Comparatif CO2 et énergie: pompe à chaleur, gaz et cpcu

[Christophe]

Voici un extrait de ce sujet de notre cher capitaine, particulièrement synthétique et intéressant, histoire de remettre les point sur les i à propos des systeme de chauffage thermodynamiques, présenté comme des solutions "miraculeuses".

Ci dessous, on a donc le comparatif de 3 solutions:
a) chauffage au gaz
b) chauffage par pompe à chaleur évoluée
c) chauffage par réseau de chaleur urbain par le CPCU

Car ce qui compte, en plus que le CO2 c'est bien l'énergie primaire, EP dans le texte!

Avec un peu de psychologie , on peut rapidement expliquer que l'électricité génère plus de CO2 Non, un peu moins que le gaz ou le fioul

500g de CO2/kw.h utile (fourni) car en hiver les pointes sont fournies par des centrales thermiques fioul et charbon!!, le rendement de distribution reste mauvais après génération.

et le rendement sur EP n'est que de 1 / 2.58= 38% pour le nucléaire

contre 233g de CO2/Kw.h pour le gaz avec des rendements de 97%

de plus, l'économie réalisée sur les consommations d'énergie avec l'utilisation d'un PAC est réduite à néant du fait de la faible durée de vie de ce type de matériel qui, aprés 8 à 12 ans de fonctionnement, nécessite des interventions lourdes

j'ai fait récemment un bilan énergétique et environnemental pour un projet :
VRV = système à détente directe équivalent à une PAC mais en plus performant
CPCU = Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain (combustible primaire: gaz, fioul lourd, charbon, ordures ménagères (miam)...


voili voilou

ERRATUM: Lire 180 000kg de CO2 pour le VRV au lieu de 464 400
Voici le tableau corrigé suite à l'intervention musclée plus bas


Si comme moi vous ne connaissiez pas la CPCU, réseau de chauffage urbain, voici quelques explications techniques: http://www.cpcu.fr/index.php/cpcu/La-ch ... selon-CPCU

Nous utilisons différentes sources d’énergie pour produire la chaleur :

* la valorisation énergétique des déchets, qui représente la première source de chaleur distribuée par notre réseau
* le gaz en cogénération et en chaudière,
* enfin, le charbon et le fioul dans les autres centres de production CPCU.

La forte proportion des déchets ménagers explique probablement la valeur faible des 195 g de CO2 par kWh thermiques utiles!

Edit Capt_maloche le 05/08/2009

[yannko]

Sujet très intéressant, merci Christophe et Captain pour ces infos.
Quels sont les libellés dans le tableau (certaines lignes avec coefficients ou proportionalités, que représentent-elles ?).

A titre de comparaison, en République Tchèque, la cogénération pour le chauffage urbain est bien développée, du fait de la présence de nombreuses centrales thermiques, un peu partout (unités plus petites, mais qui approvisionnent une ville ou un village local).
A Prague, il est possible d'y avoir accès dans quasiment tout district. Principalement, ce sont des centrales au charbon, au gaz, un incinérateur (assez balaise, la cheminée est la plus haute du pays), et des chaudières de district qui distribuent ECS et chauffage.
Par contre je n'ai pas réussi à trouver beaucoup d'infos sur la différence entre une distribution vapeur, ou une distribution eau chaude. Il existe des chaudières pour immeuble / maison pour les 2 solutions, mais je n'ai pas plus de renseignements dessus. Quelqu'un aurait de la doc ?

Je trouve que ce mode de chauffage est très intéressant en ville, bien moins générateur de polluants en surface et atmosphérique, les prix sont relativement stables, et on risque beaucoup moins la coupure de chauffage de part les caprices de tel ou tel pays. Et c'est quand même un excellent point que de récupérer les calories servant à générer de l'électricité, plutôt que de les gaspiller purement et simplement.

Par contre, je ne comprends pas les propriétaires et les entrepreneurs d'immobiliers, tous les logements neufs que j'ai visité, situé près d'un réseau de distribution de chaleur, n'y étaient en général jamais connecté , et utilisaient très souvent une chaudière à gaz de forte puissance pour l'immeuble entier.
Personnellement, je trouve ça très dommage, puisqu'on peut avoir son compteur perso pour l'énergie consommée, et on se débarasse quand même de travaux lourds, et on bénéficie d'une sécurité accrue (pas de tuyaux de gaz, de chaudière fioul à réviser, ...).

Pour les curieux :

www.ptas.cz/en_uvodni_stranka/

[floflo87]

Bonjour,

Ce qui m'énerve chez les fabriquants, que ce soit de PAC ou autre, c'est leur mauvaise fois, le fait qu'ils utilisent les chiffres comme ça les arrange...mais bon c'est ce qui fait qu'ils gagnent leur vie alors on peut les comprendre/pardonner.

Mais ce qui m'énerve encore plus c'est la mauvaise fois des "anti", et visiblement ici des anti-PAC!! La PAC a ces défauts et ces avantages mais donner des chiffres aussi abérrants est incroyable.

Voici pourquoi:

1/ Jamais le rendement d'une chaudière GAZ ne sera en permanence de 109%, il s'agit au mieux du rendement NOMINALE qui n'est que rarement atteint.

2/ Aujourd'hui, la plus part des PAC on des COP supérieur à 3 (pourquoi prendre le maximum pour la chaudière gaz et pas pour la PAC??), mais là aussi il s'agit d'un COP nominale donné pour une température extérieure de +7°C. Or , si ce COP baisse avec la température, il augmente aussi avec elle. Bilan, les COP saisonié sont donc souvent supérieurs à 3.

3/ Enfin , le chiffre de 500gCO2/kWh est complètement faux! Ajouter à cela un calcul lui aussi faux et on obtient une valeur abérante...honte à l'auteur...
Dans le tableau, s'il faut 1080000kWh/an pour se chauffer, on ne consomme donc que 1080000/3=360000kWh élec avec la PAC. On peut alors multiplier ce chiffre par le coefficient (faux) de 500gCO2/kWh pour obtenir finalement 180000kgCO2.Au lieu des 464400 qui sont obtenue en multipliant 180000 par 2.58, mais qui n'a rien à faire dans ce calcul!!!
De plus, en France en moyenne le kWh éléc rejette 84gCO2 (beaucoup plus pour les centrales thermique certe, mais beaucoup moins pour le nucléaire et l'hydroéléctricité!chiffre ADEME). On obtient alors seulement 30240kgCO2 soit ramené à la surface 3.4kgCO2/m².an.
En revanche si l'on a moins de CO2 on a plus de déchets radioactif (mais heureusement pas les deux), et là c'est un autre débat...

J'espère avoir été compréhensible, et avoir amené un peu de clarté dans le sujet. En espérant que les gens qui auront lu ce sujet avant, avaient l'esprit assez critique pour ne pas se faire embobiner...

[Christophe]

J'espère avoir été compréhensible, et avoir amené un peu de clarté dans le sujet. En espérant que les gens qui auront lu ce sujet avant, avaient l'esprit assez critique pour ne pas se faire embobiner...

Je pense qu'il y a effectivement un exès au niveau des 500 g de CO2 /kWh, de plus il y a une confusion puisqu'il multiplie kWh EP et kWh utile...pas bon donc!

En toute "logique" on devrait être à 540 000 / COP = 540 000 / 3 = 180 000 kg de CO2 pour la PAC ( = kWh besoin * 500 g). Mais ces 500 g sont "surévalués" pour la France sauf si la PAC est exclusivement alimentée pas une centrale charbon ou fioul...

En allemagne par exemple, le raisonnement serait bon puisque les emissions sont de 600 g CO2/kWh...

Pour l'EP, par contre c'est bon: en énergie Primaire une PAC est au même niveau qu'une chaudière...sauf si cette PAC était alimentée par une cogénération (encore bien trop rares...).

Je laisse à Maloche, auteur du raisonnement dans le cadre d'un projet d'ingénieurie, le soin de te faire une réponse en bonne et due forme...

Sinon comme tu semble t'y connaitre en PAC, as tu des chiffres de COPA ? Concret et réels?

[floflo87]

En allemagne par exemple, le raisonnement serait bon puisque les emissions sont de 600 g CO2/kWh...

En effet, la production d'électricité française est assez spécifique

Pour l'EP, par contre c'est bon: en énergie Primaire une PAC est au même niveau qu'une chaudière...sauf si cette PAC était alimentée par une cogénération (encore bien trop rares...).

ça va surtout dépendre du type de PAC. Si c'est une PAC sur air,en effet les deux sont du même ordre. En revanche, si on part sur une PAC géothermique, les COP sont supérieurs à 3 et le problème de la diminution de température est quasi nul grâce au fait que la température du sol est quasi constante

Sinon comme tu semble t'y connaitre en PAC, as tu des chiffres de COPA ? Concret et réels

C'est justement une des raisons de ma visite sur ce forum. En fait je réalise (enfin j'essaie) une étude visant à comparer les PAC élec et les PAC gaz. Mais obtenir des chiffres sérieux s'avère particulièrement compliqué. Je n'ai donc pas de chiffres précis, mais juste des "tendances" grâce aux divers lectures et discussion que j'ai pu avoir sur le sujet. J'espère pouvoir lancer des simulations informatiques d'ici peu, mais ça restera une simulation basée sur des hypothèses de calcul...

[jlt22]

Bonjour,
Voici un lien concernant les PAC gaz:

http://www.gaz-naturel.ch/fr/applications/pac-gaz.html

Une autre précision, l'énergie électrique française émet en moyenne
145 Kgs de CO2 par MWh, l'énergie électrique moyenne européenne
émet 373 kgs de CO2 par MWh.(source les échos):

http://www.lesechos.fr/depeches/science ... 170202.htm

Peut-être faudrait-il considérer cette derniére pour établir les comparaisons,pour tenir compte des pics de consommation, étant donné que tous les réseaux européens sont interconnectés.

[Capt_Maloche]

Bonjour,

Voici pourquoi:

.......

J'espère avoir été compréhensible, et avoir amené un peu de clarté dans le sujet. En espérant que les gens qui auront lu ce sujet avant, avaient l'esprit assez critique pour ne pas se faire embobiner...

Ben non ne pas se faire embobiner est important en effet, réponses points par points

Ce comparatif s'étend sur une période pour une saison de chauffe en région parisienne, soit de septembre à Mai

1/ Jamais le rendement d'une chaudière GAZ ne sera en permanence de 109%, il s'agit au mieux du rendement NOMINALE qui n'est que rarement atteint

Le comparatif se fait sur un réseau basse T°, le rendement chaudière sera proche du maximum (dailleurs j'aurais dû prendre 102% pour le rendement régulation, mais on est pas à 5%)

2/ Aujourd'hui, la plus part des PAC on des COP supérieur à 3 (pourquoi prendre le maximum pour la chaudière gaz et pas pour la PAC??), mais là aussi il s'agit d'un COP nominale donné pour une température extérieure de +7°C. Or , si ce COP baisse avec la température, il augmente aussi avec elle. Bilan, les COP saisonié(rs) sont donc souvent supérieurs à 3.

Dans ce comparatif il s'agit de VRV avec un échangeur air/fluide frigorigène (pas d'une PAC dont les rendements moyen annuels tendent difficilement vers 3 et ce dans les meilleurs conditions càd en basse T°) dont les COP maximum sont 4.5 et le COP moyen annuel mesuré sur le terrain (en mode chauffage, celui qui nous interresse, de 3, source Sté DAIKIN et Eurovent)
Le COP Maximal moyen de 3 est donc pris en compte dans ce comparatif

3/ Enfin , le chiffre de 500gCO2/kWh est complètement faux! Ajouter à cela un calcul lui aussi faux et on obtient une valeur abérante...honte à l'auteur...
Dans le tableau, s'il faut 1080000kWh/an pour se chauffer, on ne consomme donc que 1080000/3=360000kWh élec avec la PAC. On peut alors multiplier ce chiffre par le coefficient (faux) de 500gCO2/kWh pour obtenir finalement 180000kgCO2.Au lieu des 464400 qui sont obtenue en multipliant 180000 par 2.58, mais qui n'a rien à faire dans ce calcul!!!
De plus, en France en moyenne le kWh éléc rejette 84gCO2 (beaucoup plus pour les centrales thermique certe, mais beaucoup moins pour le nucléaire et l'hydroéléctricité!chiffre ADEME). On obtient alors seulement 30240kgCO2 soit ramené à la surface 3.4kgCO2/m².an.
En revanche si l'on a moins de CO2 on a plus de déchets radioactif (mais heureusement pas les deux), et là c'est un autre débat...

HOULA !
Je n'ai pas inventé ce chiffre, loin de là
il s'agit d'une valeur qui fait grand foin chez EDF et fait le jeu des concurents comme le CPCU, et pourtant elle risque bientôt d'être annoncée (sauf pression politique ou lobbyiste)

Il est vrai que le coef de 2.58 n'a rien à faire dans le calcul si l'on utilise la Quantité de CO2 produite pour 1 KW.h au compteur (j'ai corrigé le tableau suite à ton intervention, merci quand même) et donc que le bon résultat sur la base de 500g est 180 000 kg de CO2, je sais reconnaitre une erreur.

Comme tu le dis, la valeur "MOYENNE ANNUELLE" de production de CO2 est assez modérée pour la génération d'électricité en FRANCE sur l'année, grâce à nos centrales; mais c'est une autre paire de manche en hiver où toutes les centrales thermiques charbon et fioul tournent à plein régime pour palier les besoins avec des rendements bien plus mauvais que le nucléaire, sans compter les importation d'énergie étrangères... !!!

il en résulte que sur la période de chauffe de septembre à mai, les résultats sont catastrophiques (je cherche les courbes et les justificatifs que je n'ai pas sous le coude)



Tu as quand même raison sur une chose, les PAC Géothermales ont de meilleurs rendements du fait d'une T° du sous sol relativement stable

Mais malheureusement, le coût des énergies n'est pas assez important pour amortir l'achat d'une PAC sur 10 ans d'exploitation par rapport au gaz par exemple, où le prix d'achat d'une PAC vaut 3 fois le prix d'une chaudière et que l'on sait que la durée de vie d'une PAC n'excède que rarement 10ans.

[Christophe]

Je suis assez d'accord avec ta réponse sauf ceci:

il en résulte que sur la période de chauffe de septembre à mai, les résultats sont catastrophiques (je cherche les courbes et les justificatifs que je n'ai pas sous le coude)

Ben qu'ils soient plus élevé que les 90 g / kWh, on en doute pas mais qu'ils tatent les 600 gr / kWh de l'Allemagne (50 % de l'électricité au charbon, pour rappel), j'en doute...

Alors évidement ca peut arriver dans un quartier bien précis alimenté tout l'hiver par une centrale thermique fioul ou charbon (c'était peut être le cas de ton étude?) mais on ne peut pas dire que la France émet 500 gr/ kWh en moyenne sur les mois d'hiver...

[Capt_Maloche]

Crois tu !!

Ce chiffre prend en compte (à vérifier dès que j'ai les données sous la main, au bureau) l'extraction, le transport et l'enrichissement de l'uranium qui n'est pas une énergie "fossile" exploitable en l'état

Sans compter la Pollution radioactive de l'air, des sols et de l'eau par les centrales nucléaires, les usines d'enrichissement de l'uranium, les usines de fabrication du combustible, les usines de retraitement du combustible et les transports de substances radioactives (ces contaminations sont faciles à mesurer et peuvent être réduites à peu de chose, mais les négligences sont fréquentes, les intervenants en sous-traitance ne sont pas toujours bien formés et bien surveillés, et le tout a un coût élevé, qu'on est tenté de réduire lorsqu'il faut être concurrentiel !)
Pollution thermique des eaux courantes (sauf en bordure de mer) ; en cas de sécheresse ou de canicule, le refroidissement des centrales devient impossible : il faut les stopper !

Production surabondante d'énergie, qui entrave le développement des énergies renouvelables, entretien l'illusion d'une croissance indéfinie et encourage le gaspillage (alors que les économies d'énergie sont devenues vitales et que le nucléaire est et restera minoritaire dans la couverture de nos besoins en énergie ) enfin, je le souhaite

[Capt_Maloche]

Ce n'est pas de moi, mais le débat existe depuis longtemps

L’énergie nucléaire produit du CO2 et contribue à l’effet de serre. Elle en produira de plus en plus à mesure que la teneur des minerais en uranium est de plus en plus faible.

Dans la production d’électricité à partir de centrales nucléaires, il ne faut pas se limiter à la dernière étape, qui ne produit pas de CO2, mais prendre en compte l’ensemble de la filière depuis l’extraction du minerai.

Dans les exploitations à ciel ouvert, cette extraction utilise des pelleteuses et des camions, aux dimensions impressionnantes et aux consommations de produits pétroliers à la mesure de ces dimensions. Dans les mines souterraines, le résultat est identique avec d’autres moyens. Le concassage de ce minerai utilise les mêmes énergies productrices de CO2. Le transport depuis les mines, par camions ou par trains à locomotives diésel, puis par voie maritime fait de même.

Les étapes ultérieures utilisent aussi une grande quantité d’énergie, quelle qu’en soit la source.

Au total, chaque kilogramme d’oxyde d’uranium utilisé dans une centrale nucléaire à demandé des quantités considérables d’énergie fossile pour sa production. Cette consommation à produit du CO2 en proportion et c’est en cela que l’énergie nucléaire est elle aussi émettrice de CO2.

A l’heure actuelle, avec les minerais les plus riches (teneur élevée en uranium), l’utilisation d’énergies fossiles est encore modérée. Mais cette consommation augmente à mesure que les minerais disponibles ont une teneur de plus en plus faible en uranium. Pour obtenir la même quantité d’oxyde d’uranium, il faudra consommer deux, puis dix ... fois plus d’énergie fossile en produisant deux, puis dix ... fois plus de gaz à effet de serre (CO2).

En fin de compte, la même quantité d’électricité produite par une centrale nucléaire produira plus de CO2 qu’une centrale électrique au gaz naturel.