DES CONCLUSIONS RAFRAÎCHISSANTESCOMMENT METTRE EN PLACE UN RÉSEAUDE FROID URBAIN EN EUROPE

Cofinancé par le Programme Énergie intelligentepour l’Europe de l’Union européenne

SOMMAIRE

1. Avant-propos .................................................................................................................................................... 4

2. Le refroidissement, une nécessité ............................................................................................................ 6

3. La contribution du froid urbain ................................................................................................................... 7

4. Les atouts du froid urbain – Perspective des intervenants ............................................................. 13

4.1. Entreprises de fourniture d’énergie et de services ............................................................................ 13

4.2. Utilisateurs de solutions de climatisation – Propriétaires de bâtiments ...................................... 18

4.3. Autorités locales et décideurs ...............................................................................................................20

Le présent rapport a été élaboré dans le cadre du projet RESCUE (Renewable Smart Cooling in Urban Europe). Ce projet fi nancé par le programme Énergie intelligente pour l’Europe (EIE) a été mené entre juin 2012 et fi n mai 2015.

Principaux auteurs du rapport :Clemens Felsmann (Université technique de Dresde, coordinateur du projet)Maria Grajcar (AGFW, Francfort sur le Main)

Contributions de partenaires au sein de RESCUE :

· Université technique de Dresde· Capital Cooling Energy Service AB· Helsinki Energy· AGFW· Euroheat & Power· ICLEI Europe· Agence régionale de l’énergie de Ligurie

Le projet RESCUE est axé sur les défi s majeurs à relever pour poursuivre le développement et la mise en œuvre des réseaux de froid urbain faisant appel à des sources d’énergie à émission de CO2 faible ou nulle, afi n de permettre aux communautés locales de tirer parti des atouts écologiques et économiques de cette technologie mature.

Les principales étapes en vue d’une plus grande utilisation de systèmes de froid urbain intelligents, à haute effi cience énergétique et renouvelables sont les suivantes.

1. Diffusion des informations essentielles le concernant,2. Prise de décision basée sur des études de (pré)faisabilité envisageant toutes les options de production de froid,3. Mise en œuvre, pilotage et optimisation.

Le projet RESCUE est principalement axé sur les étapes 1 et 2 ; il s’adresse aux principaux acteurs et à des groupes ciblés, notamment les autorités locales, les fournisseurs d’énergie, les propriétaires d’immeubles et les investisseurs.

Le projet vise essentiellement à fournir à un certain nombre de villes ciblées un dispositif d’aide à la décision pour permettre aux autorités locales d’intégrer le froid urbain dans leurs politiques d’aménagement et les guider dans la recherche de solutions en adéquation avec leurs plans d’action en faveur de l’énergie durable (PAED).

Les principaux résultats et livrables du projet, à la disposition de tous, sont les suivants :

· Un calculateur d’impact qui présente les chiffres-clés de la comparaison entre solutions centralisées et solu-tions autonomes,

· un ensemble de directives et de manuels portant sur les réseaux de froid urbain et sur les processus de décision,

· des rapports portant sur le marché du froid, l’évaluation de la performance énergétique, les meilleures pra-tiques ainsi que des études de cas.

Notre site web www.rescue-project.eu est à votre disposition pour toute information complémentaire sur le projet RESCUE.

1 AVANT-PROPOS

4 Froid urbain

CLAUSE DE NON-RESPONSABILITÉ

Le contenu du présent rapport engage la seule responsabilité de ses auteurs. Il ne refl ète pas nécessairement l’opinion de l’Union européenne. Ni l’EASME, ni la Commission européenne ne sauraient être tenus pour responsables de l’utilisation qui peut être faite de la présente information.

5Froid urbain

Le rafraîchissement des bâtiments devient de plus en plus important. Ceci est dû principalement à l’augmentation de la température ambiante (qui inclut les vagues de chaleur et les îlots de chaleur) ainsi qu’aux forts apports internes dans les bâtiments modernes engendrés par la réduction de l’espace imparti à chaque personne dans les bureaux, l’augmentation du nombre d’appareils électriques (ordinateurs, serveurs, etc.) et un niveau d’isolation thermique supérieur.

Les besoins en refroidissement des bâtiments varient en fonction des pays et des températures extérieures. Des bâtiments différents ont des besoins différents, mais les mêmes bâtiments peuvent également présenter des besoins différents en fonction de la nature des activités qu’ils abritent.

Bien qu’il soit généralement admis que les besoins de refroidissement sont fonction des conditions clima-tiques, l’expérience prouve qu’ils dépendent de deux facteurs :

· une charge de base, indépendante du climat, comprenant l’apport interne provenant des occupants et de l’équipement électrique

· un refroidissement de confort dépendant de la température ambiante

Dans une large mesure, les besoins de refroidissement sont également fonction de l’humidité relative de l’air, particulièrement dans les zones à forte hygrométrie. L’un des avantages du froid urbain est que la capacité maximale nécessaire est inférieure à la somme des besoins maximums des divers sites, alors que les ins-tallations autonomes doivent toujours être dimensionnées pour répondre aux besoins de pointe de chaque bâtiment. En général, un réseau de froid requiert une capacité inférieure de 15 % à celle des installations autonomes permettant le refroidissement du même parc.

Le talon de consommation concerne uniquement le secteur tertiaire et correspond à environ 40 % à 60 % du total de l’énergie de climatisation. Pour les systèmes nordiques, elle est de l’ordre de 55 % à 60 %, tandis qu’elle avoisine 40 % à Lisbonne et à Vienne. La consommation de base représente une large part du total des besoins en énergie de refroidissement dans les pays froids et une part moins importante (environ 25 %) dans les pays plus chauds où le refroidissement de confort est prédominant. Si l’infl uence de cette consom-mation de base est plus marquée dans les villes du nord de l’Europe, elle est moins importante au niveau de la moyenne européenne. En effet, les pays du nord de l’Europe étant peu peuplés, leur impact sur les besoins de froid de l’ensemble du continent est faible.

2 LE REFROIDISSEMENT, UNE NÉCESSITÉ

0 5

10 15 20 25 30 35 40 45 50

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Paris Stockholm Göteborg Helsinki Solna Vienne Lisbonne hors telecom Moyenne

INCIDENCE MOYENNE DE LA TEMPÉRATURE

Température ambiante [°C]

Cap

acité

de

refr

oidi

ssem

ent [

W/m

2 ]

6 Froid urbain

3 CONTRIBUTION DU FROID URBAIN

Le principe des réseaux de froid urbain consiste à remplacer les systèmes de refroidissement autonomes par un réseau de distribution d’eau glacée, celle-ci cédant une partie de son énergie frigorifi que aux installations de l’immeuble. Le système fonctionne en circuit fermé. Les options conventionnelles sont en général petites et peu effi caces et consomment davantage d’énergie ; la centralisation de la production permet, elle, de réali-ser des économies d’échelle. Classiquement, les options de refroidissement conventionnelles sont limitées au périmètre du site. En revanche, le froid urbain peut être généré là où sa production est la plus avantageuse, notamment à proximité de sources d’eau froide, fournissant un refroidissement bon marché et écologique.Le schéma ci-dessous illustre la production et la distribution de l’eau réfrigérée aux consommateurs d’un réseau de froid urbain.

L’option du froid urbain implique deux considérations principales : le dimensionnement optimal et la livrai-son d’eau glacée à des clients à travers le réseau de distribution. Cette section décrit brièvement les trois technologies les plus couramment utilisées et les systèmes de distribution. Les technologies font en général appel soit à un refroidissement naturel provenant d’une source d’eau locale, notamment océan ou lac, soit à de la chaleur excédentaire, soit à des groupes frigorifi ques haute performance ou encore à une combinaison de ces trois technologies. L’architecture d’une installation de refroidissement dépend des sources d’énergie disponibles ainsi que de facteurs économiques et environnementaux.

De ce fait, chaque confi guration de centrale de production est unique, chaque ville ou espace urbain ayant ses propres spécifi cités.

Refroidissement naturel

Le refroidissement naturel repose sur une énergie basse température extraite du sol, de l’eau ou de l’air, requérant uniquement un ventilateur ou une pompe pour être utilisée. Il consiste à tirer parti de sources froides naturelles locales (air, neige, glace, cours d’eau, océans, lacs, nappes phréatiques), évitant ainsi une consommation inutile d’énergie. Il s’agit donc d’une solution extrêmement simple, bon marché et respectueu-se de l’environnement. Une grande variété de sources froides naturelles se prêtent à cette technique pourvu que leur température soit suffi samment basse. Lorsque le fl uide utilisé est l’air, l’usage est limité aux latitudes nordiques où les températures extérieures sont basses la majorité de l’année. L’eau est un fl uide plus stable, le fond de nombreux lacs reste froid au beau milieu de l’été, mais la mise en place de canalisations plongeant suffi samment profondément sous la surface peut se heurter à des restrictions économiques.

SOURCE. Eau de mer, autres sources naturelles et chaleur excédentaire

PRODUCTION.Groupes frigorifi ques/Machine à absorption

STOCKAGE

ETS. Poste de livraison

CLIENTS

ETS. Poste de livraison

RÉSEAU DE DISTRIBUTION

Source : Capital Cooling Energy Service AB

7Froid urbain

• Groupes froids électriques

Alors que les solutions conventionnelles sont en général des systèmes refroidis par l’air, un groupe froid de centrale de froid urbain, de taille nettement supérieure, est normalement refroidi par de l’eau provenant d’une source naturelle. L’utilisation d’une combinaison de groupes froids à variateur et de groupes standards permet de concevoir une installation de production très effi cace. Le coeffi cient d’effi cacité énergétique 1 (EER) obtenu avec des groupes froids à variateur va de 5 à 14.

• Groupes froids à absorption

Un groupe froid à absorption a les mêmes fonctions de base qu’un groupe froid standard, sauf que a) il est entraîné par la chaleur et non par l’électricité, b) il utilise une solution saline comme réfrigérant, en général du bromure de lithium. La seule électricité utilisée est celle qui sert à pomper le réfrigérant. On peut donc obtenir un coeffi cient d’effi cacité énergétique (EER) de 15 à 25 pour la centrale dans son ensemble. L’EER de la chaleur thermique est de l’ordre de 0,7 à 0,74 pour de l’eau chaude avoisinant 90 °C.Les machines à absorption utilisant la chaleur comme source d’énergie, elles consomment beaucoup plus d’énergie qu’un groupe froid équivalent car elle possède une qualité énergétique moindre. En consé-quence, la source de chaleur doit être nettement moins onéreuse que l’électricité pour que la technologie par absorption soit intéressante. La chaleur peut être obtenue à faible coût en présence d’un système de chauffage urbain produisant de la chaleur excédentaire pendant les mois d’été. Le chauffage pendant les mois froids de l’année est en général onéreux. Pour cette raison, il est plus avantageux de recourir à des machines à absorption pendant les mois les plus chauds, lorsque la demande de rafraîchissement est à son niveau le plus élevé et que les prix de production de chaud sont faibles (à condition de pouvoir disposer de chaleur excédentaire).

Performance environnementale

Concernant la production de froid, le taux d’énergie primaire (PEF) et les émissions de dioxyde de carbone (CO2) sont les critères les plus signifi catifs. En effet, la part d’énergie renouvelable est déjà considérée dans les facteurs de conversion d’énergie fi nale en énergie primaire. Il n’est donc pas nécessaire de créer un critère dédié (RES).

Classifi cation

1 Le coeffi cient d’effi cacité énergétique (EER), qui exprime la performance des appareils produisant du froid, est le quotient de l’énergie utile frigorifi que par l’énergie fournie au compresseur.

CLASSPEF

fP,dc [-]CO2

KP,dc [kg MWh]RES

Rdc [%]

1 0,17 28 95

2 0,17 0,25 28 40 95 93

3 0,25 0,35 40 57 93 91

4 0,35 0,55 57 89 91 86

5 0,55 0,80 89 129 86 81

6 0.80 1,30 129 210 81 73

7 1,30 210 73

8 Froid urbain

Classe 1 : Excellent niveau, uniquement réalisable pour les centrales de refroidissement reposant sur l’eau

de mer de profondeur. Limite inférieure du coeffi cient de performance (COPel) 15

Classe 2 : Centrales de froid urbain à haute effi cacité avec une large part de refroidissement naturel. Limite

inférieure COPel10,4

Classe 3 : Centrales de froid urbain avec une certaine quantité de refroidissement naturel. Limite inférieure

COPel 7,4

Classe 4 : Centrales de froid urbain avec tour de refroidissement dans les pays chauds. Limite inférieure

COPel 4,7

Classe 5 : Solutions autonomes refroidies à l’air effi caces. Limite inférieure COPel 3,2

Classe 6 : Anciennes solutions autonomes refroidies à l’air. Limite inférieure COPel2,0

Classe 7 : Solutions autonomes refroidies à l’air médiocres

Le principal avantage de la production de froid centralisée à grande échelle est la fl exibilité qu’elle offre dans la sélection du mix le plus économique pour la production de l’eau glacée. Une confi guration typique consis-terait à utiliser le refroidissement naturel tant que la source d’eau est suffi samment froide, des machines à absorption quand le coût de production de chaleur est bas, et des groupes froids le reste du temps.

Le froid urbain n’est pas une solution particulièrement bien connue des autorités locales, ce qui n’a rien de surprenant lorsqu’on consulte les anciennes études consacrées à la fourniture d’énergie du futur. En effet, de nombreux rapports assimilent l’énergie à la seule électricité, ce qui fait penser – à tort – que a) les prob-lèmes de changement climatique peuvent être surmontés simplement en prenant en compte l’électricité et b) l’électricité est le seul domaine dont on doive se préoccuper. Tout d’abord, le chauffage et la climatisation représentent 50 % des besoins énergétiques en Europe. Il est donc impératif de se concentrer sur des solu-tions durables. Or le chauffage et le froid urbains répondent grandement à des critères de durabilité de par leur capacité à réduire les besoins en énergies distinctes. Mais pour en arriver là, un changement de para-digme doit avoir lieu afi n que les possibilités qu’ils offrent soient identifi ées.Il faut d’abord poser clairement que la demande en énergie n’est pas synonyme de demande en électricité. Il est nécessaire de souligner que le chauffage et le froid urbains peuvent utiliser l’énergie excédentaire, qui sinon serait perdue. Un bon système de froid urbain est un système qui est plus effi cient que d’autres alternatives locales et qui est également rentable pour la société à long terme. Afi n de mettre en place des solutions de refroidissement durables pour le secteur immobilier, il est crucial de développer des modèles prouvant clairement qu’il s’agit d’une ressource à haute effi cience sur le long terme, à bonnes performances écologiques et à faibles coûts d’exploitation.

Pour qu’un réseau de froid urbain (RFU) soit intéressant, il faut qu’il y ait une ou des zone(s) très denses de demande de rafraîchissement dans une ville et que des sources de refroidissement naturel ou d’énergie excédentaire soient à proximité. Ces deux critères sont réunis dans de nombreuses zones et villes d’Europe.

Afi n de développer des solutions de froid urbain durables pour attirer les investisseurs, créer des emplois et mettre en place une infrastructure d’avenir dans les communautés locales, il est essentiel d’appliquer une méthodologie précise assurant une bonne rentabilité et un niveau de risques peu élevé. La gestion opération-nelle complète d’un projet de froid urbain permet d’évaluer rapidement les options économiques ; elle donne également une représentation claire de la direction stratégique générale du projet. Une bonne compréhen-sion des opportunités et des risques concourt aussi à la réussite d’un projet.

9Froid urbain

L’exploitant d’un RFU doit être perçu comme un fournisseur capable de proposer à long terme une solu-tion fi able répondant à des critères de durabilité. Il est essentiel d’instituer une relation de confi ance avec le marché immobilier local couplée à une compétence et un savoir-faire techniques. Il faut pour cela maîtriser le fonctionnement de chaque option du schéma opérationnel et être en mesure d’adapter le dimensionnement aux désirs des principales parties prenantes.

· Dans la recherche d’un modèle économique répondant aux besoins spécifiques en froid urbain du marché local, les parties prenantes au sein de la municipalité doivent envisager la solution la plus appropriée qui permettra de mettre au point, posséder et exploiter un RFU, en s’appuyant entre autres sur les critères suivants :· situation financière et niveau de rentabilité· niveau de contrôle· acceptation d’un certain risque

Les organismes publics et les organisations à but non lucratif considèrent en général les investissements en infrastructure comme un moyen d’atteindre des objectifs plus vastes et sont disposées à accepter un retour sur investissement à plus long terme. Une bonne connaissance des bâtiments des clients potentiels est importante stratégiquement et devrait constituer une priorité pour tous les travaux à mener. Il est également essentiel de déterminer et de compa-rer la performance environnementale et de comprendre en quoi les divers choix impactent la viabilité et la perception du public. Le bon timing est un élément-clé du développement d’un RFU ; un client potentiel n’est en général pas disposé à envisager le raccordement de bâtiments existants à un réseau de froid avant qu’une rénovation profonde du système de climatisation de ceux-ci ne s’impose.

Obstacles

Il existe quelques obstacles au développement du froid urbain. Les faibles recettes ou bénéfi ces que peut en attendre le fournisseur suscitent peu d’intérêt lorsqu’il existe un intervenant naturel qui pourrait assumer ce rôle de promoteur ou de fournisseur de froid urbain. Ces intervenants sont souvent la compagnie d’énergie thermique municipale.

Comme l’a fait remarquer un membre de l’association de chauffage et de froid urbains :

« Les gens sont effrayés par les coûts d’investissement élevés, les études de cas sont difficiles à obtenir, et avant de les avoir, il faut débourser des sommes considérables. »

Un autre obstacle est la diffi culté de savoir qui est en charge du développement d’un RFU, par exemple lorsqu’aucune entreprise d’énergie thermique locale n’est implantée dans la ville. Le Royaume-Uni et la Bel-gique notamment rencontrent ce type de problème. La rentabilité des RFU est souvent assez faible ; cepen-dant, lorsque les systèmes sont en exploitation, ils fournissent des revenus certes peu élevés mais stables, comme le prouvent entre autres les exemples d’Helsinki, Stockholm et Vienne.

Pistes pour surmonter ces obstacles

On peut envisager de faire face à ces obstacles par le biais de la législation, et notamment en mettant en place une concession avec l’obligation pour les usagers d’une certaine zone de se raccorder au réseau. Une telle démarche risquerait de générer des coûts plus élevés pour la communauté, au cas où le froid urbain se-rait plus onéreux que les autres alternatives, ce qui nuirait au développement d’autres domaines (prélèvement de fonds sur d’autres secteurs). Une autre démarche consisterait à recourir à des subventions pour le froid

10 Froid urbain

urbain, mais cela poserait des problèmes semblables à ceux causées par la législation. Cela dit, au vu des subventions accordées aux projets portant sur l’énergie éolienne et solaire, cela est défendable. Le volume de ces subventions et la gestion de celles-ci devraient également être tirés au clair. Une troisième démarche consisterait dans la juste internalisation de tous les coûts dans un souci de transparence. Il s’agirait notam-ment des coûts de la pollution, du prix de l’énergie primaire et des taxes carbone pour toutes les solutions de refroidissement. Dans ces conditions, le froid urbain serait compétitif.

L’intérêt croissant porté au développement d’une empreinte carbone, à la résilience énergétique et à la réduc-tion de la dépendance par rapport à des sources extérieures à la région ou à la communauté locale rendent les solutions de chauffage et de froid urbains plus intéressantes pour les communautés dans toute l’Europe.

Parmi toutes les parties prenantes telles que propriétaires, exploitants de RFU, autorités municipales, déci-deurs politiques nationaux, associations de chauffage et de froid urbains, établissements scolaires, investis-seurs, propriétaires immobiliers et leurs locataires, trois groupes ont un rôle essentiel :

Trois acteurs-clés

Propriétaires de bâtiments : et notamment ceux du secteur tertiaire, c’est-à-dire hors secteur résidentiel, industriel et agricole. Les industries de transformation ayant un fort besoin de refroidissement et les gros utilisateurs de froid font également partie de cette catégorie.

Autorités locales : instances politiques à même de créer des conditions de concurrence équitables pour le froid urbain, servitudes et permis. Ces intervenants comprennent les services suivants : · Aménagement urbain

· Construction (normes)· Énergie· Environnement· Travaux de voirie· Gestion des bâtiments publics

Figure 1. Les acteurs-clés des réseaux de froid urbain

AUTORITÉS LOCALES

ENTREPRISE ÉNERGÉTIQUE

PROPRIÉTAIRE DE BÂTIMENTS

FROIDURBAIN

11Froid urbain

Une municipalité pourrait décider de se lancer dans des actions de développement et de création d’une infrastructure de froid urbain et céder une partie ou l’ensemble des étapes à des tiers. Une municipalité peut devenir fournisseur d’énergie, ce qui constitue une nouvelle source de revenus et qui permet de réaliser des objectifs plus vastes. Il est crucial que les initiateurs du secteur public comprennent et adoptent une appro-che commerciale vis-à-vis de projets de froid urbain, qui est plus généralement associé à des entreprises privées.Les projets de gestion de l’énergie urbaine sont susceptibles de déboucher sur un certain nombre d’avantages sociétaux et environnementaux, mais ils doivent être viables fi nancièrement et présenter un caractère de durabilité économique. C’est pourquoi il convient d’adopter une approche commerciale pragma-tique.

Entreprise locale de fourniture d’énergie et de services : considérée comme promoteur et/ou exploitant du RFU. Il peut s’agir d’entreprises de froid urbain locales, d’aménageurs d’infrastructure, d’entreprises de services énergétiques ou d’autres sociétés qui peuvent assumer le rôle de promoteur et de fournisseur de froid urbain.

Les acteurs du secteur privé comprennent divers types d’entreprises susceptibles de proposer un vaste éventail d’approches allant du contrat de fourniture d’éléments spécifi ques au développement du projet dans son ensemble, à son exploitation et sa propriété.

Chacun de ces acteurs peut jouer plusieurs rôles au sein du projet et il peut y avoir de nombreux points d’entrée aux diverses étapes du développement. Une municipalité peut élaborer un plan de développement énergétique global et jouer le rôle du promoteur du projet, notamment pour la cartographie énergétique et les études de faisabilité. De même, elle peut souhaiter investir dans le développement des projets eux-mêmes. Les municipalités et autres acteurs du secteur public peuvent être la clé de la viabilité d’un projet par le simple fait qu’ils ont des besoins de climatisation importants pour leurs propres bâtiments. Les grands cons-tructeurs et exploitants de bâtiments peuvent également profi ter de projets énergétiques et jouer un rôle-clé du côté de la demande.

Les bâtiments institutionnels tels que les universités et les hôpitaux utilisent souvent des réseaux d’énergie susceptibles de fournir le chauffage et le froid nécessaires sur l’ensemble de leur périmètre. De ce fait, ils peuvent être des points de départ importants pour la constitution d’un marché.

Les obstacles les plus courants et les plus importants à surmonter dans ce domaine sont les suivants :

· Autorités locales : manque d’intérêt · Entreprises énergétiques : focalisation sur la production plutôt que l’utilisation raisonnée de l’énergie (énergie primaire faible)

· Les acteurs peuvent se méfier de la technologie pour des raisons financières et par manque d’expérience en matière d’énergie urbaine. Ce dernier élément explique en partie pourquoi Paris dispose d’un réseau de froid urbain et Londres, non.

· Règlementations en matière de construction / Code du bâtiment

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4.1. ENTREPRISES DE FOURNITURE D’ÉNERGIE ET DE SERVICES

Demande de froid

La différence observée dans les besoins de climatisation entre divers bâtiments dépendant grandement de l’affectation de chacun d’eux, il est indispensable d’avoir une connaissance détaillée de l’usage qui en est fait pour établir leurs besoins individuels. Dans le cas de systèmes de climatisation préexistants, le volume des besoins de froid est rarement mesuré et l’électricité consommée par ces installations fait simplement partie de la consommation électrique totale. Certaines études concluent que la demande du secteur résidentiel équi-vaut à 45 % de celle du secteur tertiaire. Les indicateurs de performance clés sont les suivants : le nombre d’habitants de la ville afi n d’évaluer le potentiel du marché, l’indice de refroidissement européen (ECI) et la façon dont le climat extérieur impacte la demande en refroidissement de confort de la ville.Un petit client de confort au Danemark, où les prix de l’électricité sont élevés et les réfrigérants HFC inter-dits, justifi erait un nouvel investissement, tout comme, à l’autre extrême, un centre serveur dans un pays où l’électricité est bon marché. D’où notre conseil : ne pas fonder sa décision uniquement sur les calculs des consommateurs ; le risque de surcapacité de production et de d’investissement massif est trop grand.

Perspective environnementale

Nous recommandons d’utiliser ces trois critères pour évaluer un RFU : utilisation d’énergie primaire, émissions de dioxyde de carbone et taux d’énergies renouvelables. Le facteur d’énergie primaire non renouvelable prend en considération les processus d’extraction, de traitement/raffi nage, de stockage et de transport du carburant. On peut calculer le facteur d’énergie primaire conformément à la norme EN 15316-4-5, valable également pour les RFU. Le facteur d’émission de dioxyde de carbone est basé sur le même concept que celui du facteur d’énergie primaire ; il suffi t de remplacer les facteurs d’énergie non renouvelable par les émissions de dioxyde de carbone.

Tarifi cation

Le froid urbain est un produit destiné essentiellement au secteur tertiaire. Dans la plupart des cas, son prix est fonction du prix du marché. Pour faire simple, on peut dire que le prix équivaut à ce que le client est prêt à débourser pour le produit, auquel s’ajoute la valeur ajoutée potentielle pour l’entreprise du client. Ce prix varie selon les pays et les divers utilisateurs ; il dépend largement des conditions locales. Par exemple, une installa-tion de 500 kW peut osciller entre 45 et 140 EUR/MWh, avec une moyenne EU28 de 81 EUR/MWh.

Cela dit, le principe d’une tarifi cation individuelle a fait ses preuves car elle prend en considération la situation de chaque client. En faisant un inventaire soigneux du système de climatisation interne existant chez le client, des coûts d’électricité et de maintenance, de l’âge de l’équipement, des données fi nancières, on peut calculer les “coûts propres” du système autonome. Afi n d’attirer le client potentiel, il est souvent nécessaire de présen-ter un prix qui soit inférieur à ses coûts actuels tout en étant suffi samment élevé pour ne pas compromettre la rentabilité du RFU. On peut également opter pour des frais de raccordement afi n de compenser le fl ux de trésorerie négatif des premières années.

4 LES ATOUTS DU FROID URBAIN – LA PERSPECTIVE DES INTERVENANTS

SECTEUR TERTIAIRE NOUVEAU PRODUIT ÉCOLOGIQUE

TARIFICATION INDIVIDUELLE FORTE INTENSITÉ CAPITALISTIQUE

DIFFÉRENTIELS DE TEMPÉRATURE

13Froid urbain

Contacts avec les clients

L’expérience dont on dispose avec les RFU déjà installés dans certaines villes montre que de nombreux pro- priétaires immobiliers ignorent totalement l’option Froid urbain. Ceci est même parfois vrai dans les villes où le chauffage urbain est, lui, bien implanté. On ne doit pas partir du principe que cette option est connue du plus grand nombre. Avant que le produit soit présenté et les avantages perçus, ce marché aura du mal à croître.

• Dans la recherche de clients prometteurs, il serait bon de mettre l’accent sur :• une demande de froid stable toute l’année pour certains clients• une conscience écologique et un intérêt pour le développement durable, des activités requérant une cli-

matisation particulière telles que les Data center, le secteur médical et les centres de recherche avec des exigences particulières pour les systèmes de secours. Ceux-ci conserveront leur système de climatisation autonome comme secours mais feront appel au froid urbain comme principal fournisseur de refroidisse-ment.

Lorsque les prospects sont déjà familiarisés avec la technologie du chauffage urbain et qu’une relation s’est instaurée entre eux et l’entreprise énergétique, les choses sont plus faciles.

Comment commencer

Résumé des raisons qui ont incité les entreprises énergétiques à se lancer dans le froid urbain :• Un management qui croit à cette activité alors que les coûts initiaux d’investissement sont énormes et le

retour sur investissement plutôt faible• Concurrence - “Nous pouvons vendre aussi bien du froid que du chauffage urbain, comme les pompes à

chaleur qui font les deux”• Proposer au marché un nouveau produit intéressant du point de vue écologique• “Nous avons identifi é une opportunité d’activités rentables”• Vendre plus de chauffage urbain et être capable de produire de l’électricité plus longtemps pendant l’été• Demande émanant de propriétaires de bâtiments (qui servent alors de clients-clés) pouvant être motivée

par des restrictions édictées par la municipalité (concernant les façades et les appareils de climatisation)

L’approche axée sur l’aspect commercial et le caractère écologique du froid urbain seront de nature à améli-orer l’image de marque de l’entreprise énergétique. En Suède et en Finlande, la concurrence entre le chauf-fage urbain et le secteur des pompes à chaleur, et la capacité à produire plus d’électricité en été pendant la période utilisant la chaleur excédentaire ont joué un rôle moteur. Les prérequis pour le développement de RFU sont les suivants :

• Personnel spécialisé et dédié à cette activité, possédant le savoir-faire nécessaire à la mise en place d’un système de froid urbain. Le service technique doit maîtriser l’obtention de températures de retour les plus élevées possibles. Plus le différentiel de température (écart entre la température de départ et de retour) est élevé, moins le débit de distribution de l’eau à prévoir est important, ce qui permet de mettre en place des canalisations de moindres dimensions. Pour un degré de moins de température de retour, il faut prévoir 10 % de débit supplémentaire. Le fournisseur de froid urbain doit avoir connaissance des installations techniques présentes dans le bâtiment pour pouvoir discuter du raccordement au réseau et être en position d’atteindre un haut différentiel de température. Les économies au niveau des investissements et des frais de pompage qui en découlent profi tent à la fois au client et au fournisseur.

• Une démarche fortement axée sur le marché et la fi xation du juste prix. Pour commencer, on envisage un périmètre assez vaste pour avoir une bonne vue d’ensemble. Les zones les plus prometteuses à l’intérieur de ce périmètre doivent ensuite être identifi ées en fonction des critères suivants : présence d’un cer-tain nombre de clients ayant des besoins de climatisation constants, la possibilité de les raccorder, et

14 Froid urbain

l’emplacement des clients-clés qui ne doivent pas se trouver trop éloignés de l’emplacement prévu pour la centrale de production de froid. Pour résumer, on peut dire que le froid urbain est la bonne solution sur le plan économique lorsqu’il dessert une zone suffi samment dense.

Par où commencer

Il convient d’avoir à l’esprit que dans la plupart des cas, les propriétaires immobiliers sous-estiment les coûts de maintenance des solutions autonomes. Du point de vue des entreprises, le raccordement à un réseau de froid pourrait se faire idéalement lors de la rénovation des canalisations ou de l’extension du réseau de chauf-fage urbain. Cependant, il est capital de conquérir des clients-clés avant d’investir grandement afi n d’éviter un fi asco. Ainsi, il est nécessaire que les partenaires et les clients potentiels s’engagent à participer à une étude plus approfondie. Si on parvient à collecter un nombre suffi sant d’engagements, on peut commencer à défi nir les contours du projet et passer à l’étape suivante. L’engagement doit inclure un protocole d’accord ou une lettre d’intention.

Propriété

Le propriétaire du réseau peut être une municipalité ou une entité juridique privée. Dans les deux cas, l’exploitation sera la même. L’examen de la nature des propriétaires en Allemagne refl ète bien la situation de l’Europe entière. Il y a relativement peu de grands réseaux de froid urbain en Allemagne par rapport à la vente générale de froid par des tiers (contracting) ou la fourniture de chaleur à des fi ns de production de froid (par le biais de refroidisseurs à absorption). De plus, il n’y a pas de différence entre entreprises privées et pu-bliques. Par exemple, le RFU de Hambourg appartient à une entreprise privée alors que celui de Munich ap-partient à la municipalité. Dans certains cas, ils appartiennent à des entreprises privées dont un land allemand est actionnaire majoritaire. Malheureusement, on ne peut tirer aucune conclusion de ces faits, la taille de l’échantillon étant trop modeste. Les spécifi cités locales ont davantage d’impact sur la possibilité de mettre en place un réseau de froid urbain que la question de la propriété. Néanmoins, en théorie, les entreprises détenues par la municipalité sont plus enclines à investir dans des technologies à haute effi cacité énergétique présentant des avantages écologiques, même lorsque les perspectives sont fl oues. En réalité, les entreprises appartenant à une municipalité doivent être économiquement viables afi n de satisfaire aux attentes de leurs propriétaires – la municipalité – en matière de dividendes.

La base de données la plus vaste relative aux réseaux de froid urbain en compte actuellement plus de 130 en Europe (EHP, 2014). Cependant, on ne dispose d’aucune indication sur la répartition entre secteur privé et secteur public. D’une façon générale, aucune solution n’est d’emblée supérieure à l’autre ; cela dépend dans une large mesure des conditions du marché et de la situation régionale ainsi que des capacités individuelles de la municipalité ou du fournisseur privé considéré.

Phases de mise en œuvre du projet

Le choix du bon modèle économique dépend de la nature des propriétaires. S’il existe déjà une entreprise exploitant un réseau de chauffage urbain, il est fort probable que la même entreprise sera le vecteur de nou-velles activités de froid urbain. Dans le cas contraire, il conviendra d’étudier plus avant les options concernant le statut de propriété. Chaque type de propriété présente diverses possibilités et des niveaux de contrôle différents. Les principaux objectifs du développement de réseaux d’énergie urbaine sont la viabilité écono-mique ou la rentabilité, la sécurité de l’approvisionnement ainsi que les aspects écologiques. Il serait bon de savoir dès l’abord si un savoir interne est disponible ou si un partenariat est requis. Une solution hybride peut être mise en place pour la phase de développement, avant de passer la main au moment opportun. Comme exemples de propriété hybride, on peut citer des arrangements temporaires tels que des joint-ventures (JV) ou des “special project vehicles” (SPV, projet partagé entre les intervenants).

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Les acteurs du projet devront désigner un organe autorisé à les représenter et à prendre la direction du dé-veloppement du projet de froid urbain. Il est souvent facile de déléguer de grandes parties, voire l’ensemble du processus, à des consultants ou des entreprises spécialisées dans les projets sur l’énergie. Néanmoins, il est important que le représentant offi ciel ait suffi samment de temps et de connaissances techniques pour comprendre et évaluer les recommandations émises par les consultants.

Phases du développement du projet :

Le directeur organise et prépare le dossier commercial y compris les contrats avec les clients, il met en place l’entité opérationnelle, élabore les contrats avec les partenaires, procède aux pré-investissements et s’assure de disposer des permis de construire. Il convient alors de concevoir le réseau, planifi er les achats et diriger l’exécution des travaux. La proposition portant sur la phase de développement de l’activité doit déboucher sur un projet rentable à long terme. Elle doit également prévoir différents scénarios replis, y compris un scénario catastrophe permettant au moins de récupérer les sommes investies pour l’exécution de cette phase. La pha-se de réalisation est terminée lorsque les investissements à grande échelle sont réalisés, que l’investisseur a pris sa décision fi nale et que le directeur a été chargé de mettre sur pied l’organisation d’un projet à grande échelle. Sur cette base, le projet est transféré à un exploitant à long terme qui est chargé de l’exploitation et de la maintenance.

Une fois de plus, il apparaît que les réseaux de froid urbain sont des projets à forte intensité de capital et faible rendement. S’il y a d’autres projets possédant un retour sur investissement plus rapide, ces derniers (notamment dans les énergies renouvelables) auront la préférence.

Une solution basée sur un refroidisseur à absorption autonome est-elle une option ?

Afi n d’éviter la construction d’un réseau de canalisations, on peut envisager l’installation d’un refroidisseur à absorption utilisant la chaleur provenant du réseau de chauffage urbain située non loin du site du client. Quoi qu’il en soit, il faut garder à l’esprit certains inconvénients : la température du réseau de chauffage urbain est en général inférieure à la température requise pour le fonctionnement de refroidisseurs à absorption pendant l’été. Une augmentation de la température de l’eau entraîne une augmentation des pertes énergétiques. De plus, un faible différentiel de température dans la section de chauffage du réseau augmente la température de retour du réseau de chauffage urbain, avec pour conséquence une baisse de la récupération de chaleur dans le condensateur de gaz de combustion et une réduction de la production électrique dans les systèmes de cogénération. Dans notre étude, aucune entreprise énergétique fournissant uniquement de l’absorption décentralisée n’a présenté de résultats fi nanciers positifs.

Figure 2. Processus de développement du froid urbain. Source : (Capital Cooling)

Responsables projet Schémas directeurs etc.

Étude de préfaisabilité

Étude de faisabilité

Développementde l’activité

Phase de transfertRéalisation Exploitation

Arrêt /Suspension

Arrêt /Suspension

Arrêt /Suspension

Arrêt /Suspension

Décision des axes d’investissement

Décision d’investissement

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Problématiques techniques

Contrairement au secteur du chauffage urbain, il faut éviter d’équiper son réseau de longs tuyaux de trans-port. Il est important de veiller à obtenir un différentiel de température aussi élevé que possible et à défi nir des exigences techniques pour le raccordement des clients au réseau de froid urbain. Un différentiel de température trop bas aurait trois principales conséquences : manque de capacité du réseau de distributi-on, coûts de pompage élevés et utilisation réduite des sources naturelles de froid. D’une façon générale, le dimensionnement des tuyaux répond à quatre facteurs : le différentiel de température du réseau, le débit maximum autorisé, la pression dans le réseau de distribution et la pression différentielle minimale nécessaire pour desservir le client le plus éloigné.

Enseignements tirés d’autres systèmes de froid urbain :

• Tenir son calendrier. Répondre en premier aux besoins des clients majeurs.• La surestimation des besoins de climatisation d’un client est une erreur fréquente qu’une évaluation soi-

gneuse de la demande devrait permettre d’éviter. Toutefois, le coût du tuyau en lui-même (qui dépend du diamètre et donc de la demande) est négligeable par rapport au coût total de développement du réseau qui ne dépend pas de la consommation des clients.

• Le mode de production de froid sélectionné pour le réseau doit être optimisé, prenant en considération les sources disponibles sur place et les conditions locales.

• Prendre en compte les risques liés au différentiel de température (∆T).• Ne jamais perdre de vue les questions d’autorisation. • La surveillance du réseau de canalisations (système de détection de fuites) doit être adaptée à la distri-

bution de froid, qui requiert une attention différente de la distribution d’eau chaude. Les fi ls de cuivre non isolés traditionnels déclenchent trop souvent des fausses alertes quand on les utilise pour les tuyaux pour eau froide.

À ne pas perdre de vue

• Informer le client potentiel de tous les atouts du froid urbain. Le propriétaire d’un bâtiment a besoin d’informations sur le facteur d’énergie primaire, sur l’importance d’un facteur d’énergie primaire peu élevé lorsque différentes méthodes de conservation de l’énergie sont envisagées, et sur les divergences au niveau du facteur d’énergie primaire pour différentes sources d’énergie.

• On peut également commencer à partir de solutions de froid urbain existantes chez des clients institution-nels (solution autonome pour un grand client tel qu’un aéroport) mais celles-ci ne sont pas faciles à intég-rer à un réseau de dimensions supérieures étant donné la distance par rapport à d’autres clients potentiels.

• Une charge de base plus élevée que prévu. Comme le montre l’exemple de Stockholm, la période d’utilisation finit par être beaucoup plus longue que prévu. Environ 50 % de la charge correspondent aux besoins de climatisation existant tout au long de l’année pour l’équipement informatique, l’équipement de réfrigération/congélation.

• Le prix du froid comprend un abonnement, éventuellement des frais de raccordement au réseau et le prix de l’énergie.

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4.2. UTILISATEURS DE SOLUTIONS DE CLIMATISATION – PROPRIÉTAIRES DE BÂTIMENTS

Consommateurs typiques de froid urbain

Les bâtiments publics et commerciaux tels que bureaux, bâtiments administratifs, hôtels, universités, hôpitaux et aéroports. Une grande demande de climatisation de process existe dans les Data center, l’industrie phar-maceutique et les industries de transformation.

Demande de climatisation

En général, les propriétaires ne relèvent pas la consommation électrique de leurs systèmes de refroidisse-ment. Dans de rares cas, ils relèvent la demande électrique du compresseur, plus rarement encore celle de l’équipement électrique auxiliaire (pompes notamment). La consommation de la climatisation se perd dans la consommation totale du bâtiment. De ce fait, le propriétaire a rarement conscience des coûts de fonctionne-ment du refroidissement.Les refroidisseurs fonctionnant à l’aide de froid naturel ne sont intéressants que pour les consommateurs ayant une forte demande en charge de base. L’éventail va de consommateurs de pur confort dans le nord de l’Europe avec environ 400 heures équivalentes à pleine charge à des centres commerciaux et des hôpitaux avec une charge de base élevée dans le sud de l’Europe qui peuvent avoir environ 4000 heures équivalentes à pleine charge. Les centres serveurs sont pratiquement de purs clients de charge de base, ils avoisinent les 8760 heures.Heures équivalentes à pleine charge = demande en énergie en MWh/an/capacité installée en MW.

Prix

En général, la fourniture d’énergie se paie selon un tarif défi ni. Tous les clients d’un certain groupe, présen-tant une certaine taille et ayant certains besoins paient le même prix. Dans de nombreux pays de l’UE, seule cette structure tarifaire est admise. Cependant, comme les législations et réglementations en vigueur ne s’appliquent pas au froid urbain, exception faite du Danemark, le prix à payer peut être défi ni individuellement.Le froid urbain présente une valeur ajoutée sous forme d’atouts supplémentaires que les propriétaires de bâti-ments prennent rarement en considération, à savoir peu de risque, plus de disponibilité et une grande stabi-lité des prix du fait du faible impact du prix de l’électricité sur l’évolution de son prix. De plus, les surfaces qui seraient dévolues à des installations autonomes peuvent être affectées à d’autres usages. Un autre avantage de taille est que les diverses composantes du prix (frais de raccordement, frais fi xes, frais liés à la capacité et frais d’énergie) peuvent être négociés et adaptés aux besoins.

CONNAISSEZ-VOUS LA CONSOMMATION ÉLECTRIQUE DE VOTRE CLIMATISATION ?

PRIX DU MARCHÉ POUR LE FROID URBAIN = COÛTS DE L’ALTERNATIVE LOCALE POUR UN CLIENT + VALEUR AJOUTÉE

18 Froid urbain

Propriété du réseau de froid urbain

Le poste de livraison sert à séparer le réseau de froid urbain du système secondaire du bâtiment et appar-tient en général au propriétaire du bâtiment. La station est soit vendue par le fournisseur de froid urbain, soit installée conformément à ses spécifications et consiste en un échangeur de chaleur à plaques avec équipe-ment de mesure et de contrôle. Le raccord au système de froid urbain doit répondre à des exigences tech-niques définies par l’exploitant du réseau. Plus la température de retour de l’installation est élevée, meilleure sera l’efficacité énergétique de l’ensemble du réseau.

La solution basée sur un refroidisseur à absorption autonome est-elle une option ?

Plutôt que de se raccorder au réseau de froid urbain, on peut envisager d’installer un refroidisseur à ab-sorption autonome et acheter la chaleur nécessaire à son fonctionnement auprès du réseau de chauffage urbain. Cette option implique l’installation de tours de refroidissement beaucoup plus grandes sur les toits, le coefficient de performance (COP) des machines à absorption étant inférieur au coefficient de performance des groupes froids électriques. Quoi qu’il en soit, on perd ainsi la valeur ajoutée associée au raccordement au réseau de froid urbain, et donc sa simplicité, sa flexibilité, le gain de place réalisé ainsi que son aspect écologique.

Comparaison avec des options de climatisation conventionnelles

Dans certaines conditions, des systèmes plus élaborés possédant une meilleure performance peuvent con-currencer le froid urbain, tels que des systèmes aquifères, des refroidisseurs à haute efficacité refroidis par des tours de refroidissement humides, d’autres systèmes géothermiques, des systèmes de refroidissement naturel basés sur l’eau (rivière, mer, lac).Exemples d’alternatives de base qui se présentent au client :

• refroidisseurs de toit à rafraîchissement direct• aéro-refroidisseurs• refroidisseurs rafraîchis par tours de refroidissement humides• petits refroidisseurs individuels à montage mural

Intérêt supplémentaire pour bâtiment climatisé

• Chaque mètre carré de surface gagnée par la réduction des besoins en équipement de climatisation inter-ne peut présenter un avantage considérable, notamment dans le centre des villes.

• Ajustement flexible à la demande de refroidissement de confort comme de refroidissement de process• Gain d’espace au sol• Aucune utilisation de produits chimiques réfrigérants sur le site du client, et donc solution au problème du remplacement des CFC/HCFC interdits

• Ni nuisance sonore, ni consommation d’eau, transformateur électrique plus petit• Respect de l’aspect extérieur du bâtiment (bâtiments classés historiques)

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4.3. AUTORITÉS LOCALES ET DÉCIDEURS

Le marché du froid connaît une croissance rapide et il est dominé par la technologie conventionnelle repo-sant sur les refroidisseurs électriques locaux (Tvärne & Frohm, 2014). Ces refroidisseurs possèdent un faible coeffi cient de performance (COP). Si les pouvoirs publics n’interviennent pas, la production et la distribu-tion d’électricité connaîtra une progression considérable, ce qui rendra indispensable d’investir dans de plus grands réseaux locaux de distribution de l’électricité. Les autorités locales peuvent prendre les choses en main en optimisant les investissements faits dans l’infrastructure énergétique (regroupant souvent plusieurs propriétaires/exploitants), évitant ainsi des investissements inutiles.

Rôle des autorités locales

Les autorités locales jouent un rôle essentiel dans la mise en place d’une vision concernant la communauté dans son ensemble par le biais des politiques, des stratégies et des réglementations qu’elles adoptent. En l’absence de réglementation sur le froid urbain dans une municipalité donnée, elles peuvent adopter des règlementations de nature à encourager le développement de celui-ci, pourvu qu’il présente un profi l et des performances écologiques plus intéressants que les autres solutions. Les critères permettant de juger des bonnes performances écologiques du froid urbain sont le facteur d’énergie primaire (FEP) et les émissions de dioxyde de carbone calculées en kg/MWh. Les gains (ou pertes) de chaleur selon les saisons dans les sys-tèmes de distribution enterrés sont faibles étant donné que les gradients de température entre l’eau glacée et le sol sont généralement faibles, de l’ordre de 0,01K/m. C’est pourquoi seules les canalisations de livraison de froid sont isolées.

Les autorités locales ont un rôle important à jouer, celui de l’engagement et du soutien politique. Elles peu-vent démarrer la cartographie des bâtiments à divers niveaux de détail, repérage, études de pré-faisabilité ou de faisabilité. Le défi majeur qui suit est lié à l’étape du développement, qui tourne essentiellement autour du fi nancement. Pour mettre en place des activités de froid urbain, on a en général besoin d’un partenaire tel qu’une entreprise énergétique. Le partenariat peut revêtir diverses formes : la plupart du temps, il s’agit d’une entreprise municipale. Si la municipalité n’a pas la possibilité de gérer une entreprise d’énergie locale avec le savoir-faire et/ou la puissance fi nancière nécessaire, un lien avec un fournisseur d’énergie chevronné peut être envisagé.

Trop d’études de faisabilité ont été effectuées sans aucune suite. Cela tient peut-être au fait que l’approche, uniquement technique, fait l’impasse sur le potentiel commercial. La plupart des auteurs d’études ne concluent pas à une valeur commerciale suffi sante et un réseau de froid urbain isolé semble ne constituer qu’une infi me partie d’un portefeuille d’activités. De plus, la hauteur des investissements initiaux, le manque de ressources de froid naturel et le sentiment que les clients ne sont pas au rendez-vous sont évoqués pour expliquer l’abandon du projet dans la phase de faisabilité.

Réglementations de nature à encourager le froid urbain

• Utiliser le cadre législatif existant pour les bâtiments et l’adapter afin d’encourager le développement du froid urbain voire, dans certains cas, imposer le raccordement des nouveaux bâtiments aux RFU. Le zo-nage (à Paris notamment pour des raisons de préservation des sites et de maîtrise des risques sanitaires

UN RÔLE D’IMPULSEUR RENDRE LE FROID URBAIN OBLIGATOIRE DANS DES ZONES DÉFINIES

ENGAGEMENT POLITIQUE ÉTUDES DE FAISABILITÉ

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liés aux légionnelles) aiderait à sécuriser les investissements dans un premier temps ; dans certains pays, il peut cependant se heurter à des résistances du point de vue politique. On ne devrait imposer le froid urbain que dans les régions où la densité le justifie. Au Danemark, les municipalités sont habilitées à rendre obligatoire le raccordement des bâtiments neufs, mais pas celui des bâtiments existants.

• Coordonner et faciliter l’obtention des autorisations nécessaires aux grands travaux de terrassements sur la voirie pour la pose des canalisations sont les mesures par lesquelles les autorités locales peuvent le mieux soutenir le processus dans son ensemble.

• Autoriser l’utilisation de l’eau (rivière, mer, lac) pour le refroidissement naturel et apporter son soutien aux demandes d’utilisation des terres pour les centrales de refroidissement, sans perdre de vue la préservation de l’environnement.

• Inclure le froid urbain dans le plan d’action en faveur de l’énergie durable (PAED) est important afin de l’établir dans la communauté, toute mesure inclue nécessitant la volonté politique des instances municipa-les. Ce plan d’action peut également être utilisé comme document de référence pour la municipalité dans son rôle d’intermédiaire entre experts techniques et administrés, commerces et industrie.

• Lorsque la municipalité a les moyens d’investir à long terme, elle peut être propriétaire de la centrale de froid urbain ou du moins se porter garante vis-à-vis des emprunts. Au Danemark, les mêmes conditions s’appliquent aux municipalités apportant des capitaux à une entreprise de froid urbain qu’à un investisseur privé.

Les réglementations destinées à encourager le froid urbain ne se limitent pas à celles qui promeuvent ou facilitent directement l’adoption du froid urbain ; elles peuvent également inclure des réglementations qui restreignent l’utilisation d’actions ou de technologies alternatives. Par exemple, limiter la délivrance de permis de construire pour des tours de refroidissement et les refroidisseurs sur les toits ne constitue pas un soutien direct au froid urbain, mais cela présente clairement des avantages en matière sanitaire en limitant les risques de dissémination de légionnelles, en matière environnementale en évitant la production de brumes et en ré-duisant le risque de fuite de réfrigérants. Pour fi nir, l’adoption d’une taxe carbone pesant sur les technologies émettrices de grandes quantités de carbone encouragera le marché à se diriger vers des solutions à faible rejet de CO2, dont le froid urbain.

Une fois le réseau établi et les bâtiments raccordés, imposer à toutes les nouvelles installations de refroidis-sement à proximité du réseau de se connecter à celui-ci au lieu d’installer leurs propres capacités garantit que l’investissement sera exploité au maximum. Les réseaux de froid urbain et les centrales de refroidissement constituant des investissements majeurs, tout investisseur/exploitant tiers exigera des contrats de concession à long terme (20 à 30 ans) afi n de sécuriser ses investissements.

Toute règlementation concernant la consommation maximale d’énergie dans les bâtiments devra être basée sur l’énergie primaire plutôt que sur l’énergie relevée au compteur. Cette dernière méthode dessert le froid urbain car la comparaison ne tient pas compte du fait qu’il utilise une quantité d’énergie primaire beaucoup plus faible.

Directive sur l’effi cacité énergétique

Dans la directive, l’expression “chauffage et refroidissement urbains effi caces” se réfère à des systèmes uti-lisant au moins 50 % d’énergie renouvelable, 50 % de chaleur perdue, 75 % de chaleur de cogénération ou 50 % d’une combinaison de celles-ci.La directive sur l’effi cacité énergétique reconnaît particulièrement l’initiative de la Convention des Maires et le rôle des autorités locales dans la réalisation d’économies notables et appelle les États membres à encou-rager les municipalités et les autres organismes publics à adopter des plans intégrés et durables en matière d’effi cacité énergétique. Elle précise qu’il convient d’encourager les villes et autres organismes publics à partager leurs expériences les plus innovantes (Préambule(18)).

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La directive demande également aux États membres de fournir les données sur les bâtiments publics et leur performance énergétique (Article 5(5)) et d’encourager les organismes publics y compris les autorités régio-nales et locales à adopter un plan d’efficacité énergétique (Article 5 (7)). Les informations sur la performance énergétique des bâtiments constituent un élément essentiel en vue de la modélisation des futurs systèmes de froid urbain pendant l’étape d’études ou de planification.

L’article 7(9) permet aux États membres d’adopter des alternatives à l’établissement d’un mécanisme d’obligations en matière d’efficacité énergétique au titre du paragraphe 7(1), qui inclut « des dispositions réglementaires ou des accords volontaires conduisant à la mise en œuvre de technologies ou de techniques présentant une bonne efficacité énergétique et ayant pour effet de réduire la consommation finale d’énergie » (Article 7 (9(c))). Alors que cette obligation a pour objectif l’adoption de technologies efficaces en matière d’énergie, l’accent mis sur la réduction de la consommation finale d’énergie plutôt que sur la consomma-tion d’énergie primaire est un point faible de la Directive, susceptible d’empêcher le développement du froid urbain, caractérisé par une grande efficacité en énergie primaire.

Cette directive demande aussi la fourniture de compteurs individuels indiquant les périodes d’utilisation lorsque cela est possible pour l’électricité, le gaz naturel ainsi que le chauffage et le froid urbains (Article 9) et exige que les consommateurs finaux reçoivent gratuitement leur facture et les données relatives à leur con-sommation d’énergie (Article 11 (1)). Cet article a des répercussions sur les exigences en matière de relevés pour les clients de froid urbain.On devrait garder à l’esprit le fait que presque tout le froid urbain mis en place dans les pays nordiques n’a fait l’objet d’aucune subvention. L’un des aspects qui font son succès dans ces pays est l’existence dans les villes de nombreux et solides fournisseurs d’énergie locaux qui ont la puissance économique suffisante pour développer un réseau de froid urbain. Nombre d’entre eux ont fait appel à des prêts de la Banque européen-ne d’investissement (BEI). En général, ces entreprises locales d’énergie possèdent déjà des activités de froid urbain bien implantées. Seules deux villes suédoises ont reçu des subventions pour développer un RFU.

Il est pratiquement automatique que des bâtiments appartenant à une municipalité et se prêtant au raccorde-ment au réseau de froid urbain soient raccordés. Le contraire équivaudrait à envoyer à l’opinion publique un signal très négatif : si la municipalité ne fait pas confiance à ce nouveau réseau, pourquoi les propriétaires du privé devraient-ils le faire ?

En bref

Une technologie systémique – Le froid urbain permet dans la plupart des cas de faire des économies en énergie primaire. Des ressources difficilement utilisables pour un bâtiment isolé sont exploitables à un niveau beaucoup plus vaste. Il convient d’encourager un urbanisme dense qui entraînera une augmentation de l’efficacité des réseaux d’énergie urbaine tout en réduisant les coûts.Refroidissement naturel – Tous les réseaux de froid urbain analysés dans le cadre de ce projet font appel au refroidissement naturel. La position géographique et plus particulièrement la présence d’eau sont les princi-pales raisons qui ont conduit historiquement à l’établissement des villes. Ainsi, la plupart des villes europé-ennes sont situées près de rivières, de lacs ou sur la côte. Raison de plus pour développer des solutions de froid urbain dans ces villes. La consommation de froid est presque toujours inférieure à la totalité des besoins réels de climatisation, étant donné que toutes les demandes ne sont pas satisfaites par des fournitures de froid. Les propriétaires de bâtiments surestiment de façon chronique leurs besoins de froid.Infrastructure – L’avantage le plus évident pour la ville est l’importance de la quantité d’infrastructure que cela apportera à la communauté.Revenus supplémentaires – Lorsque la municipalité en est propriétaire, un réseau de froid urbain peut géné-rer des flux de trésorerie autrefois consacrés à l’importation de gaz naturel ou d’électricité.

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Points à retenir• Même le musée du Louvre, à Paris, est raccordé à un réseau de froid urbain.• Le froid urbain est un projet d’infrastructure ; de tels projets sont caractérisés par des investissements initiaux élevés et des revenus sur le long terme, mais constants.

• Le froid urbain aiderait à améliorer les données sur les statistiques énergétiques. Ainsi, la fourniture de froid urbain est régulièrement mesurée à des fins de facturation.

• La possibilité d’utiliser le chauffage urbain pour la production de froid rend cette technologie extrêmement intéressante dans les pays où le secteur du chauffage urbain est déjà bien établi, tels que la Suède, la Finlande et le Danemark.

• L’utilisation d’un indice correspondant à la demande du marché par mètre de distribution (kW/m de ca-nalisations) donnera une indication sur la faisabilité économique dans certaines régions. La valeur de cet indice variera pour chaque marché local en fonction des coûts de production, mais, dans la plupart des cas, il ne devrait pas être inférieur à 2kW/m.

• Les propriétaires de bâtiments et les consommateurs finals sont plus enclins à signer un contrat à long terme avec des propriétaires municipaux qu’avec des acteurs privés, car ils font davantage confiance à une municipalité.

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