitation équipé d’une unité de MCHP a été effectué de la manière suivante :

Résultats et conclusions

Les émissions de GES par type de chaudière et de bâtiment sont récapitulées sur la figure 4. Les émissions incluent à la fois la partie thermiques (chauffage, ECS) et la partie électrique (usages spécifiques, cuisson ici considérée électrique). Le bâtiment n’émet rien de plus en terme de CO2 que ce qui apparaît sur le graphe.
Le gain CO2 dû à la production d’électricité se voit en comparant respectivement la MCHP bois et la MCHP gaz à la chaudière bois et la chaudière gaz.

Figure 4 : Bilan carbone du bâtiment tous usages inclus (chauffage, ECS, usages électriques spécifiques, cuisson) par type de chaudière

La MCHP à bois permet, selon le type de bâtiment, de diminuer les émissions de GES d’un facteur 8 à 16 par rapport à une solution gaz condensation, et d’un facteur 1.5 à 3.3 par rapport à une solution chaudière bois, toutes conditions égales par ailleurs. Ce phénomène s’explique par le faible contenu carbone de l’électricité produite par l’unité de MCHP, qui évite la production d’une électricité nationale à plus fort contenu carbone (facteur 6) car produite en période de pointe.
Remarque : Si l’unité de MCHP bois permet d’éviter l’installation d’une chaudière à fioul, le différentiel sur le bilan carbone est bien plus important, car l’usage du fioul pour le chauffage provoque l’émission de 2 fois plus de CO2 que le gaz.

L’installation d’une unité de MCHP bois dans un immeuble est suffisante à elle seule pour que l’immeuble puisse être, au regard de l’étiquette CO2, de Classe A (émissions inférieures à 5 kgCO2éq/m².an). En cela, elle peut constituer l’une des solutions pour le respect du protocole de Kyoto.
L’installation d’une unité de MCHP dans une maison individuelle présente un bilan plus mitigé, car elle ne diminue les émissions de GES du bâtiment que d’un facteur 1.5 en comparaison à une chaudière à granulés bois. Ceci s’explique par le faible rendement électrique (14%) de l’unité de MCHP bois pour la maison individuelle. En effet, pour des raisons de surcoût, le moteur sera devrait être sous dimensionné en habitat individuel.
Enfin, sur la base des hypothèses utilisées dans cette étude, l’impact de la MCHP à gaz sur les émissions de GES est plus dommageable que celui de la chaudière gaz condensation dans le contexte français. Ceci s’explique par le fait que la valeur retenue du contenu carbone de l’électricité en période de chauffage (180 gCO2/kWh) est inférieure à celle du contenu carbone du gaz (222 gCO2/kWh).

Cas de l’évitement de la construction d’une centrale thermique

Si un parc d’unités de MCHP bois permet d’éviter la construction d’une « portion » de centrale thermique prévue (notamment dans le cadre du PNAQ), le bilan carbone du bâtiment est modifié. Les résultats sont indiqués sur la figure 5. Il a été considéré un contenu carbone de l’électricité produite par centrale thermique à 500 gCO2/kWhél.

Figure 5 : Bilan carbone du bâtiment tous usages inclus par type de chaudière, scénario « évitement de la construction d’une centrale thermique »

On constate alors deux phénomènes :
- Un bâtiment équipé d’une unité de MCHP bois absorbe du CO2.
- La MCHP gaz présente alors un bilan carbone favorable comparé à la chaudière gaz, en permettant de réduire de 10kgCO2/m².an les émissions du bâtiment.

III) Bilan carbone total annuel

Afin d’évaluer le bilan carbone total annuel de la MCHP bois, les hypothèses suivantes ont été considérées :
- Sur les 6 000 unités de MCHP bois installées en 2020, 2 000 ont permis en zone rurale de convertir des usagers du fioul à la MCHP bois. En effet, c’est en zone rurale qu’il y a la conjugaison des trois facteurs suivants : le réseau de gaz est inexistant, l’usage du fioul est important, et la production décentralisée d’électricité présente un intérêt.
- Le contenu carbone de l’électricité a été pris à 500 gCO2/kWhél. En effet, 150 MW électriques d’unités de MCHP bois représentent un niveau suffisant pour éviter l’installation d’une « portion » de centrale thermique prévue.
- Il a de plus été évalué l’impact de l’installation d’unités de MCHP gaz.
- Les émissions évitables par les unités de 1 kWél pour les maisons individuelles n’ont pas été comptabilisées. En effet, il a été considéré que trop de freins empêchent actuellement leur développement.
Les résultats sont récapitulés dans le tableau 5 :

Tableau 5 : Emissions de CO2 évitées par la MCHP bois et gaz à échéance 2020
Remarque : les résultats correspondant la MCHP bois comparé au bois montrent bien les émissions évitées par la production d’électricité de la MCHP bois.

Pour plus d’informations vous pouvez consulter le lien suivant : http://www.energiepositive.info/fr/pourquoi/enjeu-21eme-siecle.html