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Énergie
Environ un quart du prix de l'énergie est dû au transport de l'énergie. La mise en œuvre d'un système énergétique local peut faire passer la production d'énergie d'un système centralisé à un système décentralisé.
Une énergie abordable et propre
Industrie, innovation et infrastructure
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Description
Les systèmes énergétiques locaux sont effectivement contrôlés par des actionnaires ou des membres locaux, généralement axés sur la valeur plutôt que sur le profit, impliqués dans la production distribuée et dans l'exécution des activités d'un gestionnaire de réseau de distribution, d'un fournisseur ou d'un agrégateur au niveau local, y compris au-delà des frontières. Le terme englobe à la fois les éléments organisationnels et technologiques nécessaires.
La mise en œuvre d'un système énergétique local fait passer la production d'énergie d'un système centralisé à un système décentralisé. Dans un système énergétique local, l'énergie est produite à proximité de l'endroit où elle sera utilisée, contrairement à un système de production d'énergie centralisé ou à un réseau national où la production est centralisée. La production locale réduit les pertes de transmission et peut s'adapter aux besoins locaux. Le système comprend la production, le stockage et la consommation d'énergie. Pour optimiser la consommation d'énergie, il est possible de visualiser la consommation ou de contrôler la consommation d'énergie. Les systèmes énergétiques locaux peuvent également promouvoir l'engagement civique, en permettant aux gens de participer activement à la prise de décision en matière d'énergie. Et comme les sources d'énergie renouvelables, telles que le vent et le soleil, sont généralement plus décentralisées que les sources d'énergie traditionnelles, les systèmes énergétiques locaux décentralisés offrent une plus grande possibilité d'accroître l'utilisation des sources d'énergie à faible teneur en carbone.
Problèmes à résoudre
Pertes de transmission
Dépendance à l'égard des combustibles fossiles
Gestion de l'énergie
Émissions de carbone
Dépendance à l'égard des sources éloignées
Distribution locale de l'énergie
Concurrence sur les prix de l'énergie
Avantages
Les avantages montrent de manière tangible comment la mise en œuvre d'une solution peut améliorer la ville ou le lieu.
Principaux avantages
Réduire l'utilisation des fossiles
Améliorer l'efficacité de l'approvisionnement en énergie
Créer de nouveaux emplois
Permettre de nouvelles opportunités commerciales
Réduire les factures d'énergie
Avantages potentiels
Augmentation de la part des énergies renouvelables
Réduire les émissions de GES
Fonctions
Les fonctions t'aident à comprendre ce que les produits peuvent faire pour toi et lesquels t'aideront à atteindre tes objectifs.
Chaque solution a au moins une fonction obligatoire, qui est nécessaire pour atteindre l'objectif de base de la solution, et plusieurs fonctions supplémentaires, qui sont des caractéristiques qui peuvent être ajoutées pour fournir des avantages supplémentaires.
Fonctions obligatoires
Consommer l'énergie
L'énergie est consommée par le producteur et/ou distribuée au réseau pour être consommée.
Générer l'énergie
L'énergie est produite à partir de sources renouvelables et à faible émission de carbone.
Stockage l'énergie
Présence de solutions de stockage d'énergie pour gérer la consommation
Fournir flexibilité
Plus de souplesse pour adapter la production aux caractéristiques de la demande locale
Fonctions potentielles
Visualiser la consommation d'énergie
Prévision de la demande grâce à des prévisions précises de la demande d'énergie
Optimiser la consommation d'énergie
Adaptation de l'offre et de la demande sur la base de prévisions
Produits offrant ces fonctions
Solutions de stockage de l'énergie
Des solutions intelligentes de stockage par batterie pour permettre un approvisionnement en électricité durable, fiable et rentable.
Équilibrer le micro-réseau par rapport à la centrale électrique virtuelle de la ville en vendant de l'énergie lorsque la demande est dépassée dans le micro-réseau et vice-versa.
Une variante est généralement quelque chose qui est légèrement différent d'autres choses similaires. Dans le contexte des solutions, les variantes sont des options différentes ou éventuellement des sous-domaines/branches par lesquels la solution peut être mise en œuvre, par exemple des options technologiques différentes.
Plusieurs projets ont été réalisés pour créer des systèmes énergétiques locaux. Les variantes suivantes couvrent un large éventail de modèles, bien que certains puissent être communs à plusieurs variantes.
Description
Les services aux consommateurs locauxvisent à améliorer les résultats énergétiques des populations locales, par exemple en proposant des programmes d'efficacité énergétique, des programmes de lutte contre la précarité énergétique ou des programmes de sensibilisation et de conseil en matière d'énergie.
Description
Un actif de production locale est utilisé au profit des consommateurs locaux. Les projets sont généralement financés, au moins en partie, par la communauté et génèrent des revenus à usage local.
Description
Les modèles d'approvisionnement local visent à fournir aux communautés locales une énergie abordable et à faible teneur en carbone par le biais d'un approvisionnement direct ou de modèles de vente au détail.
Évaluation du rapport coût-bénéfice de la solution.
Avantages des systèmes énergétiques locaux (BABLE, 2021)
Coûts des systèmes énergétiques locaux (BABLE, 2021)
Contexte de la ville
Quels sont les facteurs de soutien et les caractéristiques d'une ville pour lesquels cette solution est adaptée ? Quels sont les facteurs qui faciliteraient la mise en œuvre ?
Les conditions locales affectent grandement l'efficacité et la viabilité de la plupart des sources d'énergie distribuées. Les options locales de production d'énergie, telles que des vitesses de vent élevées, une forte irradiation solaire ou la possibilité d'alimenter des unités de production combinée de chaleur et d'électricité avec des matériaux disponibles localement, sont des conditions préalables à la mise en place de systèmes énergétiques locaux durables. Les dossiers commerciaux financièrement viables peuvent dépendre de programmes de soutien ou d'incitations, tels que les tarifs de rachat garantis.
Cartographie des parties prenantes
Quelles sont les parties prenantes à prendre en compte (et comment) dans la planification et la mise en œuvre de cette solution ?
Carte des acteurs d'un système énergétique local (BABLE, 2021)
Initiatives du gouvernement
Quels sont les efforts et les politiques entrepris par les administrations publiques locales/nationales pour favoriser et soutenir cette solution ?
Diverses initiatives et réglementations européennes soutiennent la mise en œuvre de systèmes énergétiques locaux. La figure suivante, tirée du Journal of Energy Efficiency, montre les réglementations qui s'appliquent à cette solution. Dans ce cas, DG signifie "distributed energy generations", c'est-à-dire la production locale d'énergie. Comme le montre la figure, les réglementations qui soutiennent fortement la mise en œuvre de systèmes énergétiques locaux sont les objectifs de l'UE en matière d'énergie durable.
La directive 2009/28/CE, qui comprend des objectifs nationaux contraignants pour les pays de l'UE, en est un exemple. Elle stipule que d'ici 2020, au moins 20 % de la consommation finale d'énergie de l'UE devrait provenir de systèmes énergétiques régénératifs. En outre, chaque État membre est tenu d'atteindre une part de 10 % de biocarburants dans l'utilisation globale des carburants pour les transports d'ici à 2020.
Au niveau européen, il existe également deux directives relatives au déploiement des compteurs intelligents.
Directive 2006/32/CE : réglemente l'utilisation des compteurs intelligents afin d'accroître l'efficacité énergétique et de mieux informer les clients sur leur consommation.
Directive 2009/72/CE : (troisième paquet énergie) encourage la mise en œuvre de réseaux intelligents, "d'une manière qui favorise la production décentralisée et l'efficacité énergétique".
Des problèmes liés à la mise en œuvre et au fonctionnement de ces systèmes peuvent survenir en raison des diverses réglementations relatives à l'intégration des systèmes énergétiques locaux dans le réseau national ou international.
Réglementations applicables aux systèmes énergétiques locaux (H. Lopes Ferreira et al., 2011)
Facteurs de soutien
Potentiel local de gain énergétique
Capacité de production distribuée déjà en place
Suivi et visualisation numériques pour améliorer l'expérience de l'utilisateur, les niveaux de consommation et la participation.
Potentiel du marché
Quelle est la taille du marché potentiel pour cette solution ? Des objectifs européens soutiennent-ils la mise en œuvre de la solution ? Comment le marché s'est-il développé au fil du temps et plus récemment ?
Les programmes énergétiques locaux peuvent améliorer le choix des consommateurs et la concurrence, et les marchés de l'approvisionnement en électricité se diversifient rapidement. Au Royaume-Uni, par exemple, la part du marché de l'électricité détenue par des fournisseurs indépendants est passée de 1 % à 14 % entre 2012 et 2016(Ofgem 2016).
Un autre facteur important du marché réside dans le transport et la manutention de l'énergie, qui coûtent des milliards chaque année. Ces coûts sont liés à la construction et à l'entretien d'une infrastructure de transmission massive (11,7 % à 12,9 % du prix total de l'énergie), aux pertes d'énergie pendant le transport (environ 7 % de toute l'électricité produite) et aux frais de congestion dus aux heures de pointe. Au total, Forbes estime que les coûts de transport de l'énergie représentent 25 % du prix de l'énergie.
Les systèmes énergétiques locaux n'ont pas besoin de transporter l'énergie car celle-ci est produite là où elle est consommée. Ces 25 % peuvent donc être économisés grâce à cette solution. Plusieurs études confirment les économies réalisées grâce à l'utilisation de systèmes énergétiques locaux durables. Par exemple, une étude menée par Southern California Edison en 2012 a révélé que le service public pourrait économiser 2 milliards de dollars en coûts de mise à niveau du système s'il orientait la production distribuée vers des endroits clés de son réseau. De même, la Long Island Power Authority a déterminé que le développement d'installations solaires locales pourrait répondre à la demande croissante d'électricité tout en permettant aux clients d'économiser près de 84 millions de dollars en coûts de transmission évités à New York.
Outre l'avantage financier, la production d'énergie distribuée crée un réseau électrique plus solide et plus résistant face aux conditions météorologiques extrêmes, aux erreurs humaines ou aux attaques terroristes.
Exigences légales
Directives juridiques pertinentes au niveau de l'UE et au niveau national.
Directive 96/92/CE concernant les règles communes pour le marché intérieur de l'électricité
la directive 2003/54/CE, qui permet à de nouveaux fournisseurs d'électricité d'entrer sur les marchés des États membres et aux clients de choisir leur fournisseur d'électricité.
Le règlement UE 2016/631 établit un code de réseau sur les exigences relatives au raccordement au réseau des producteurs
Le règlement 2016/1388 établit un code de réseau sur la connexion à la demande.
Le règlement 2013/543 crée des obligations de divulgation qui s'appliquent aux données relatives à la production, au transport et à la consommation d'électricité.
La création de cette solution a été soutenue par un financement de l'UE.
Cas Pratique
Découvrez des exemples concrets de mise en œuvre de cette solution.
Énergie
TIC
Centrale électrique virtuelle utilisant des modèles de prévision des marchés de l'énergie pour optimiser l'utilisation des actifs
Modèle basé sur l'IA utilisé pour simuler les dépendances possibles et pour prévoir les changements et les résultats du marché pour les jours suivants afin d'optimiser l'utilisation des batteries et d'autres actifs du marché de l'énergie.
Prototype de blockchain pour les transactions énergétiques locales
Le prototype de blockchain développé par LSW s'appuie sur la technologie de la blockchain pour intégrer les petites et micro unités de production d'énergie dans le secteur de l'énergie. Le prototype fonctionne au sein du réseau Fury à preuve d'autorité, facilitant une gestion et une facturation transparentes et efficaces de l'énergie.
Stockage de l'énergie dans le quartier à énergie positive d'Espoo
L'énergie thermique est stockée dans le sol (trous de forage), où l'énergie thermique excédentaire est renvoyée et stockée dans le sol. Une batterie électrique à Lippulaiva est utilisée pour optimiser l'utilisation de l'électricité et participer aux marchés de réserve de l'électricité.
Dans le cadre du projet GrowSmarter, "Smart local thermal districts" fait partie de la rénovation du bâtiment de Ca l'Alier, qui combine la production d'électricité sur site (PV) avec le réseau DHC local existant, réduisant ainsi la consommation d'énergie primaire fossile pour le chauffage et la production de froid.
Intégration des SER (solutions d'énergie renouvelable)
L'intégration des SER vise à faire de Lippulaiva, à Espoo, un quartier à énergie positive, grâce à des systèmes de production d'électricité et d'énergie thermique.
Solution de refroidissement urbain durable utilisant la chaleur résiduelle
Un système de refroidissement urbain à haute efficacité énergétique a été installé dans le centre ville très peuplé de Tartu en utilisant des refroidisseurs refroidis par la rivière. Fortum a amélioré l'efficacité énergétique du système en utilisant une pompe à chaleur qui réutilise la chaleur résiduelle du système de refroidissement pour le système de chauffage urbain.
Réutilisation des batteries de véhicules électriques pour le stockage de l'énergie
Solution pour la réutilisation des batteries de véhicules électriques (VE). Les taxis électriques de la société privée OU Takso à Tartu seront partiellement rechargés grâce à l'énergie renouvelable produite sur place par des panneaux photovoltaïques et stockée dans des batteries de véhicules électriques usagées, ce qui améliorera le rendement de ces dernières.
Chauffage urbain ouvert pour une récupération durable de la chaleur
Ce projet de chauffage urbain ouvert vise à récupérer la chaleur perdue dans le réseau de chauffage urbain existant en développant un modèle commercial innovant pour les pompes à chaleur "plug and play" et les contrats dans lesquels le fournisseur de chauffage urbain achète la chaleur perdue de sources locales telles que les centres de données et les supermarchés.
Passage d'un système de chauffage à vapeur à un système de chauffage à eau alimenté par la biomasse
Les conduites de vapeur ont été remplacées par un système de chauffage urbain basé sur l'eau comme transmetteur d'énergie. L'électricité est fournie par une centrale à biomasse appartenant à la municipalité.
Greencity est le premier quartier urbain de Suisse à répondre aux conditions de la société à 2000 watts. Il s'agit d'une zone largement indépendante du réseau, qui s'appuie sur un approvisionnement à 100 % à partir de sources d'énergie renouvelables produites localement et sur un concept de mobilité innovant et respectueux de l'environnement.
La solution de cartes énergétiques, qui fait partie du projet REMOURBAN, permet aux citoyens de visualiser en temps réel la consommation d'énergie de la région contrôlée.
Dans le cadre du projet Interreg HeatNet North West Europe, la ville d'Aberdeen achève un projet pilote à Torry. Un réseau de chauffage urbain existant dans cette zone dessert actuellement trois immeubles de plusieurs étages. Le projet pilote permettra d'étendre ce réseau existant, en le reliant à trois bâtiments municipaux.
Les citoyens sont impliqués dans la définition des besoins réels et des solutions les plus appropriées pour la communauté énergétique. Ils participent également à la conception de la communauté énergétique en tant qu'entité (forme juridique, structure, organisation, règles de fonctionnement et de gouvernance), et à la gestion des décisions.
Communautés énergétiques grâce à des projets agro-photovoltaïques
Les citoyens sont impliqués dans la définition des besoins réels et des solutions les plus appropriées pour la communauté énergétique. Ils participent également à la conception de la communauté énergétique en tant qu'entité (forme juridique, structure, organisation, règles de fonctionnement et de gouvernance), et à la gestion des décisions.
Selon la directive sur la performance énergétique des bâtiments (EPBD), les bâtiments sont responsables d'environ 40 % de la consommation d'énergie et de 36 % des émissions de CO2 dans l'UE.
La majorité des financements publics pour l'efficacité énergétique au sein de l'UE sont proposés dans le secteur du bâtiment. Les fonds fédéraux pour l'efficacité énergétique dans les bâtiments résidentiels s'élèvent à 97 millions d'euros en 2019. Un système de maison intelligente est une possibilité d'améliorer l'efficacité énergétique résidentielle.
Les systèmes de stockage d'énergie sont utilisés pour stocker l'énergie disponible qui n'est pas immédiatement nécessaire en vue d'une utilisation ultérieure. Grâce au stockage, l'énergie peut être utilisée en cas de besoin. L'objectif est de créer un système fiable et respectueux de l'environnement. L'augmentation de la part des énergies renouvelables s'accompagne d'un besoin de stockage.
La fourniture d'énergie aux ménages, aux bâtiments publics et aux services représente la majeure partie des émissions de gaz à effet de serre dans la plupart des municipalités. Les systèmes municipaux d'économie d'énergie représentent des solutions ponctuelles pour optimiser la consommation d'énergie.
Les systèmes de chauffage et de refroidissement urbains à la pointe de la technologie permettent aux municipalités de réduire leurs émissions globales de carbone et d'accélérer la transition énergétique grâce à la distribution efficace de chaleur et de froid à partir de sources d'énergie renouvelables.
