> Les installations de microgénération au Royaume-Uni - février 2007

Avec la publication en juillet 2006 de l’Energy Review mettant l’accent sur la nécessité pour le Royaume-Uni de réduire largement ses émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) avec un objectif d’abattement pour 2050 de 60 % de ces émissions par rapport à 1990, le gouvernement britannique avait décidé de favoriser le développement des énergies renouvelables et du concept d’efficacité énergétique. Etant donné que l’habitat représente 50 % des consommations d’énergie, il était fondamental de mettre en place des mesures et des programmes ciblant directement la gestion de l’énergie dans les bâtiments. Un certain nombre de solutions sont disponibles depuis quelques années et sont largement utilisées dans la réalisation d’économies d’énergie (ampoules à basse consommation, planchers chauffants, systèmes d’isolation optimisés, etc.). En revanche, le recours aux microsystèmes de production d’énergie est beaucoup moins répandu (80 000 unités de microgénération sont tout de même installées au Royaume-Uni). Des mesures gouvernementales et des programmes de recherche sont donc actuellement en cours afin de « préparer le terrain » pour promouvoir un usage efficace de la microgénération auprès de la population britannique.

Installation domestique de cogénération
Source : www.whispergen.com

Des moyens techniques plus ou moins adéquats existent déjà, permettant de produire localement de l’énergie thermique ou électrique d’origine renouvelable. Les principales technologies utilisées ou envisagées au Royaume-Uni sont :

• les panneaux solaires photovoltaïques (PV) ;

• les micro-éoliennes ;

• les collecteurs solaires thermiques ;

• les pompes à chaleur géothermique ;

• les chaudières à biomasse ;

• les micro-installations de cogénération.

Micro-éolienne intégrée dans un immeuble administratif
source : http://mpics.teamone.de

Les raisons qui ont permis l’émergence et qui encourageront probablement le développement des installations de microgénération sont principalement économiques et sociologiques : de grosses pertes énergétiques sont réalisées à travers les réseaux de transmission et de distribution de l’électricité (environ 9 % de pertes au Royaume-Uni) ; de plus, la production locale d’énergie permet de réduire les besoins pesant sur le réseau électrique national, et donc de limiter la multiplication progressive des centrales de production d’énergie ; enfin cette solution permet d’impliquer directement la population britannique dans la stratégie de réduction de la consommation d’énergie nationale.

 1.Les outils mis en place par le gouvernement

Le gouvernement britannique a publié sa Microgeneration Strategy (stratégie de développement de la microgénération au Royaume-Uni) en mars 2006, dans le but d’accélérer l’adoption de micro-systèmes de production locale d’énergie dans les maisons et immeubles, à travers un investissement initial de 28,5 millions de livres sur trois ans (environ 44 millions d’euros), dont quasiment un tiers est directement destiné aux foyers intéressés.

Panneaux solaires en silicium monocristallin intégrés dans un bâtiment
Source : Renewable Energy Research Group, Southampton

En avril 2006, le Department of Trade and Industry (DTI, Ministère du commerce et de l’industrie) a lancé son Climate Change and Sustainable Energy Act 2006 (Loi sur le changement climatique et l’énergie durable) dans lequel il introduit le Low Carbon Building Programme. Ce programme fournit un cadre pour le financement des projets de microgénération des particuliers et entreprises privées et permet un investissement supplémentaire de 50 millions de livres (environ 75 millions d’euros) de la part du gouvernement.

Finalement, en décembre 2006, HM Treasury (Ministère de l’économie et des finances) annonce dans son pré-budget pour 2007 que les recettes provenant de la revente d’électricité excédentaire seront exclues de l’Income Tax (impôt sur le revenu) et qu’un nouvel investissement gouvernemental à hauteur de 6,2 millions de livres (environ 9 millions d’euros) devrait être réalisé.

En parallèle de ces mesures, l’Office of the Gas and Electricity Markets (OFGEM, organe public assurant la régulation des marchés du gaz naturel et de l’électricité au Royaume-Uni) s’attache à mettre en place de nouvelles obligations pesant sur les entreprises distributrices d’électricité pour favoriser la revente de l’énergie excédentaire produite par microgénération :

• simplifier les contrats de revente pour les particuliers qui ne sont pas forcément familiarisés avec la lourdeur et la complexité de ce type de procédures ;

• faire des entreprises de distribution les principaux fournisseurs d’information pour l’installation de matériels de microgénération ;

• fournir aux « microgénérateurs » des compteurs d’électricité adaptés afin qu’ils puissent mesurer le surplus de courant qu’ils sont susceptibles de revendre. De même le gouvernement dispose, depuis la publication du Climate Change and Sustainable Energy Act 2006, de la possibilité d’obliger les fournisseurs d’énergie à créer une provision destinée au rachat de cette électricité excédentaire, sous peine de modification de leurs licences.

 2.Les projets pilotes au Royaume-Uni

Etant donnée l’implication croissante du Royaume-Uni dans le développement de la microgénération autant sur le plan de la recherche que sur le plan politique, de nombreux projets pilotes ont déjà « germé » sur le sol britannique. Il s’agit de projets à moyenne échelle (immeubles de bureau ou bâtiments universitaires) comportant des panneaux solaires PV, des collecteurs thermiques, des micro-éoliennes ou autres systèmes de microgénération.

22.1.BedZED (Beddington Zero Energy Development)2

BedZED est un quartier « énergétiquement autonome » qui a été construit entre 2000 et 2002 à Wallington en périphérie de Londres. Le concept de cet ensemble de bâtiments conçu par Bill Dunster, architecte britannique, est de consommer uniquement de l’énergie produite sur place. En effet, l’intégralité de la chaleur et de l’électricité utilisée par les habitants de BedZED est produite via une centrale de cogénération à biomasse (682 MWh électrique et 949 MWh thermique par an), un réseau de collecteurs solaires thermiques (134 MWh par an) et de panneaux solaires PV (97 MWh électrique par an).

Façade d’un des bâtiments du projet Beddington Zero Energy Develoment

Ce quartier, qui s’étend sur 1,7 hectare au total, comporte 82 maisons, 17 appartements et 1 405 m² de bureaux, pour une consommation totale de 1,5 GWh d’énergie par an (ce qui permet d’obtenir un bilan énergétique du quartier légèrement positif). Ce projet s’accompagne de mesures favorisant l’utilisation rationnelle de l’énergie par les habitants de BedZED et la mise en place d’appareils de contrôle et/ou de réduction des consommations. Ainsi la demande en énergie thermique est réduite de 88 % et la demande en électricité de 25 % par rapport à la moyenne nationale. Enfin un programme spécial permet d’encourager les habitants à utiliser des moyens de transport écologiques : connections très proches du réseau des transports publics (train et tramway et bus), stations de charge des véhicules électriques via des panneaux solaires PV et promotion des moyens de locomotion alternatifs à la voiture.

22.2.Les projets londoniens2

Ken Livingstone, maire de Londres, avait affirmé en 2004 son souhait de promouvoir la mise en place de systèmes de production d’énergie décentralisés dans la métropole londonienne avec des objectifs élevés pour 2010 : créer 40000 projets de production d’énergie renouvelable à moyenne et petite échelle à l’intérieur de Londres pour fournir 665 GWh électrique et 280 kWh thermique. Deux ans et demi plus tard, on observe qu’un bon nombre de projets ont germé pour développer le recours au solaire thermique et au solaire photovoltaïque dans les bâtiments de la capitale britannique :

• le London’s City Hall, situé au bord de la Tamise en plein cœur de Londres, va bientôt posséder une capacité de production de 70 kW électrique grâce à l’ajout de panneaux solaires PV conçus spécialement pour épouser la forme ovoïdale du bâtiment (de plus un système de recyclage de l’air intérieur permettra de réutiliser en interne la chaleur générée par les ordinateurs et autres appareils électriques) ;

  

  London’s City Hall

• le London’s Transport Museum sera l’un des premiers bâtiments historiques britanniques à installer des panneaux solaires photovoltaïques sur ses toits ; ces panneaux permettront de produire 16 % des besoins du musée, soit un peu plus de 2 GWh au total ;

• le Palestra, ensemble d’immeubles administratifs installé depuis peu à Southwark, a accueilli fin 2006 un projet associant l’installation de panneaux solaires PV d’une capacité de 63 kW avec un réseau de 14 micro-éoliennes pour une capacité de 21 kW ; ce système hydride permettra de produire près de 3,4 GWh en interne.

  

  Le Palestra building dans l’Est de Londres
  Source : www.newlondonarchitecture.org

22.3.Autres projets britanniques de grande envergure2

Si Londres concentre une grande partie des initiatives, d’autres villes cherchent à favoriser la microgénération dans les bâtiments publics, mais également privés :

• l’installation de 7 244 panneaux solaires PV sur la CIS Tower (bâtiment administratif de 25 étages) en plein cœur de Manchester représente le plus gros projet de Building Integrated PhotoVoltaïc (BIPV : Intégration de panneaux solaires PV dans le bâtiment) sur le sol britannique ; il s’agit d’un projet de 5,5 millions de livres (environ 8 millions d’euros) financé en partie par le DTI ;

• le MANchester College of ArT (MANCAT) associe quant à lui les technologies solaires thermiques (680 m² de collecteurs installés) et PV (660 panneaux, soit 70 kW de capacité installés) ;

• le Sustainable Energy Research Group de l’Université de Southampton a mis en place trois projets d’intégration du PV dans les bâtiments du campus universitaire d’une capacité totale de 21,6 kW de capacité, avec des tuiles solaires, une façade d’immeuble composée de modules PV en silicium monocristallin et un toit solaire PV translucide.

  

  Façade d’un bâtiment du Highfield Campus de l’Université de Southampton composée de modules solaires PV en silicium monocristallin
  Source : Renewable Energy Research Group, Southampton

 3.La R&D britannique dans les technologies de la microgénération

La recherche dans le domaine de la microgénération est financée partiellement par des fonds publics : le Carbon Trust (organisation gouvernementale visant à aider les entreprises et les organismes publics à réduire leurs émissions de GES) travaille actuellement avec l’Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) pour apporter un support financier solide aux départements britanniques de recherche en solaire PV ; de même, le DTI finance plusieurs projets de recherche en microgénération via les DTI Technology Programmes (programme de financement de 370 millions de livres sur 2005-2008 proposé par le DTI et destiné à des technologies nouvelles ou émergentes). L’autre source de financements provient de fonds privés, principalement des compagnies d’électricité.

En parallèle, le Micropower Council réunit toutes les entités de ce secteur, que ce soient les acteurs publics du domaine académique, les acteurs privés (fournisseurs d’énergie, fabricants de systèmes de microgénération, bureaux d’études, etc.) et enfin les associations de conservation de l’énergie et de l’environnement. Ce Council participe, entre autres, à la définition de la politique stratégique et technique du Royaume-Uni et intervient, en lien avec le DTI, dans certains programmes de financement des projets de microgénération. Plusieurs universités britanniques travaillent déjà sur la gestion de l’énergie dans les bâtiments et la microgénération. Parmi elles :

• le Built Environment Innovation Centre d’Imperial College London travaille plus généralement sur la modernisation des bâtiments en milieu urbain ;

• le Sussex Energy Group de l’Université du Sussex se focalise, entre autres choses, sur l’efficacité énergétique et les changements dans la production d’énergie en Europe ;

• le Sustainable Energy Research Group de l’Université de Southampton concerne le solaire photovoltaïque et la conception de l’enveloppe des bâtiments ;

• le Centre for the Sustainability of the Built Environment de l’Université de Brighton s’est spécialisé en architecture bioclimatique et en stockage d’énergie thermique ;

• l’Environmental Change Institute de l’Université d’Oxford s’intéresse aux futures technologies de production d’énergie.

 4.Les problèmes persistants

Les principaux obstacles qui empêchent un développement plus rapide des micro-systèmes de production d’énergie dans les bâtiments sont :

• les tarifs de rachat par les compagnies électriques britanniques de l’électricité produite localement restent faibles (moins de 16 centimes d’euros / kWh produit pour l’électricité) ;

• le coût actuel des produits proposés reste très élevé, particulièrement les panneaux solaires PV en raison du contexte industriel entourant la production du silicium (il faut compter 6 à 7 ans avant de rembourser l’investissement initial) ;

• les aides gouvernementales pour l’installation de systèmes de microgénération dans les bâtiments sont peu efficaces (pas assez de fonds pour tous les foyers intéressés) ;

• il s’agit majoritairement de technologies très jeunes (micro-éoliennes, collecteurs solaires, cogénération) dont la fiabilité sur le long terme ne peut encore être garantie ;

• les sources d’énergie renouvelable possèdent un rendement qui fluctue beaucoup dans le temps (en fonction des conditions météorologiques par exemple) et nécessitent donc un stockage temporaire afin d’adapter ces fluctuations à la demande énergétique locale ; actuellement le stockage d’énergie thermique, qui se fait classiquement dans de l’eau, n’est possible que sur de petites périodes et le stockage d’électricité par batterie nécessite que les appareils électriques du bâtiment fonctionnent en courant continu.

Finalement les technologies de la microgénération présentent un fort potentiel au Royaume-Uni - 40 % des consommations domestiques de chauffage et électricité pourraient être assurées par microgénération d’ici 2050 - comme dans le reste de l’Europe. Cependant des barrières économiques et techniques persistent encore, empêchant l’intégration généralisée de ces technologies dans les bâtiments britanniques comme en France ou en Allemagne. Le gouvernement tente actuellement, en cohérence avec sa politique énergétique réactualisée, de créer un terrain propice à l’acceptation des concepts d’efficacité énergétique et de bâtiments autonomes par la population. Il encourage également la R&D dans ce domaine afin d’abattre les limites techniques existantes et de promouvoir des projets novateurs de grande envergure.

Auteur : Xavier Thierry

Sources : DTI, Global Watch Magazine, 12/06-01/07, p.11 ; Defra, Energy, resource, environmental and sustainable Management, Focus, 01/07-02/07, p.3 ; Renewable Energy World, 11/06-12/06, p.110 ; Peabody Trust, Press room, BedZED, www.peabody.org.uk ; CIS Solar Tower, www.cis.co.uk ; University of Southampton, Sustainable Energy Research Group, www.energy.soton.ac.uk