ETUDE RESEAU DE CHALEUR BOIS ... - Montagne Bourbonnaiseccmb.vichy-valallier.fr/IMG/pdf/Commune_de_St... · COMMUNAUTE DE COMMUNES DE LA MONTAGNE BOURBONNAISE ETUDE RESEAU DE CHALEUR

Maître d'Ouvrage : Affaire N° : A10184

COMMUNAUTE DE COMMUNES DE LA MONTAGNE BOURBONNAISE

ETUDE RESEAU DE CHALEUR BOIS Commune de SAINT CLEMENT

RAPPORT D’ETUDE

Maître d’Ouvrage :

COMMUNAUTE DE COMMUNES DE LA MONTAGNE

BOURBONNAISE

Rue Roger Dégoulange 03 250 Le Mayet-De-Montagne Tél : 04.70.59.36.67. Fax : 04. 70.59.74.29.

BET :

Bureau d’Etudes GIRUS

1, rue Francis Carco 69 120 Vaulx-En-Velin Tél : 04.37.45.29.29. Fax : 04.37.45.29.30.

Indice 1 de : Juin 2009

Etude de faisabilité – Réseau de chaleur bois – Saint Clément 2 GIRUS – A10184 – VTO – Juin 2009


SOMMAIRE 1 PREAMBULE – OBJET DE LA MISSION.................... ................................................... 5

1.1 CONTEXTE ..................................................................................................................... 5

1.2 OBJECTIFS ET CONTENU DE L ’ETUDE............................................................................... 6

2 ANALYSE DES BESOINS DE CHAUFFAGE ................... .............................................. 7

2.1 DESCRIPTIONS DES BATIMENTS ....................................................................................... 7

2.1.1 L’Ecole....................................................................................................................... 7

2.1.2 La salle des fêtes....................................................................................................... 8

2.1.3 La Cantine (+logements) ........................................................................................... 9

2.2 EVALUATIONS DES BESOINS ENERGETIQUES PREVISIONNELS ..........................................10

2.2.1 Evaluation des besoins annuels de chaleur ..............................................................10

2.2.2 Evaluation des puissances de chauffage..................................................................10

2.3 SCENARIO DE RACCORDEMENT - HYPOTHESES DE BESOINS DE CHALEUR ........................10

3 CHAUFFERIE BOIS ET RESEAU DE CHALEUR ............... ..........................................12

3.1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT .....................................................................................12

3.1.1 Généralités ...............................................................................................................12

3.1.2 Chaufferie mixte « bois – appoint fioul » ...................................................................13

3.1.3 Réseau de chaleur ...................................................................................................15

3.1.4 Sous-station de chauffage ........................................................................................15

3.2 DESCRIPTIF DES INSTALLATIONS ....................................................................................17

3.2.1 Dimensionnement de l’installation.............................................................................18

3.2.2 Implantation de la centrale de production .................................................................19

3.2.3 Description du réseau primaire .................................................................................20

3.2.4 Variante : intégration du projet Auberge+logement ...................................................21

3.3 APPROVISIONNEMENT EN COMBUSTIBLE BOIS .................................................................22

3.3.1 Evaluation des quantités de combustibles à mobiliser ..............................................22

3.3.2 Gestion des approvisionnements en combustible bois..............................................23

4 COMPARATIF ENVIRONNEMENTAL......................... ..................................................25

4.1 IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DE LA PRODUCTION DE CHALEUR .....................................25

4.2 FACTEURS D’EMISSIONS ................................................................................................27

4.2.1 Facteur d’émissions de gaz à effet de serre .............................................................27

4.2.2 Facteurs d’émissions de SO2....................................................................................29

4.2.3 Facteurs d’émissions de NOx ...................................................................................30

4.3 BILAN DES EFFETS ENVIRONNEMENTAUX ........................................................................31

4.4 CONCLUSION ................................................................................................................32

5 ETUDE ECONOMIQUE – COUT RESULTANT DE LA CHALEUR FOU RNIE PAR LE

RESEAU ..............................................................................................................................33


5.1 HYPOTHESES ................................................................................................................33

5.1.1 Coût unitaire Hors Taxes des énergies.....................................................................33

5.1.2 TVA ..........................................................................................................................33

5.1.3 Situation de référence...............................................................................................34

5.2 LES INVESTISSEMENTS ..................................................................................................34

5.2.1 Les travaux...............................................................................................................34

5.2.2 Les missions d’ingénierie (conduite et réalisation) ....................................................35

5.2.3 Subventions..............................................................................................................36

5.2.4 Budgets globaux.......................................................................................................37

5.3 BUDGET DE FONCTIONNEMENT RESEAU .........................................................................37

5.3.1 Scénario de base vs. variante...................................................................................37

5.3.2 Cas particulier du bâtiment Cantine + logements......................................................38

5.3.3 Influence du taux de subventions..............................................................................38

5.4 DECOMPOSITION DU PRIX DE LA CHALEUR ......................................................................38

5.5 COMMENTAIRES – CONCLUSIONS ...................................................................................39

6 PROJETS ALTERNATIFS PROPOSES ....................... .................................................40

6.1 ECOLE : MISE EN PLACE D ’UNE CHAUDIERE A GRANULES ................................................40

6.2 SALLE DES FETES : CHAUDIERE A GRANULES + CTA ......................................................40

7 CONCLUSION ...............................................................................................................41

8 ANNEXES......................................................................................................................42


1 Préambule – Objet de la mission

1.1 CONTEXTE

La commune de Saint-Clément a engagé une réflexion sur l’opportunité de recourir à la filière bois-énergie, via un réseau de chaleur pour assurer le chauffage d’une partie de ses bâtiments communaux.

Figure 1 : Plan de localisation de Saint-Clément

Les bâtiments communaux potentiellement raccordables sont aujourd’hui clairement identifiés :

� Ecole � Salle des Fêtes � Cantine (+logements).

Aujourd’hui, la question de l’opportunité de créer un réseau de chauffage se pose en termes environnementaux, mais également en termes économiques afin d’offrir des solutions énergétiques performantes et concurrentielles aux futurs usagers.


Figure 2 : Implantation des bâtiments potentielles raccordables

1.2 OBJECTIFS ET CONTENU DE L ’ETUDE

L’objectif principal de la présente étude est donc d’éclairer la commune de Saint-Clément sur l’opportunité de créer un réseau de chaleur bois-énergie, au regard :

� de la performance environnementale du réseau � de l’économie du projet, tant du point de vue des usagers que de l’économie du

réseau. Afin que le projet soit viable, le réseau se doit de proposer des tarifs de commercialisation de la chaleur concurrentiels par rapport à des solutions classiques (typiquement le fioul). La présente étude comprend :

� une analyse préalable des besoins énergétiques en chaleur. � une description des solutions d’alimentation énergétique des bâtiments, réseau

de chauffage urbain avec une production mixte bois-fioul. � un comparatif environnemental des solutions d’alimentation énergétique des

bâtiments, entre le chauffage urbain et les solutions autonomes actuellement en place.

� un bilan économique des solutions énergétiques, tant pour l’usager que pour l’équilibre du service public de fourniture de chaleur.


2 Analyse des besoins de chauffage

Les besoins énergétiques des bâtiments potentiellement raccordables et leurs évolutions dépendent du type de bâti, de la surface et de leurs usages. Les bâtiments potentiellement raccordables sont exclusivement des équipements publics.

2.1 DESCRIPTIONS DES BATIMENTS

Les projets de raccordement envisagés sont décris dans le tableau ci-dessous :

Dénomination Type de

bâtiment

Type

d'usage

Energie

actuelle Surface

Ecole communal scolaire Fioul 300 m²

Salle des Fêtes communal intermittent Fioul 310 m²

Cantine +

logements communal

scolaire et

habitations Electricité 240 m²

Tableau 1 : Bâtiments potentiellement raccordables

2.1.1 L’Ecole

Photo 2 : Vue de l’Ecole

L’Ecole est un bâtiment ancien de 2 niveaux, abritant 3 classes pour une trentaine d’élèves de maternelle et de primaire. Le chauffage est assuré par une chaudière fioul de marque ZAEGEL-HELD en bon état de fonctionnement, située au sous-sol du bâtiment, alimentant un circuit de radiateurs acier classiques. L’eau chaude sanitaire (ECS) est produite par le bais de cumulus électriques.


Photo 2 : Vue de la chaudière de l’Ecole

2.1.2 La salle des fêtes

Photo 3 : Vue de la salle des fêtes

La salle des fêtes a été rénovée en 1998 (doublage intérieur, fenêtres PVC double vitrage) et agrandie en 2006 sur la base d’un bâtiment ancien. Elle abrite une salle de spectacle, une cuisine, ainsi que des sanitaires. L’usage en est très intermittent : la salle est louée relativement fréquemment pour les week-end et occupée en semaine une journée par le club des anciens. Le chauffage des locaux est assuré par un générateur à air pulsé fioul vétuste (seul le brûleur a été récemment remplacé). L’air chaud est acheminé par des gaines et soufflé par le biais de grille de diffusion en position haute. L’ECS est produite grâce à une chaudière murale au propane spécifique.


Photo 4 : Vue du générateur à air pulsé

2.1.3 La Cantine (+logements)

Photo 5 : Vue du bâtiment de la cantine

Ce bâtiment ancien et rénové (doublage des murs par l’intérieur, fenêtres bois simple et double vitrage) abrite la cantine scolaire au RdC et deux logements au premier et deuxième étages. La cantine fonctionne 4 jours par semaine, pour la confection de 25 à 30 repas. Un des logements est occupé en permanence, l’autre de manière plus intermittente. La cantine est chauffée grâce à la cuisinière au bois et deux convecteurs électriques basiques. Le chauffage des logements est assuré par des convecteurs et rayonnants électriques plus ou moins anciens. L’ECS est produite par le biais de trois cumulus électriques : un premier pour la cantine (150 litres), un deuxième pour le premier logement (150 litres) et un dernier pour le second logement (200 litres).


2.2 EVALUATIONS DES BESOINS ENERGETIQUES PREVISIONNELS

2.2.1 Evaluation des besoins annuels de chaleur

L’évaluation des besoins prend en compte les données de consommation moyennes de chacun des sites, ainsi que les caractéristiques thermiques des bâtiments. Les besoins de consommations sont validés par rapport à des ratios de consommations de bâtiments d’usage semblable. Les hypothèses prises en termes de besoins d’énergie (chauffage seul) sont résumées ci après :


bâtiment

Type

d'usage Surface

Besoins chauffage

annuels

Ecole communal scolaire 300 m² 80 MWh/an

Salle des Fêtes communal intermittent 310 m² 40 MWh/an

Cantine +

logements communal

scolaire et

habitations 240 m² 31 MWh/an

Tableau 2 : Besoins de chaleur (chauffage) annuels

2.2.2 Evaluation des puissances de chauffage

Les hypothèses prises en termes de puissance pour le chauffage (puissance échangeur) résumées ci après : la commune de Saint-Clément est située en zone climatique H1, à une altitude d’environ 900 m. La température de base est de -16°C.


bâtiment

Type

d'usage Surface

Puissance

chauffage

Ecole communal scolaire 300 m² 80 kW

Salle des Fêtes communal intermittent 310 m² 40 kW

Cantine +

logements communal

scolaire et

habitations 240 m² 30 kW

Tableau 3 : Puissances de chauffage requises

2.3 SCENARIO DE RACCORDEMENT - HYPOTHESES DE BESOINS DE CHALEUR

Compte-tenu du faible nombre de bâtiments impliqué, un unique scénario de raccordement (dénommé par la suite « scénario de base ») sera évalué sur les plans économique et environnemental, à savoir la création d’un réseau de chaleur bois desservant l’école, la salle des fête et la cantine (+logements), soit 150 kW de puissance thermique, pour les besoins en chauffage seul (arrêt des installations en période estivale – conservation des modes de production actuels de l’ECS). NB : nous avons choisi d’intégrer les logements situés au-dessus de la cantine. En effet, le coût de création d’un réseau hydraulique est important ; il paraît donc opportun, par soucis de rentabilité, de desservir l’ensemble du bâtiment concerné afin de réduire les coûts


globaux, d’autant plus que les logements incarnent un enlèvement d’énergie relativement constant et important et qu’ils sont situés au plus près de la chaufferie potentielle. De plus, leur intégration permet d’atteindre un seuil de puissance significatif en termes de chaudière biomasse, qui autorisera un plus large choix technique (notamment concernant les caractéristiques du combustible). Nous aborderons cependant une variante , prenant en compte le raccordement d’un bâtiment situé à environ 200 m du site de la chaufferie et actuellement en réhabilitation totale. Ce site abritera une auberge au RdC (190 m² environ) et un logement à l’étage (150 m² environ). Le projet devrait être finalisé courant 2009. La puissance nécessaire au niveau de ce site est estimée à 50 kW et les besoins à 50 MWh/an .


3 Chaufferie bois et réseau de chaleur

3.1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

3.1.1 Généralités

Plusieurs solutions techniques sont possibles pour réaliser l’alimentation énergétique (chauffage) des bâtiments de Saint-Clément. Ces solutions peuvent être :

- de type autonome, ce qui est le cas actuellement puisque chaque bâtiment possède son propre système de production de chaleur ;

- de type collectif, si l’on envisage que les bâtiments soient reliés à un réseau de chaleur.

Les solutions autonomes sont très souvent « mono-énergie », puisqu’au niveau d’un bâtiment donné, il est difficilement envisageable de multiplier les systèmes de production d’énergie voire de distribution. A l’inverse, le chauffage urbain qui centralise la production énergétique permet généralement la mise en œuvre de plusieurs énergies, et permet dans le temps une adaptation plus aisée aux évolutions du marché des énergies et de la réglementation. Le réseau de chauffage urbain est une des seules solution qui permette la mise en œuvre massive d’énergie renouvelable, avec une chaufferie bois par exemple, en substitution des énergies fossiles ou d’énergie électrique encore parfois utilisée pour le chauffage. Un tel projet incarne donc clairement une orientation politique de la stratégie énergétique d’un territoire privilégiant des énergies propres, les ressources locales et l’indépendance énergétique, ainsi que l’emploi local lié à ces nouvelles filières énergétiques. Les principaux éléments constituant un réseau de chaleur sont :

� la chaufferie, � le réseau primaire de transport de l’énergie (réseau de chaleur à proprement parler), � les sous-stations.

Figure 3 : Principe du réseau de chauffage urbain

Les avantages du chauffage urbain sont bien connus et repris ci-après : � limitation des émissions à l’atmosphère par rapport aux solutions autonomes ; � possibilité d’évolution des énergies utilisées garantissant la compétitivité dans le

temps (très important dans une période de mouvance des marchés des énergies,


dans laquelle l’ouverture annonce certainement une hausse des prix, notamment pour les particuliers) ;

� l’individualisation des charges et du service est tout à fait possible, pouvant même aller jusqu’à la facturation du service directement aux occupants des logements comme pour le gaz ou l’électricité, par la mise en œuvre de modules de Chauffage Individuel Centralisé ;

� sécurité de fonctionnement et des installations (absence de combustible, et donc de risque d’incendie ou d’explosion au niveau des bâtiments desservis) ;

� mise en œuvre aisée et gain de place au niveau des bâtiments desservis.

3.1.2 Chaufferie mixte « bois – appoint fioul »

L’intérêt du réseau de chauffage urbain réside essentiellement dans la multiplicité des sources de production de chaleur qu’il autorise, permettant par là une mixité énergétique favorable à la réduction des charges énergétiques et à la réduction des gaz à effet de serre et des polluants atmosphériques. La production de chaleur est assurée par des chaudières dont les combustibles peuvent être du charbon, du fuel, du gaz, du bois. Dans le cas qui nous intéresse et celui de la création d’une chaufferie autonome, elle pourrait être :

- de type mixte : biomasse pour la production de base et fioul ou propane pour l’appoint et le secours,

- De type mono-énergie : biomasse.

3.1.2.1 Chaufferie biomasse

Une chaufferie bois moderne comprend principalement les éléments : - un ou plusieurs silos de stockage, - un système d’extraction et de transfert du bois vers la chaudière, - un ou plusieurs générateurs de chaleur (chaudières), composés d’un foyer et d’un

échangeur de chaleur utilisant différents combustibles, - un système d’épuration des rejets gazeux et d’évacuation des cendres, - une allée de déchargement des camions.

L’ensemble de ces équipements est abrité dans un bâtiment appelé également chaufferie.

Figure 4 : Vue en 3 dimensions d’une chaufferie bois


Dans la gamme des chaudières bois de moyenne puissance, il existe principalement deux types de chaudières, dont le choix est influencé principalement par l’origine et le mode de conditionnement du bois :

- les chaudières pour combustible sec et de faible granulométrie, - les chaudières pour combustible humide et de granulométrie grossière.

Ces installations comprennent généralement : - une trémie de chargement, - une vis d’alimentation de la chambre de combustion primaire, - une chambre de combustion primaire, - le foyer, - les ventilateurs d’air primaire et secondaire, - les isolations des parties chaudes, - le carneau d’évacuation des fumées.

1. Les chaudières pour combustible sec et de faible granulométrie Ce type de chaudières présente de nombreux avantages, notamment au point de vue des rendements, de la durée de vie, de l’investissement, de l’encombrement,…Ces systèmes sont cependant très exigeants quant à la qualité du combustible acceptée. Il doit être sec (entre 20 et 30 % d’humidité sur poids brut) et de granulométrie homogène. Si le bois est trop humide, le foyer étant peu garni de réfractaire, la température dans le foyer n’est pas suffisante pour assurer une combustion correcte ; si les morceaux de bois sont trop long ils bloquent la vis d’alimentation,…

2. Les chaudières pour combustible humide et de granulométrie grossière Ce sont les chaudières les plus souples du point de vue des caractéristiques du combustible, mais également aux coûts d’investissement les plus élevés. Elles permettent d’accepter une très large gamme de bois tant au point de vue de la granulométrie que de l’humidité. On les utilise surtout pour brûler les écorces et les plaquettes forestières peu séchées. Ce type de chaudière permet d’atteindre des puissances dépassant le mégawatt thermique. Ce sont ces chaudières qui sont le plus souvent installées car, malgré leur coût d’investissement élevé, elles permettent de se prémunir contre tout risque de changement dans la qualité de l’approvisionnement. En effet, un investissement dans une chaudière bois est réalisé pour une durée de 10 à 20 ans. La diversité des combustibles admis assure la pérennité de l’approvisionnement durant toute cette période. Avant rejets des fumées dans l’atmosphère, celles-ci sont filtrées, cette opération consistant à séparer les particules solides (poussières et fines) des gaz de combustion. Dans le cas de bois souillés, la fraction de cendres contenue normalement dans les fumées est accompagnée de métaux lourds, ce qui impose un traitement particulier. On distingue deux grandes méthodes de séparation :

- la voie sèche , qui comprend les dépoussiéreurs mécaniques, de type cyclone, les dépoussiéreurs à couches filtrantes et les électrofiltres. Seuls, les deux derniers dispositifs respectent les limites réglementaires actuelles pour les chaufferies soumises à déclaration ou autorisation sur les ICPE (niveaux d'émissions inférieurs à 50 mg/Nm3 pour des puissance supérieures à 2 MW). Ils sont généralement utilisés sur des installations de forte puissance (supérieure à 2 MW), où brûlant des combustibles spécifiques (panneaux de particules).

- la voie humide (lavage des fumées), qui permet de capter non seulement les particules solides mais également les polluants gazeux. Fortement consommatrice en énergie, cette solution est réservée aux installations brûlant des combustibles souillés (contenant beaucoup de composés chlorés et soufrés).

Les cendres sont les résidus solides demeurant après la combustion de matériaux carbonés. Elles proviennent des matières minérales contenues dans le produit et des impuretés accrochées aux écorces. Elles peuvent également contenir du carbone incomplètement brûlé. Le taux de cendres des combustibles usuels est le suivant :


- < 1 % pour les copeaux, sciures sèches et granulés, - 1 à 2 % pour les sciures humides et les plaquettes, - 5 à 10 % pour les écorces.

Dans les installations de forte puissance, une partie des cendres est aspirée par les gaz de combustion. C’est la raison pour laquelle on doit donc prévoir le dépoussiérage des fumées . La teneur et la nature des cendres influent sur le choix de la technologie de combustion. Un taux de minéraux élevé provoque une formation importante de mâchefer qui oblige à utiliser des grilles mobiles. La fusibilité des cendres est par ailleurs variable selon les types de bois. D'une manière générale, la transformation en mâchefer débute autour de 900 °C ; elle s'intensifie à partir de 1 200 °C jusqu'à écoulemen t autour de 1 400 °C.

3.1.3 Réseau de chaleur

Un réseau de chauffage urbain est un dispositif de distribution de chaleur à un certain nombre de bâtiments d’une ville ou d’un quartier. Cette distribution se fait par l’intermédiaire d’un fluide chauffé circulant dans les tuyauteries enterrées formant un réseau. Selon les quantités d’énergies à transporter, les distances et la place disponible dans le sous-sol, différents types de réseaux sont envisageables :

- basse pression (température inférieure à 110°C), - haute pression (eau surchauffé, vapeur,…).

Pour la réalisation du réseau de chauffage de Saint-Clément, il convient, au vu des faibles puissances mises en jeu, d’opter pour la réalisation d’un réseau basse pression.

3.1.4 Sous-station de chauffage

La distribution terminale de la chaleur est assurée par des sous-stations de chauffage. Techniquement, la sous-station de chauffage permet de rendre indépendant chaque point de consommation de chaleur.

3.1.4.1 Sous-station de type domestique

Les sous-stations sites « domestiques » ou individuelles regroupent, selon le même principe qu’une chaudière murale individuelle classique (encombrement équivalent), le chauffage (et éventuellement la production d’Eau Chaude Sanitaire). Cette installation est composée soit d’une bouteille de mélange, soit d’un échangeur sur laquelle vient boucler une pompe, cette pompe permettant l’alimentation des différents départs. Un comptage de calorie sur le primaire permet la facturation exacte des consommations. Ce dispositif sera tout à fait adapté pour les sites à faible appel de puissance, à savoir, la cantine et les logements si on envisage la mise en place d’un module pour chacune des 3 parties du bâtiment. Le coût d’un tel système est de 1600 € HT environ.


Figure 5 : Schéma de principe d’une sous station de type domestique

3.1.4.2 Sous-stations de type collectif

Les sous-stations créées dans le cadre du projet pour les autres sites (Ecole et future Auberge le cas échéant) seront de type collectif. Les sous-stations de type collectif sont constituées d’un échangeur et d’un ou plusieurs circuits de distribution comprenant une pompe, une vanne de mélange type vanne 2 voies, accessoires et vannes. L’ensemble dispose d’une régulation pilotant la vanne 2 voies en fonction des conditions extérieures.


Figure 6 : Schéma de principe d’une sous station de type collectif

3.2 DESCRIPTIF DES INSTALLATIONS

Le scénario de base correspond au raccordement des 3 bâtiments initialement identifiés, soit une puissance minimale à couvrir de 150 kW. La production de chaleur sera de type multi-énergie. En effet, au delà d’une centaine de kW, il est préférable d’associer à la chaudière bois une seconde chaudière alimentée par une autre énergie, le propane ou le fioul par exemple. Ce principe permet :

- d’éviter un surdimensionnement de la chaudière bois (préjudiciable en termes de coûts d’investissement, de contraintes d’implantation et de rendement de l’installation),

- d’assumer une continuité de service (pendant les phases d’entretien par exemple).

Les chaudières bois sont ainsi souvent dimensionnées à environ 50 à 60 % de la puissance nominale nécessaire au chauffage et permettent généralement de couvrir 80 à 90% des besoins de chauffage. Le calcul précis des puissances par type d’énergie est réalisé à partir des courbes monotone de chauffage. La chaudière bois sera adaptée pour combustible sec (30% d’humidité relative maxi) et de faible granulométrie (30mm). Le convoyage du combustible depuis le silo jusqu’à la chaudière est assuré par une vis sans fin. L’extraction depuis le silo est réalisé par un dessileur à pâles rotatives, ou par vis collectrice.

Arrivée réseau primaire Départ réseau secondaire

Retour réseau primaire Retour réseau secondaire


Figure 7 : Schéma de principe d’un silo et chaudière avec dessilage avec pâles rotatives

L’énergie produite par une chaufferie biomasse peut être distribuée par tous les fluides caloporteurs courants. Pour le projet, le vecteur employé sera de l’eau chaude, avec une température de départ maximum de 95°C. L’énergie est transportée depuis la chaufferie vers les points de livraison par un réseau de canalisations isolées et enterrées réalisé en tubes préisolés.

3.2.1 Dimensionnement de l’installation

La figure suivante montre la couverture des besoins de chaleur par le bois et l’énergie d’appoint, et met en relief l’évolution des appels de puissance heure par heure pendant toute une année (monotone des besoins).

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mois

kW m

oyen

jour

nalie

r Bois Fioul

Figure 8 : Couverture des besoins de chaleur par une chaufferie bi-energie bois fioul

La puissance de la production de chaleur au bois est d’environ 40 kW, et permet un taux de couverture des besoins de 93% environ sur les besoins utiles. Le générateur fioul peut être dimensionné pour un assurer l’appoint et le secours total par rapport à la chaudière bois. La puissance requise est dans ce cas de 70 kW.

Besoins annuels globaux (*) MWh utiles

Production bois MWh utiles

Production appoint

MWh utiles

Taux de couverture bois

153,9 142,7 11,2 92,7%

(*) compris pertes réseaux


Le graphe ci-dessous indique la répartition de la consommation prévisionnelle selon les mois de l’année.

Répartition des consommations utiles - Scénario bas e

0

5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

30 000

Janv

ierM

ars

Avril

Mai

Juin

Juille

t

Septem

bre

Octobr

e

Novem

bre

Con

som

mat

ions

en

kWh

utile

s

Couverture Bois Couverture Fioul

3.2.2 Implantation de la centrale de production

L’idée est d’aménager la future chaufferie dans le local situé à l’arrière du bâtiment de la cantine.

Photo 6 : Vue du potentiel local chaufferie

Les chaudières bois et fioul seront placées dans le local selon le schéma de principe ci-dessous. Concernant le silo de stockage, celui-ci sera de type enterré, sur le côté du local, d’une emprise au sol de 4 m x 4 m environ et d’un profondeur de 2,5 m, soit un volume total de 40 m3. Une aire permettant de réaliser des livraisons par camion de 30m3 nécessite un dégagement d’environ 10m devant le silo. Les petits porteurs pourront aisément manœuvrer dans la cour présente entre le bâtiment de la cantine et la salle des fêtes. Il sera par contre probablement nécessaire du bitumer l’aire herbeuse actuellement présente au fond de la cour.


Photo 7 : Vue de la cour

Figure 9 : Schéma de principe d’implantation des équipements en chaufferie

et du silo du stockage

3.2.3 Description du réseau primaire

Le réseau primaire comprendra 2 tronçons principaux : 1) de la chaufferie à la salle des fêtes, 2) de la chaufferie à l’école.

Le bâtiment cantine + logement sera quant à lui directement alimenté depuis la chaufferie.

Zone silo enterré


Figure 10 : Implantation possible de la chaufferie, du silo et cheminement du réseau primaire

Le tableau suivant indique les différents caractéristiques des tronçons.

TRONCON Bâtiment raccordé

Puissance

appelée Diamètre

Longueur de

tranchée

kW mm ml

1 Salle des fêtes 40 42,4 x 2,6 35.00

2 Ecole 80 48,3 x 2,6 40.00

Tableau 4 : Description du réseau primaire de chauffage

Le dimensionnement est basé sur la fourniture des besoins de la présente opération. Le choix des diamètres de canalisation, de par leur nature discrète, n’est pas en exacte adéquation avec les besoins : une réserve de puissance peut être disponible pour le raccordement de nouveaux abonnés. La réalisation des travaux devra autant que possible précéder ou accompagner les travaux d’aménagement de voiries, pour limiter les coûts de réalisation des réseaux (réfection de voirie).

3.2.4 Variante : intégration du projet Auberge+loge ment

La variante proposé correspond au raccordement du projet d’Auberge+logement, soit une puissance totale minimale à couvrir de 200 kW. Le dimensionnement de l’installation devient le suivant :

- puissance générateur bois : 50 kW - puissance générateur fioul : 90 kW - taux de couverture bois : 90,3%.

Les caractéristiques de la chaufferie (encombrement équipements, silo…) restent semblables au scénario de base.

Le réseau primaire comprend un tronçon n°3 suppléme ntaire, entre l’Ecole et l’Auberge :


Figure 11 : Implantation possible de la chaufferie, du silo et

cheminement du réseau primaire – variante

TRONCON Bâtiment raccordé

Puissance

appelée Diamètre

Longueur de

tranchée

kW mm ml

1 Salle des fêtes 40 42,4 x 2,6 35.00

2 Ecole+Auberge 80 + 50 60,3 x 2,9 40.00

3 Auberge 50 42,4 x 2,6 200.00

Tableau 5 : Description du réseau primaire de chauffage - variante

3.3 APPROVISIONNEMENT EN COMBUSTIBLE BOIS

3.3.1 Evaluation des quantités de combustibles à mo biliser

Nous avons retenu 2 types principaux de combustible bois afin de quantifier les quantités à fournir pour satisfaire les objectifs de conversion du projet :

• Option n°1– Combustible « vert » selon proposition scierie Ramilien

L’option n°1 est basée sur utilisation de combustib le type plaquettes « vertes » dont le taux d’humidité sera proche de 40 % sur poids brut, soit un PCI proche de 2 500 kWhPCI / tonne garanti en moyenne sur une saison de chauffe. Il s’agit de l’option la plus probable, la scierie Ramilien s’engageant à fournir aisément ce type de plaquettes (disponibilité de 200 tonnes/mois). Les bilans respectifs par typologie de gisement « entrant » sont définis ci-après sur la base d’une saison de chauffage type.


Cette option a pour but de définir la limite basse en qualité de combustible : la chaudière bois utilisée devra être adaptée à ce type de combustible s‘il est retenu.

• Option n°2 – Combustible « Sec »

L’option n°2 est basée sur une utilisation de combu stible type plaquettes sèches dont le taux d’humidité sera proche de 25 % sur poids brut, soit un PCI proche de 3 600 kWhPCI / tonne garanti en moyenne sur une saison de chauffe. Cette option a pour but de définir la limite haute en qualité de combustible : la chaudière bois utilisée devra être adaptée à ce type de combustible s’il est retenu. Les bilans respectifs par typologie de gisement « entrant » sont définis ci-après sur la base d’une saison de chauffage type.

Option n°1 Combustible plaquettes « vertes », humidité sur bru t 40%, PCI moyen 2500 kWh/tonne

(quantités exprimées en tonnes)

Scénario Jan. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. TOTAL

Base 11 10 8 7 6 - - - - 7 10 11 70 Variante 14 13 11 10 7 - - - - 9 12 14 90

Option n°2

Combustible plaquettes sèches, humidité sur brut 25 %, PCI moyen 3600 kWh/tonne (quantités exprimées en tonnes)

Scénario Jan. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. TOTAL

Base 8 7 6 5 4 - - - - 5 6 8 49 Variante 10 9 8 7 5 - - - - 6 8 10 63

Ces bilans démontrent deux aspects capitaux :

- la quantité de bois à mobiliser peut varier de plus ou moins 40% selon la qualité du combustible entrant,

- l’intégration du projet auberge+logement au réseau de chaleur implique une consommation en bois près de 30% supérieure au cas où ce site est écarté du périmètre.

3.3.2 Gestion des approvisionnements en combustible bois

Il convient à ce stade d’évaluer les caractéristiques et les contraintes de l’approvisionnement en combustible, c’est-à-dire la répartition mensuelle du nombre de livraisons par camions requises. Nous avons envisagé l’approvisionnement par petits porteurs de 30 m3. Les tableaux ci-après précisent le nombre de rotations de camions par scénario et par typologie de combustible (MAP = Mètre-cube APparant).


Usage exclusif d’un combustible type « plaquettes v ertes » (masse volumique = 350 kg/MAP)

Livraisons par camions de 30 m3

Scénario Jan. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. TOTAL Base 1 1 1 1 - - - - - 1 1 1 7

Variante 1 1 1 1 1 - - - - 1 1 1 8

Usage exclusif d’un combustible sec type « plaquett es sèches » (masse volumique = 250 kg/MAP)

Livraisons par camions de 30 m3

Scénario Jan. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. TOTAL Base 1 1 1 1 - - - - - 1 1 1 7

Variante 1 1 1 1 1 - - - - 1 1 1 8 Commentaires De manière générale, le nombre de livraisons requis est de une par mois en saison de chauffe, quelle que soit la qualité de combustible et le périmètre du réseau.


4 Comparatif Environnemental

4.1 IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DE LA PRODUCTION DE CHALEUR

Le bilan environnemental de toute production thermique peut être évalué selon les critères suivants :

1. Appauvrissement des ressources naturelles

La production de chaleur nécessite l’emploi de ressources naturelles, par exemple des énergies fossiles. L’usage de ces énergies de manière non modérée réduit considérablement les réserves naturelles. Actuellement, les réserves de gaz naturel d’origine fossile sont de l’ordre de 60 années de consommations et les réserves de pétrole de 40 ans de consommations. La production d’électricité a aussi un impact sur l’appauvrissement des ressources naturelles. La production d’électricité peut être d’origine fossile, nucléaire ou renouvelable. Les enjeux de la production d’électricité d’origine fossile sont les mêmes que pour la production de chaleur. La production d’origine nucléaire, en plus de générer des déchets, nécessite l’extraction d’un minerai d’uranium dont les réserves sont limitées. L’impact sur les ressources naturelles des scénarios est évalué au regard de la consommation électrique et de la consommation d’énergies fossiles.

2. Impact sur la qualité d’air

La production de chaleur est responsable de l’émission de nombreux polluants. Certains de ces polluants ont des conséquences néfastes sur la qualité sanitaires de l’air : - CO (monoxyde carbone)

Le monoxyde de carbone est formé lors d’une combustion incomplète. C’est un gaz très toxique, voire mortel mais sans contribution à l’effet de serre.

- NOx (oxydes d’azotes) Les NOx sont formés lors de la combustion par la présence d’azote dans le comburant. Certains NOx (l’oxyde nitreux N2O (GWP=270)) contribuent fortement à l’effet de serre. Le dioxyde d’azote est un des précurseurs des pollutions à l’ozone.

- Poussières et particules Les particules solides présentes dans les fumées sont des résidus de combustion incomplète. Les autres sources de particules sont : les poussières (provenant de l'érosion des sols ou d'activité volcanique), les pollens (à certaines périodes de l'année), les transports et les procédés industriels, comme le sciage du bois d'œuvre. La légèreté de ces particules et leur taille, de l'ordre du micromètre à la centaine de micromètres, leur permettent de se diffuser au gré des vents. Elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons (d'autant plus que leur taille est réduite), causant des allergies, des difficultés respiratoires ou encore des lésions pouvant entraîner des cancers dans certains cas. La pluie en ramène une partie au sol. Les progrès réalisés sur le traitement des fumés ont permis de réduire très fortement les quantités émises.

- COV (Composés Organiques Volatiles) Les COV sont produits par la combustion des hydrocarbures et par leur évaporation. Ils sont aussi souvent émis par les colles et les solvants de peintures. Les COV provoquent différentes pathologies telles que des troubles respiratoires, des irritations des yeux, du nez et de la gorge, des réactions allergiques.

- HCl (acide chlorhydrique) L’acide chlorhydrique se trouve dans les fumés des UIOM, il est formé par la combustion du chlore présent dans les déchets (sels de cuisine, PVC …). Réglementairement, les émissions de HCl sont limités à 10mg/Nm3.

- Dioxines


Ce sont des composés organiques chlorés qui se trouvent donc dans les fumés des UIOM (30%-40%). Les autres sources d’émissions anthropiques des dioxines sont l’agglomération de minerai de fer (50%) et la combustion résidentielle de bois (15%). Les dioxines ont la particularité d’être peu biodégradables et d’être très solubles dans les solvants et les graisses, elles se concentrent donc dans la chaîne alimentaire. Leur toxicité se traduit par des effets cutanés et des atteintes hépatiques. Hormis de rares exceptions, la cancérogénéité des dioxines n’est pas formellement établie. Les réglementations limitent les émissions des dioxines à 10ng/Nm3, ce seuil peut être atteint sans traitement spécifique des fumées, un traitement spécifique permettant de diminuer les émissions à 0.1ng/Nm3.

Dans tous les cas, il est démontré que les émissions de dioxines liées à la combustion du bois ne correspondent qu’à des traces, soit un niveau environ 1000 fois inférieur à celui fixé par la réglementation européenne sur les émissions des Usines d’Incinération des Ordures Ménagères.

3. Impact sur le réchauffement climatique

La production de chaleur est responsable de l’émission de nombreux gaz à effet de serre tel que le CO2 directement dû à la combustion de combustible, ou encore les fuites de fluides frigorigènes dans les machines thermodynamiques. Les gaz de fumée sont principalement constitués de CO2. Le dioxyde de carbone n’a pas d’impact significatif sur la santé (du moins dans les conditions de concentrations usuelles), et il participe à la photosynthèse essentielle à la croissance des plantes. Ce gaz a la propriété d’absorber le rayonnement solaire et est à l’origine de l’effet de serre, permettant ainsi d’obtenir des conditions de température favorisant l’émergence de la vie sur terre. En excès dans l’atmosphère, le réchauffement par effet de serre devient plus important, provoquant des dérèglements climatiques. L’évaluation des émissions de gaz à effet de serre se fait en accord avec la méthode définie par l’ADEME dans le guide du bilan Carbone. Cette méthode comptabilise les émissions de gaz à effet de serre en équivalent CO2. L’impact sur l’effet de serre des gaz est quantifié par le potentiel de réchauffement global (PRG), par convention le PRG du CO2 est de 1, le PRG du méthane est de 21.

4. Impact sur les pluies acides

Les pluies acides sont essentiellement liées aux émissions de dioxyde de souffre. La proportion de SO2 dans les fumées dépend de la proportion de souffre dans le combustible. Son émission peut aussi être d’origine naturelle, par les volcans par exemple. En plus de contribuer à l’acidification de l’atmosphère, c’est un gaz toxique pour la santé (irritation des voies respiratoires supérieures) ; il ne contribue pas à l’effet de serre.

5. Déchets nucléaires

Les déchets nucléaires sont produits par la production électrique, la quantité produite dépendant de la proportion de la production électrique à partir de l’énergie nucléaire.

6. Nuisances sonores

Les nuisances sonores ont plusieurs origines, et par là peuvent être traitées de manière différentes. Les nuisances sonores peuvent être liées aux équipements techniques mis en œuvre (ventilateurs de chaudières ou d’aérocondenseurs, compresseurs de machines thermodynamiques), ou à la rotation de camions dans le cas de livraisons de combustible solide (bois). Les premières nuisances sont traitées techniquement par le choix de matériel performants sur le plan acoustique et la mise en place de dispositifs spécifiques (piéges à sons aux niveaux des ventilations haute et basse).


7. Impacts visuels

L’intégration des équipements en toiture, de cheminées, peut constituer des sources de pollutions visuelles.

Le Tableau récapitule les effets environnementaux des principaux polluants engendrés par la production de chaleur (ou de froid).

Dérèglement

climatique

Pluies acides Effets sanitaires

CO2 +++

CO +

SO2 +++ +

NOx + ++

particules ++

COV ++

HCl +

dioxines +

Tableau 6 : Récapitulatif des polluants et de leurs impacts

4.2 FACTEURS D’EMISSIONS

4.2.1 Facteur d’émissions de gaz à effet de serre

Les émissions de gaz à effet de serre sont dues aux émissions de CO2 produit par la combustion des combustibles fossiles, y compris les émissions liées à l’extraction, au raffinage et au transport. Les émissions de CO2 dues à la combustion de la biomasse sont nulles. L’usage de l’électricité conduit également à des émissions de gaz à effet de serre.

4.2.1.1 Contenu en CO2 de la production de chaleur par des chaufferies

Le contenu en CO2 du kWh produit par les chaufferies dépend : - du type de combustible. Le combustible est caractérisé par son contenu intrinsèque

en CO2 qui est exprimé en gramme de CO2 par kWh PCI. Cette valeur dépend du PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) du combustible et de la proportion de carbone du combustible. Plus le PCI est élevé et plus la proportion de carbone est faible ; plus l’émission intrinsèque de CO2 sera faible.

- du rendement énergétique de l’installation, régulation, distribution et génération. Ce rendement d’exploitation dépend du type de combustible et du type d’installation.

- de la composition du mix énergétique dans le cas de production multi-énergie. - des émissions entraînées par le transport, l’extraction, le raffinage et les fuites de

combustibles. Il s’agit ici de prendre en compte en plus de la seule émission liée à la combustion, les émissions « connexes ». Dans le cas des combustibles fossiles et solides, ces émissions supplémentaires sont liées à l’extraction, au transport et au raffinage. Dans le cas du gaz naturel, il convient de tenir compte des fuites de gaz dans l’atmosphère, dont le PRG n’est pas négligeable. Pour le bois et les OM, seules sont prises en compte les émissions liées au transport.


1. Contenu en CO2 des combustibles

Le tableau suivant indique le contenu intrinsèque en CO2 des combustibles intervenant dans l’étude.

Combustible

Emissions de CO 2 en g par

kWh PCI, sans les

émissions amont

Emissions de CO 2 en g par

kWh PCI, y compris

émissions amont

Bois 0 5

Electricité pour le chauffage 180

Gaz propane 205 233

Fioul 282 308

Tableau 7 : émissions de CO2 des différents combustibles

Selon la méthode Bilan Carbone édité par l’ADEME, le supplément d’émission liée au raffinage, à l’extraction et au transport est de 14% par rapport aux émissions de combustion pour le fioul. Pour le gaz, le supplément est de 13.6% imputable comme pour le fioul au transport et à l’extraction, et aux fuites de gaz (puissant gaz à effet de serre). Le transport du bois conduit à des émissions de CO2. Elles sont de l’ordre 5 g/kWh PCI.

2. Hypothèses sur les rendements

Les rendements d’exploitation des chaudières en fonction de leur combustible sont détaillés ci-dessous.

Type d’installation Rendement de

régulation

Rendement de

distribution

Rendement de

production

Rendement

d’exploitation

Individuel 1 1 0.85 0.85

Chaufferie 0.95 0.98 0.95 0.8

Chauffage électrique 1 1 1

Réseau de chauffage

urbain 0.95

Chaudière bois 0.8

Chaudière fioul 0.88

Tableau 8 : rendement des systèmes de production et de distribution de la chaleur

3. La composition énergétique des réseaux de chaleur

Pour ne pas multiplier les hypothèses sur la composition énergétique de la chaleur fournie par les réseaux, nous supposerons que la chaleur provient, à terme, d’une source d’énergie renouvelable à plus de 50%, ce qui permet (depuis le 1er janvier 2009) de faire bénéficier à la chaleur vendue par le réseau d’un taux de TVA réduit. Dans le cas de la présente étude, la composition du mix énergétique est en moyenne de 90% pour le bois et de 10% pour le fioul.


4.2.1.2 Facteurs d’émissions

Le tableau suivant récapitule les facteurs d’émissions des gaz à effet de serre exprimés en CO2eq émis par kWh utile (RCU = réseau de chauffage urbain).

CHAUD Rendement

d'exploitation

Répartition

entre les

énergies

facteur d'émission

CO2

hors rendement

kg/kWh utile

facteur d'émission

CO2

kg/kWh utile

Individuel gaz 85% 100% 0.233 0.274

Individuel fioul 85% 100% 0.308 0.362

Collectif gaz 93% 100% 0.233 0.250

Electricité 100% 100% 0.180 0.180

RCU (Réseau de Chauffage

Urbain) 0.050

Bois 80% 90% 0.005

Fioul 88% 10% 0.321

Distribution 85%

Tableau 9 : Facteurs d’émissions gaz à effet de serre

4.2.2 Facteurs d’émissions de SO 2

La méthodologie suivie pour évaluer la quantité de SO2 émise est similaire dans son esprit à la méthode de calcul utilisée pour le calcul des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, les émissions dépendent de paramètres supplémentaires par rapport aux émissions de CO2. En effet, la nature exacte du combustible (teneur en souffre) et la réglementation applicable sont des paramètres importants. Le gaz est réputé pour ne pas contenir de souffre, sa combustion n’engendre donc pas de SO2. La teneur en souffre du fioul domestique est de l’ordre de 0.2%. La qualité de la fourniture en bois est un critère essentiel pour l’évaluation des émissions de SO2. Compte tenu de la puissance du générateur biomasse envisagé pour l’alimentation du réseau de chaleur, le combustible bois est de type plaquette calibrée. L’origine du bois utilisée pour la fabrication de la plaquette calibrée est diverse. Les deux principales sont :

- les bois issus de l’exploitation forestière directe (bois sans valeurs, déchets de coupe d’éclaircie, chablis,…) ou de déchets de scieries.

- les bois de rebut propres correspondant à des produits en bois ''en fin de vie'' ou usagés : il s’agit de bois issus des chantiers de démolition, déchets bois industriels, meubles et objets divers, emballages (palettes, cagettes, caisses...). Ces produits proviennent des industries (automobile, électroménager...), des centres de tri de DIB (déchets industriels banals) ou des déchetteries (particuliers...). Ils ne doivent pas être traités ou souillées, c’est-à-dire ils doivent être sans colle, non peints, sans produits chimiques…. les bois de rebut souillés ou les bois traités (traverses de chemin de fer, panneaux de particules, bois agglomérés, poteaux EDF, …) doivent être considérés comme des DIS et suivre les filières agréées de traitement.

Nous supposerons que le bois est propre et ne contient pas de souffre.


Type de production Facteur d’émission (g/kWh utile)

Chauffage gaz (tous types) 0

Chauffage fioul 0.4

Réseau de chaleur 0.08

Chauffage électrique 0.16

Tableau 10 : Facteurs d’émissions de SO2 en g/kWh

Les principaux responsables des émissions de SO2 sont les chaufferies au fioul tant pour la production de chaleur que d’électricité.

4.2.3 Facteurs d’émissions de NOx

Les facteur d’émissions de NOx dépendent pour une part du type de combustible employé, mais également des technologies mise en œuvre. Pour les chaufferies de petite puissance, cas des solutions autonomes, le type de brûleur et son adaptation à la chaudière sont des éléments essentiels. Malgré l’absence de réglementation sur le contrôle des émissions de NOx sur les installations de faibles puissance, il existe des normes définissant plusieurs classes d’équipement en fonction de leurs émissions de NOx. Pour les chaudières gaz, les valeurs d’émissions de NOx varient entre 70mg/kWh et 260mg/kWh. Les brûleurs à pré-mélange permettent de réduire significativement les émissions. En absence de réglementation sur les émissions de NOx, nous retenons une valeur moyenne de 220mg/kWh pour les chaufferies gaz ou fioul de petite puissance. Le chaudières bois sont moins performantes sur le plan des émissions de NOx. Compte-tenu de la mixité de fonctionnement entre biomasse et fioul, le facteur d’émission est de 270mg/kWh environ. Il est néanmoins possible de prévoir des systèmes de traitement de fumées plus performants que ceux nécessaires au respect de la réglementation pour atteindre des facteurs d’émissions plus faibles. La production et l’utilisation d’électricité conduit également à des émissions de NOx. Le facteur d’émission est de 170 mg/kWh élec en moyenne. Le facteur d’émission marginale de l’électricité est de 900mg/kWh élec. Les facteurs d’émissions de NOx sont présentes dans le tableau suivant.

Type de production Facteur d’émission (g/kWh utile)

Chauffage gaz ou fioul 0.220

Réseau de chaleur 0.270

Chauffage électrique 0.170

Tableau 11 : Facteurs d’émissions de NOx en g/kWh

De manière générale, les émissions en NOx et SOx (oxydes d’azote et de souffre) restent donc difficiles à estimer, car elle dépendent fortement des caractéristiques du bois énergie utilisé et des conditions dans lesquelles les arbres ont grandi (environnement plus ou moins pollué, proximité d’une ville ou d’industries polluantes), car le bois « emprisonne » les éléments chimiques contenus dans l’air. Nous pouvons néanmoins affirmer, au vue de la faible densité d’habitants de la région de Montagne Bourbonnaise et de la surface de forêt observée, que le bois exploité est plutôt de bonne qualité et que sa combustion génèrera de faibles niveaux d’émissions polluantes.


4.3 BILAN DES EFFETS ENVIRONNEMENTAUX

Les effets environnementaux énumérés dans le § 4.1 sont quantifiés par un indicateur représentatif, par exemple les consommations d’énergie primaire (énergie fossile et énergie électrique) pour caractériser l’effet sur l’épuisement des ressources naturelles, les émissions de gaz à effet de serre pour caractériser l’effet sur le réchauffement climatique exprimées en CO2eq, les émissions de SO2 pour caractériser l’effet sur l’acidification de l’atmosphère, les émissions de NOx pour caractériser les effets sanitaires. Les autres effets environnementaux seront évalués de manière qualitative. Le bilan environnemental de chaque scénario est évalué selon les critères suivants :

- appauvrissement des ressources naturelles, ce critère étant évalué par la quantité énergie fossile consommée ;

- impact sur la qualité d’air, ce critère étant évalué par la quantité de NOx émise par les chaufferies ;

- impact sur le réchauffement climatique, ce critère étant évalué par la quantité de CO2

émise par les chaufferies ; - impact sur les pluies acides, ce critère étant évalué par la quantité de SO2 émise par

les chaufferies ; - nuisances sonores ; - impacts visuels.

Le tableau suivant présente le bilan environnemental du projet de réseau de chaleur de Saint-Clément comparé à la situation de référence.

Situation actuelle Projet de réseau de

chaleur scénario base

Consommation de fioul 140MWh utiles 11 MWh

Consommation d’électricité 30 MWh utiles 5 MWh

Consommation de bois - 143 MWh

Emission de CO2 56 tonnes 9 tonnes

Emission de SO2 61 kg 12 kg

Emission de NOx 36 kg 42 kg

Tableau 12 : Comparatif environnemental entre la situation actuelle

et le projet de réseau de chaleur

L’approvisionnement en bois ne constitue pas une gêne importante du fait d’un nombre de rotations très faible des camions de livraison. En supposant que l’approvisionnement soit réalisé par des camions dont le volume utile est de 30m3, le nombre de camion nécessaires annuellement sera d’environ 7 à 8 (cf. paragraphe 3.3.2). Les autres nuisances sonores sont liées à la présence d’équipements mécaniques plus nombreux dans le cas de la chaufferie bois. Ces nuisances potentielles doivent être traitées lors de l’aménagement du local chaufferie. Les nuisances visuelles ne sont liées qu’à l’intégration de la cheminée sur le local et du silo sur le site.


4.4 CONCLUSION

Le tableau suivant présente les impacts environnementaux comparativement à la solution de référence actuelle. L’appréciation de la performance des solutions est appréciée en + ou – par rapport à cette référence. La dimension des caractères correspond à une sorte de pondération des critères, leur importance étant proportionnelle à la taille.

Impact environnemental Réseau de chaleur (par rapport

à la situation actuelle)

Ressources naturelles ++

Qualité d’air -

Gaz à effet de serre ++

Acidification +

Déchets nucléaire =

Nuisances sonores =

Impacts visuels =

Tableau 13 : Récapitulatif des impacts environnementaux du réseau de chaleur

par rapport à la situation actuelle La solution basée sur le Réseau de Chaleur Urbain possède de nombreux avantages comparé à la situation actuelle.

NOx (kg)SO2 (kg)

CO2 (tonnes)

RCU

Situation actuelle0

10

20

30

40

50

60

Pour la solution chauffage urbain, les émissions de CO2 sont divisées par 6. Ainsi, la réduction d’émissions de CO2 représente environ 47 tonnes par an par rapport à la situation actuelle, équivalent à :

- les émissions annuelles d’un ensemble français de 31 habitants (émissions liées au secteur résidentiel – tertiaire, soit 1,5 tonne/habitant),

- plus de 300 000 km parcourus avec une voiture caractérisée par une émission de 150 g CO2/km.

Les émissions de NOx demeurent à un niveau comparables, tandis que celles de SO2 sont significativement réduites (du fait d’un usage actuel du fioul assez intense).


5 Etude économique – coût résultant de la chaleur f ournie

par le réseau

Il s’agit dans ce chapitre d’établir le coût résultant de la chaleur fournie par réseau de chauffage. Le coût résultant de la chaleur dépend :

- des charges de fonctionnement, - de l’investissement initial, du coût des travaux.

Le coût résultant de la chaleur est comparé aux coûts résultant des solutions actuellement employées.

5.1 HYPOTHESES

5.1.1 Coût unitaire Hors Taxes des énergies

Les prix unitaires des énergies retenues sont les suivants : - Bois :

Plaquettes forestières « sèches » : 25 € HT / MWh PCI (livré) Plaquettes « vertes » : 18 € HT/MWh PCI (livré)

- Fioul : 54 € HT / MWh PCI (moyenne 2006 - 2008) - Electricité : 90 € HT / MWh électrique

Le prix du bois est soumis à de fortes disparités puisqu’il dépend fortement de la filière bois locale. Un élément déterminant est l’identification de la ressource, selon qu’elle provienne d’une structure existante (scierie, etc…) ou à créer spécifiquement pour le projet (structure communale d’exploitation, etc…) créatrice d’emplois. Le prix retenu pour la plaquette « verte » est très compétitif. Il est proposé par la scierie Ramilien, basée au Mayet-De-Montagne.

5.1.2 TVA

Les différents types d’énergies mis en jeu dans l’étude nécessitent de prendre en compte les différentes taxes et taux de TVA sur les prix des énergies. La vente de la chaleur du réseau pourra bénéficier d’un taux de TVA réduit. Après analyse, les prix unitaires des énergies, toutes taxes comprises, sont les suivants :

- Bois (TVA à 5.5%) : Plaquettes forestières « sèches » : 26 € TTC / MWh PCI Plaquettes « vertes » : 19 € TTC / MWh PCI

- Fioul (TVA à19.6%) : 65 € TTC / MWh PCI (moyenne 2006 - 2008)

- Electricité : 108 € TTC / MWh électrique

Les prix unitaires des énergies combustibles sont comparés à partir de la même unité de base, le kilowattheure utile, consommé après déduction des rendements de production. Les rendements de référence sont de :

- 92% pour le fioul,

- 82% pour le bois (85% rendement générateur × 96 % rendement réseau).


Ainsi, les prix des énergies toutes taxes comprises sont les suivants :

- Bois : Plaquettes forestières « sèches » : 32 € TTC / MWh utile Plaquettes « vertes » : 23 € TTC / MWh utile

- Fioul : 71 € TTC / MWh utile (moyenne 2006 - 2008).

Les travaux réalisés auront un taux de TVA à 19.6%. Les états membres de l’Union Européenne ont donné leur accord en début d’année 2006 pour l’application du taux réduit de TVA sur l’ensemble de la facture (abonnement + consommation) des réseaux de chaleur utilisant majoritairement des énergies renouvelables. La Loi portant engagement national pour le logement a été promulguée le 13 juillet 2006 et autorise désormais l'application d'une TVA à 5,5 % sur les abonnements aux réseaux publics de distribution de chaleur, ainsi que sur la fourniture de chaleur lorsque le réseau est alimenté au moins à 60 % à partir de bio masse, de géothermie, de déchets et d'énergie de récupération . Ce taux minium est désormais de 50% depuis le 1 er janvier 2009.

5.1.3 Situation de référence

L’étude économique établira la comparaison des investissements et des coûts de fonctionnement entre la solution réseau bois et la solution de référence retenue. Dans le cas où le réseau de chaleur au bois ne serait pas créé, les bâtiments continueraient d’utiliser un système de chauffage individualisé soit au fioul (Ecole, Salle des Fêtes), soit à l’électricité tel qu’actuellement (Cantine+logements, future Auberge). Cette situation sera considérée comme la référence.

5.2 LES INVESTISSEMENTS

Remarque préalable

La présente analyse est limitée à la définition des investissements pour chacun des grands postes constitutifs des différents scénarios envisagés. Ces estimatifs ne sauraient se substituer à la réalisation d’une mission d’étude de niveau APS/APD sur la base du ou des scénarios retenus.

5.2.1 Les travaux

Le budget des travaux pour le scénario de base (école, salle des fêtes, cantine+logements) et sa variante (école, salle des fêtes, cantine+logements, future auberge+logement) est détaillé en Annexe 1 . NB : pour le bâtiment Cantine + logements, le coût de mise en œuvre du réseau hydraulique n’est pas pris en compte (subventionné à hauteur de près de 80% par ailleurs).


En k€ HT Scénario base Variante

1. Aménagements local chaufferie et extérieurs 23,0 23,0

Process biomasse 25,0 30,0 2. Process industriel chaufferie Process classique 7,5 8,0

3. Equipements connexes 21,0 22,0

4. Réseau de chaleur 17,0 60,9

5. Installations secondaires (sous-stations…) 32,2 46,4

Budget Global 125,7 190,3

Le tableau ci-après indique les principaux indicateurs relatifs à la pertinence des investissements :

Scénario base Variante

€ HT / kW bois 3 143 3 278

€ HT / MWh Utile 838 820

Part du réseau dans les investissements

13,5% 32,0%

Ces ratios sont globalement élevés. La poids du réseau dans les investissement est élevée dans le cas de la variante, du fait de la présence d’une antenne spécifique pour alimenter le projet d’auberge+logement, qui quadruple quasiment la longueur de tranchée par rapport au scénario de base (75 ml � 275 ml).

5.2.2 Les missions d’ingénierie (conduite et réalis ation)

Les missions d’ingénierie regroupent les frais pour la mission d’Assistance à Maître d’Ouvrage et les missions complémentaires (bureau de contrôle, etc…) Les coûts sont estimés en première approche en pourcentage du montant des travaux (10% environ). Ils sont les suivants :

� Scénario base : 12,6 k€ HT � Variante : 19,0 k€ HT


5.2.3 Subventions

Le volet subvention revêt un caractère très important pour la rentabilité de l’opération. Nos contacts avec l’ADEME notamment et le retour sur des études antérieures nous ont permis d’identifier les différentes subventions envisageables pour le projet sans que celles-ci ne soient confirmées tant sur les niveaux d’aides que sur leur nature. De manière générale, les subventions allouées à un tel projet peuvent être de plusieurs sortes :

- les aides ADEME + département + région, - les fonds chaleur, - les fonds européens via le FEDER.

Les subventions sont assez complexes à évaluer. Elles portent généralement sur l’investissement biomasse seul ou sur le surcoût de celui-ci par rapport à une solution alternative (réseau de chaleur fioul ou gaz par exemple).

1) Programme bois énergie ADEME+département+région Les subventions sont calculées de manière à ramener le temps de retour sur investissement du projet :

� à 12 années, � à 10 années si le gaz n'est pas utilisé comme combustible en chaufferie, � à 8 années si le combustible bois est composé d'un taux de plaquettes

supérieur à 50%.

2) Fonds chaleur Les fonds chaleur émanent de l’Etat (suite au Grenelle) et la gestion en a été confiée à l’ADEME. Ces aides représenteront 300 M€ en 2009, idem en 2010 et 2011. Le système d’aide est fonction de la production de chaleur renouvelable de l’installation et de l’investissement dans le réseau de distribution de chaleur et se décompose en 2 parties :

Aide totale = aide à la production de chaleur renou velable + aide au réseau Selon notre retour d'expérience à ce sujet, les aides émanant du programme bois énergie apparaissent comme plus intéressantes Globalement, les projets réalisés peuvent bénéficier d’un taux de subvention jusqu’à 50 à 60% sur l’investissement général. Pour la suite de l’étude, nous partons sur l’hypothèse que les subventions portent sur les postes suivants, relatifs aux installations dites « primaires » :

� process bois, � bâtiment et génie civil chaufferie, � hydraulique en chaufferie, � lot électricité et régulation, � réseau de distribution primaire (hors sous-stations et raccordements sur réseaux

secondaires). Nous retiendrons une unique hypothèse de subvention s sur le projet, de niveau « raisonnable », à hauteur de 50% (hors travaux de raccordements sur secondaire, honoraires, divers et imprévus). Le dossier de subventions sera monté en phase APD si le projet se concrétise.


5.2.4 Budgets globaux

En k€ HT Scénario base Variante

Budget travaux 125,7 190,3

Honoraires 12,6 19,0

Divers - Imprévus 6,3 9,5

Sous-total Travaux 144,6 218,8

Subventions (50%) -46,8 -72,0

Investissement Total 97,8 146,8

5.3 BUDGET DE FONCTIONNEMENT RESEAU

La structure tarifaire du MWh mixte "Bois-appoint fioul" qui sera facturé soit par un tiers, soit par un organisme de tutelle, se décompose suivant 4 termes distincts :

- Poste P1 : Dépenses combustibles P1 bois + P1 appoint fioul, - Poste P2 : Entretien, conduite, maintenance, astreinte, dépannages, - Poste P3 : Provisions financières à constituer au titre de la prise en charge en

garantie totale des installations, - Poste P4 : Amortissement des installations sur la durée de l’exploitation.

Dans le cadre d’un réseau de chaleur, les conventions suivantes seront retenues dans la suite de l’étude :

- R1 (énergie) = P1, - R2 (maintenance – GER) = P2+P3,

� R24 (amortissement) = P4.

5.3.1 Scénario de base vs. variante

Nous avons établi des comptes d’exploitation faisant ressortir les produits et les charges. L’amortissement des investissements est réalisé sur 20 ans. Les subventions sont à 50%. Nous avons retenu l’hypothèse d’intérêt sur l’emprunt de 5%, dont nous ne maîtrisons pas le niveau pour les offres potentielles des candidats (fait partie de l’offre commerciale). Ce montant est lui aussi très pénalisant sur le prix de la chaleur comme nous le présentons dans cette étude. L’Annexe 2 indique les comptes prévisionnels d’exploitation pour le scénario de base et sa variante, en comparaison avec la situation actuelle (individuel fioul/électricité). Le tableau ci-après indique les différents prix de vente de la chaleur (€ TTC/MWh utile sous-station) correspondant, tous frais compris (fourniture énergie + exploitation maintenance GER + investissements) :

Prix de la chaleur

« de référence »

Prix de la chaleur

Réseau bois

Ecart réseau

bois / référence

Scénario base 110 146 +33%

Variante 111 147 +33%


5.3.2 Cas particulier du bâtiment Cantine + logemen ts

Dans la cas où les 2 logements situés au-dessus de la cantine ne serait pas raccordés, les données principales du projet, par rapport au scénario de base, deviennent les suivantes :

- puissance biomasse 35 kW / fioul 60 kW (contre 40 et 70 kW respectivement), - investissements travaux 128,3 k€ HT hors subventions, 85,8 k€ HT avec 50% de

subventions. Dans ce cas, le prix de la chaleur « réseau bois » est estimé à 161 € TTC/MWh utile (soit +45% par rapport à la situation de référence). Ce résultat reflète l’intérêt de raccorder les loge ments en sus de la cantine.

5.3.3 Influence du taux de subventions

Le tableau ci-dessous indique l’évolution du prix global de la chaleur « bois-appoint fioul » (€ TTC/MWh utile sous-station) en fonction du taux de subventions, et pour chacun des scénarios (base et variante) :

Prix de la chaleur réseau bois

Taux sub. 30% 50% 80%

Scénario base 157 146 130

Variante 159 147 129

5.4 DECOMPOSITION DU PRIX DE LA CHALEUR

Impact des différents postes R1 et R2 et R2 4

Le graphique ci-dessous indique, dans le cas la situation de référence et de ceux de chaque scénario considéré, le poids des différents postes « énergie », « maintenance et garantie totale », et « amortissement » le cas échéant, sur le prix global de la chaleur.

Impact des différents postes

-10.0 €

10.0 €

30.0 €

50.0 €

70.0 €

90.0 €

110.0 €

130.0 €

150.0 €

Sytèmes de chauffageindividuels

Scénario base Variante

€TT

C /

MW

h ut

ile

R1 - énergie R2 - maintenance GER R24

146

110

147


Il apparaît clairement que, dans le cas du réseau de chaleur bois, les postes « maintenance – garantie totale » et « amortissement » sont considérablement plus importants que dans le situation de référence. Par contre, le poste « énergie » est diminué de plus de moitié du fait de deux facteurs conjugués :

- un prix hors taxe de l’énergie plus faible dans le cas du bois, - un taux de TVA à 5,5%.

5.5 COMMENTAIRES – CONCLUSIONS

Les résultats ci-dessus démontrent que le réseau de chaleur est peu attractif si l’on considère le coût global de la chaleur, et ce même en envisageant de très forts taux de subventions. En effet, les gains sur le poste énergie sont très importants dans le cas du réseau, mais sont largement compensés par les frais supplém entaires engendrés d’une part par l’entretien maintenance des installations (post e quasi nul aujourd’hui), et d’autre part par l’amortissement des équipements. A noter tout de même l’intérêt de raccordement de l a future Auberge+logement dans le cas où le réseau de chaleur serait mis en œuvre, puisque le prix résultant de la chaleur est pratiquement identique au cas du scénar io de base, et ce malgré un coût de réseau très important.


6 Projets alternatifs proposés

Dans le cadre d’une volonté de recours aux énergies renouvelables par la commune de Saint Clément, nous vous proposons de considérer et d’étudier plus finement les projets ci-dessous.

6.1 ECOLE : MISE EN PLACE D ’UNE CHAUDIERE A GRANULES

La chaudière fioul de l’école arrivant en fin de vie, nous recommandons d’étudier la possibilité de mise en place d’une chaudière biomasse de petite puissance, fonctionnant au granulés de bois. Ce type d’installation est aujourd’hui largement disponible sur le marché, à des tarifs attractifs, et exige par ailleurs peu de maintenance. L’investissement prévisionnel est estimé à 20 k€ HT . A noter qu’un tel projet peut être largement subventionné dans le cadre de l’obtention de Certificats d’Economie d’Energie (CEE) (cf. explication démarche en Annexe 3 ), à hauteur de 6000 € environ (prix de « revente » du MWh cumac considéré entre 5 et 10 €).

6.2 SALLE DES FETES : CHAUDIERE A GRANULES + CTA

Le générateur à air pulsé la salle des fêtes arrivant également en fin de vie, nous recommandons d’étudier la possibilité de mise en place d’une chaudière biomasse de petite puissance, fonctionnant au granulés de bois et alimentant une Centrale de Traitement d’Air (CTA). L’investissement prévisionnel est estimé à 30 k€ HT . Comme pour l’école, ce projet peut être de la même manière subventionné dans le cadre de l’obtention de CEE, à hauteur de 3000 € environ (prix de « revente » du MWh cumac considéré entre 5 et 10 €).


7 Conclusion

La présente étude de faisabilité a démontré que le développement d’un petit réseau de

chaleur « bois-appoint fioul » alimentant les 3 bâtiments communaux de SAINT CLEMENT

(école + salle des fêtes + cantine), voire en sus le projet d’auberge, ne présente pas une

réelle attractivité si l’on ne considère que les aspects purement économiques du projet, du

fait essentiellement des coûts engendrés par l’entretien maintenance des installations (poste

quasi nul aujourd’hui), et par l’amortissement des équipements.

D’un point de vue environnemental, ce projet s’inscrit évidemment clairement dans un cadre

de développement durable et de limitation des émissions de gaz à effet de serre, avec

notamment une réduction des émissions de CO2 de plus de 80% par rapport à la situation

actuelle.

La création d’une chaufferie mixte dédiée aux bâtiments communaux ou la réalisation d’un

réseau de chaleur ne semblent donc pouvoir se réaliser que dans le cadre d’une réelle

volonté politique commune et purement environnementale.

A ce titre et dans un cadre de volonté de recours aux énergies renouvelables plus que

justifiée, nous recommandons à la commune de SAINT CLEMENT d’étudier de près la

possibilité de renouvellement des générateurs de l’école et de la salle des fêtes par des

chaudières biomasse de petite puissance.

Le choix de la biomasse peut également être justifié pour le projet d’auberge + logement

(installation neuve).


8 Annexes

Annexe 1 : Investissement prévisionnels scénario de base et variante

Annexe 2 : Comptes d’exploitation prévisionnels scénario de base et variante

(50% subventions)

Annexe 3 : Le dispositif des Certificats d’Economie d’Energ ie


ANNEXE 1

Investissements prévisionnels scénario de base et v ariante (nombre de pages de l’annexe : 2)


Descriptif U Q PUMontant € HT

TOTALI1 - Local chaufferie et aménagements extérieurs

Foncier ens 1 pmAménagement du local chaufferie m² 20 200 € 4 000 €

Silo de stockage m² 16 1 200 € 19 000 €

Sous total local chaufferie et aménagements : 23 000 €

I2 - Process chaufferie

Process biomasseGenerateur biomasse 40 kW ens 1

Alimentation automatique ens 1Traitement des fumées ens 1 25 000 € 25 000 €

Decendrage automatique et benne ens 1Automatisme, regulation ens 1

Process classiqueChaudière fioul 70 kW + brûleur u 1 4 500 € 4 500 €

Cuve fioul enterrée double peau 1000 L + Terrassement ens 1 3 000 € 3 000 €

Sous total process : 32 500 €

I3 - Equipements connexes

Cheminée ens 1 3 000 € 3 000 €

Carneaux fumées ens 1 3 000 € 3 000 €Aménagement hydraulique chaufferie, comptage calorifique,

collecteurs et pompesens 1 5 000 € 5 000 €

Plomberie ens 1 2 000 € 2 000 €Electricité ens 1 3 000 € 3 000 €

Régulation ens 1 5 000 € 5 000 €

Sous total équipements connexes 21 000 €I4 - Reseau de chaleur

Reseau de chaleur (VRD inclus) ens 1 17 000 €

Sous total Réseau de chaleur 17 000 €

TOTAL Installations Primaires 93 500 €

Equipements bâtimentsRaccordements sur réseaux de distribution secondaires ens 1 8 200 € 8 200 €

Sous-stations domestiques ens 3 1 600 € 4 800 €Aménagements et équipements techniques en sous-stations ens 1 15 700 € 15 700 €

Dépose existant ens 1 3 500 € 3 500 €

TOTAL Installations secondaires 32 200 €

125 700 €

Divers, imprévus % 5% 6 285 €Honoraires % 10% 12 570 €

TOTAL Missions d'ingénierie 18 855 €

144 555 €

SAINT CLEMENT - Investissements Chaufferie Bois Scén ario de base

TOTAL Primaire + Secondaire

Missions d'ingénierie

INVESTISSEMENT GLOBAL

Installations Primaires

Installations Secondaires


Descriptif U Q PUMontant € HT

TOTALI1 - Local chaufferie et aménagements extérieurs

Foncier ens 1 pmAménagement du local chaufferie m² 20 200 € 4 000 €

Silo de stockage m² 16 1 200 € 19 000 €

Sous total local chaufferie et aménagements : 23 000 €

I2 - Process chaufferie

Process biomasseGenerateur biomasse 50 kW ens 1

Alimentation automatique ens 1Traitement des fumées ens 1 30 000 € 30 000 €

Decendrage automatique et benne ens 1Automatisme, regulation ens 1

Process classiqueChaudière fioul 90 kW + brûleur u 1 5 000 € 5 000 €

Cuve fioul enterrée double peau 1000 L + Terrassement ens 1 3 000 € 3 000 €

Sous total process : 38 000 €

I3 - Equipements connexes

Cheminée ens 1 3 500 € 3 500 €

Carneaux fumées ens 1 3 500 € 3 500 €Aménagement hydraulique chaufferie, comptage calorifique,

collecteurs et pompesens 1 5 000 € 5 000 €

Plomberie ens 1 2 000 € 2 000 €Electricité ens 1 3 000 € 3 000 €

Régulation ens 1 5 000 € 5 000 €

Sous total équipements connexes 22 000 €I4 - Reseau de chaleur

Reseau de chaleur (VRD inclus) ens 1 60 900 €

Sous total Réseau de chaleur 60 900 €

TOTAL Installations Primaires 143 900 €

Equipements bâtimentsRaccordements sur réseaux de distribution secondaires ens 1 10 800 € 10 800 €

Sous-stations domestiques ens 3 1 600 € 4 800 €Aménagements et équipements techniques en sous-stations ens 1 27 300 € 27 300 €

Dépose existant ens 1 3 500 € 3 500 €

TOTAL Installations secondaires 46 400 €

190 300 €

Divers, imprévus % 5% 9 515 €Honoraires % 10% 19 030 €

TOTAL Missions d'ingénierie 28 545 €

218 845 €

SAINT CLEMENT - Investissements Chaufferie Bois var iante

TOTAL Primaire + Secondaire

Missions d'ingénierie

INVESTISSEMENT GLOBAL

Installations Primaires

Installations Secondaires



ANNEXE 2

Comptes d’exploitation prévisionnels

scénario de base et variante (50% subventions) (nombre de pages de l’annexe : 2)


BOIS FIOUL + ELEC

Individuel Unités Quantités Quantités

R1 - ENERGIEBesoins énergie utile kWh 150 000 150 000

Rendement de réseau % 90%Energie utile sortie chaufferie kWh 166 667

Biomasse Taux de couverture biomasse % 92.7% -Puissance installée BOIS MW 0.04 Part chaudière biomasse kWhu 154 563 -

Rendement chaudière biomasse (moyen annuel) % 82% -Energie biomasse entrant en chaudière kWh 188 491 -

Consommation horaire bois PCI 3600 kWh / tonne t/h 0.01 -Volume de bois (densité 250 kg / m3) m3/h 0.05 -Stockage minimum utile 4 jours MCM m3 5 -

Coût du combustible biomasse € H.T./kWhPCI 0.0250 -Coût du combustible biomasse € H.T./an 4 712 -

Fioul Part chaudière fioul kWhu 12 104 120 000 Taux de couverture fioul % 7.3% 100.0%

Rendement chaudières fioul (moyen annuel) % 92% 85%Coût du combustible fioul € H.T./kWh PCI 0.05400 0.05400 Coût du combustible fioul € H.T./an 710 7 624

Electricité Part chauffage élec kWh élec - 30 000

Coût électricité € H.T./kWh élec - 0.09000

Coût électricité € H.T./an - 2 700€ H.T./an 5 423 10 324€ TTC./an 5 821 12 347

R22 + R23 - MAINTENANCE + GERConsommation d'électricité EDF : kWh 4 758 1 200

Coût électricité € H.T./an 428 108Entretien R22 € H.T./an 4 000 800

GER - R23 € H.T./an 3 000 1 000€ H.T./an 7 428 1 908€ TTC/an 7 837 2 282

€ H.T. 12 851 12 232€ TTC 13 658 14 629

R24 - AMORTISSEMENTInvestissement primaire € H.T. 144 555 20 000

Subventions 50% -46 750 0 Taux amortissement 5% 5%

Durée amortissement 20 ans 20 ansAmortissement € H.T./an 7 848 1 605

€ H.T./an 7 848 1 605€ TTC/an 8 280 1 919

€ H.T./an 20 699 13 836€ TTC/an 21 938 16 548

137.99 € 92.24 €

146.25 € 110.32 €

SUBVENTIONS CHAUFFERIE BOIS 50%

SAINT CLEMENTScénario de base

BILAN DE FONCTIONNEMENT

Total charges d'entretien R2 2 et R23

Total charges énergie R1

PRIX GLOBAL DU MWh TTC

TOTAL R2 4

TOTAL R1, R22, R23

TOTAL DES CHARGES ANNUELLES

PRIX GLOBAL DU MWh HT


BOIS FIOUL + ELEC

Individuel Unités Quantités Quantités

R1 - ENERGIEBesoins énergie utile kWh 200 000 200 000

Rendement de réseau % 90%Energie utile sortie chaufferie kWh 222 222

Biomasse Taux de couverture biomasse % 90.3% -Puissance installée BOIS MW 0.05 Part chaudière biomasse kWhu 200 630 -

Rendement chaudière biomasse (moyen annuel) % 82% -Energie biomasse entrant en chaudière kWh 244 671 -

Consommation horaire bois PCI 3600 kWh / tonne t/h 0.02 -Volume de bois (densité 250 kg / m3) m3/h 0.07 -Stockage minimum utile 4 jours MCM m3 7 -

Coût du combustible biomasse € H.T./kWhPCI 0.0250 -Coût du combustible biomasse € H.T./an 6 117 -

Fioul Part chaudière fioul kWhu 21 592 120 000 Taux de couverture fioul % 9.7% 100.0%

Rendement chaudières fioul (moyen annuel) % 92% 85%Coût du combustible fioul € H.T./kWh PCI 0.05400 0.05400 Coût du combustible fioul € H.T./an 1 267 7 624

Electricité Part chauffage élec kWh élec - 80 000

Coût électricité € H.T./kWh élec - 0.09000

Coût électricité € H.T./an - 7 200€ H.T./an 7 384 14 824€ TTC./an 7 969 17 729

R22 + R23 - MAINTENANCE + GERConsommation d'électricité EDF : kWh 6 235 1 200

Coût électricité € H.T./an 561 108Entretien R22 € H.T./an 4 000 1 000

GER - R23 € H.T./an 4 000 1 000€ H.T./an 8 561 2 108€ TTC/an 9 032 2 521

€ H.T. 15 945 16 932€ TTC 17 001 20 250

R24 - AMORTISSEMENTInvestissement primaire € H.T. 218 845 20 000

Subventions 50% -71 950 0 Taux amortissement 5% 5%

Durée amortissement 20 ans 20 ansAmortissement € H.T./an 11 787 1 605

€ H.T./an 11 787 1 605€ TTC/an 12 436 1 919

€ H.T./an 27 733 18 536€ TTC/an 29 436 22 170

138.66 € 92.68 €

147.18 € 110.85 €

SUBVENTIONS CHAUFFERIE BOIS 50%

SAINT CLEMENTVariante

BILAN DE FONCTIONNEMENT

Total charges d'entretien R2 2 et R23

Total charges énergie R1

PRIX GLOBAL DU MWh TTC

TOTAL R2 4

TOTAL R1, R22, R23

TOTAL DES CHARGES ANNUELLES

PRIX GLOBAL DU MWh HT



ANNEXE 3

Le dispositif des Certificats d’Economie d’Energie (nombre de pages de l’annexe : 3)


Généralités : le dispositif des CEE

Depuis le 1er juillet 2006, l’Etat impose aux obligés – fournisseurs (ou vendeurs) d’énergie

(électricité, gaz naturel, fioul domestique, GPL…) dont les ventes annuelles dépassent un

certain seuil – l’obligation de réaliser des économies d’énergie. Ces économies sont

comptées en certificats (ou CEE : Certificats d’Economie d’Energie), dont le volume à

atteindre est défini en fonction de la quantité d’énergie vendue aux consommateurs finaux

des secteurs résidentiel et tertiaire.

L’unité de compte du CEE est le kWh cumac . L’abréviation « cumac » provient de le

contraction de « cumulés » – afin de tenir comte des économies générées sur toute le durée

de vie de l’équipement utilisé – et « actualisés » afin de prendre en compte une actualisation

financière annuelle (taux d’actualisation fixé à 4% par année). Dans la pratique cela revient à

imaginer ce qui aurait été consommé si les actions n’avaient pas été entreprises.

L’objectif national sur la première période expérimentale comprise entre le 1er juillet 2006 et

le 30 juin 2009 est fixé à un quota global de 54 milliards de kWh cumac .

A l’issue d’une première période de 3 ans (soit le 30 juin 2009), les obligés devront restituer

les certificats établis ou payer une pénalité libératoire en cas de non respect de leurs

obligations.

Les obligés disposent de plusieurs moyens afin de respecter leurs obligations. Ils peuvent :

- soit réaliser directement des actions générant des économies d’énergie sur leur

propre patrimoine,

- soit inciter financièrement leurs clients à réaliser des économies,

- soit acheter des certificats à d’autres acteurs sur le « marché »,

- soit payer une pénalité, à hauteur de 20 €/MWh cumac.

Les non obligés (personnes morales, collectivités locales, territoriales, entreprises

industrielles ou de services…) peuvent obtenir des certificats sous réserve de remplir

certaines conditions qui sont principalement :

- atteindre un seuil de 1 GWh cumac,

- constituer un dossier de demande de certificats.

Des modèles de dossier sont téléchargeables sur les sites Internet des DRIRE. Le dossier

soit être déposé, dûment complété, auprès du préfet de département concerné, qui transmet

le dossier à la DRIRE, celle-ci disposant de 15 jours pour accuser réception auprès du

demandeur.

Débute alors la phase d’instruction, dont le délai est fixé à 3 mois pour les actions

standardisées et à 6 mois pour les autres actions (exigeant la consultation intermédiaire de


l’ADEME), qui va permettre aux services compétents de vérifier le contenu du dossier, la

pertinence des actions choisies et l’exactitude des calculs d’économie d’énergie.

L’obtention des CEE est alors matérialisée par un document délivré par le Préfet et

s’accompagne d’une ouverture de compte et d’une inscription sur le registre national.

Enjeux pour les collectivités territoriales

Le patrimoine des collectivités territoriales (plus particulièrement à l’échelle d’un département

ou d’une région) représente un gisement considérable en terme d’économies d’énergie

potentielles.

Deux cas de figure sont envisageables pour le dépôt d’un dossier de demande de certificats.

La collectivité dépose en propre

Une collectivité peut, si elle atteint le seuil de 1 GWh cumac ouvrant droit à la dépose d’un

dossier de demande de CEE, entreprendre la démarche en propre. Elle ouvre par la suite un

compte sur le registre national et peut effectuer des transactions sur le marché. Plusieurs

collectivités, qui n’atteignent pas individuellement le seuil de 1 GWh, peuvent se regrouper et

mettre en commun leurs actions. Les démarches sont alors identiques et les collectivités

peuvent se répartir par la suite les CEE obtenus au prorata des actions menées par

chacune.

Dans tous les cas, cette démarche nécessite des moyens humains et quelques frais de

gestion du compte de certificats. Une réflexion s’impose donc sur l’intérêt et la capacité de la

collectivité à agir seule.

La collectivité s’associe avec un ou des obligé(s)

Les collectivités peuvent s’associer à un ou plusieurs obligés pour gérer les certificats. Cette

action commune, concrétisée par une action de partenariat, permet à la collectivité de

trouver un acquéreur de ses certificats, en échange d’une aide à l’investissement ou d’un

support technique de l’obligé. Ce cas est intéressant car l’obligé supporte les démarches

relatives au dépôt du dossier et à l’obtention des certificats. La collectivité doit néanmoins

veiller à ce que les termes du contrat soient bien clairs (préciser les conditions, le périmètre

des actions, la répartition des rôles). Il est essentiel qu’elle prenne part à la démarche de

constitution du dossier, qu’elle sache clairement combien de certificats seront comptabilisés

et à combien ils seront valorisés financièrement.

A l’heure actuelle, il n’existe pas encore de véritable marché d’échange des CEE. En

déposant en propre, la collectivité prend le risque de ne pas trouver de preneur dans

l’immédiat. Cependant, les certificats étant aussi valables pour les deux périodes suivantes,

les détenteurs de CEE n’étant pas parvenus à valoriser ceux obtenus à l’issue de la

première période pourront toujours les « négocier » durant les deux périodes suivantes.


La vocation première des collectivités n’étant toutefois pas de spéculer sur des produits

financiers, il semblerait qu’elles gagneraient à chercher un partenariat en amont en

impliquant les acteurs obligés. En effet, cette option leur permet de bénéficier pleinement

des économies d’énergie sur leur patrimoine, tout en faisant porter aux obligés le risque lié à

la valeur incertaine du certificat.

Le partenariat apparaît donc à priori comme des plus favorables pour la valorisation des

CEE, du fait de l’inexistence d’un marché d’échange des certificats et de l’incertitude quant à

leur tarif d’achat. Les collectivités qui ont entre leurs mains un potentiel de CEE ne doivent

néanmoins les céder qu’en échange d’actions concrètes, sous la forme par exemple d’un

engagement financier de l’obligé pour la concrétisation d’une action bien déterminée.

Quel que soit le choix final, il convient dans tous les cas pour une collectivité de

« trancher » entre ces deux alternatives pour valor iser au mieux ses économies

d’énergie.

Le contexte de la commune de S AINT CLEMENT

Une collectivité territoriale à l’échelle d’une commune a tout intérêt à opter pour le partenariat

avec un obligé pour valoriser ses économies d’énergie. Par contre, si l’on considère par

exemple le département de l’Allier dont le patrimoine bâti (collèges et autres bâtiments) et

les économies potentielles liées sont considérables, le choix d’une ou l’autre des stratégies

peut être discuté.

En effet, l’importance du montant de certificats potentiel laisse à penser qu’il serait

« dommage » de les céder à prix « cassés » à des obligés, d’autant plus que les objectifs qui

ont été imposés à ceux-ci pour la première période sont plutôt modestes. Dans un contexte

d’un gisement significatif d’économies d’énergie, l’alternative de négociation sur le marché

des CEE apparaît comme plus attractive. Il conviendrait peut-être alors d’attendre la

deuxième période, pour laquelle les objectifs fixés aux obligés seront beaucoup plus

ambitieux ; le tarif de rachat des CEE sera alors bien plus intéressant et permettra un

meilleur financement des investissements.

Documents

ETUDE RESEAU DE CHALEUR BOIS ... - Montagne Bourbonnaiseccmb.vichy-valallier.fr/IMG/pdf/Commune_de_St... · COMMUNAUTE DE COMMUNES DE LA MONTAGNE BOURBONNAISE ETUDE RESEAU DE CHALEUR