Augmentation de la demande d’énergie pour le refroidissement

En raison du changement climatique, la température mondiale moyenne augmentera au cours des prochaines décennies. Cela devrait également augmenter considérablement le nombre de soi-disant degrés-jours de refroidissement. Ils mesurent le nombre d’heures pendant lesquelles la température ambiante est supérieure à un certain seuil, pendant lesquelles un bâtiment doit être refroidi pour maintenir la température intérieure à un niveau confortable. L’augmentation des valeurs peut conduire à une plus grande installation de systèmes de climatisation dans les maisons. Cela pourrait entraîner une augmentation de la demande d’énergie pour la climatisation des bâtiments, qui devrait déjà augmenter en raison du changement climatique et de la croissance démographique.

Course de pincement entre le chauffage et le refroidissement

Pour mieux comprendre l’ampleur de cette augmentation en Suisse, les chercheurs de l’Empa ont analysé les besoins en chauffage et en refroidissement du bâtiment de recherche et d’innovation NEST. “En incluant la température ambiante, nous avons pu projeter la demande future d’énergie thermique des bâtiments sur la base de scénarios climatiques suisses. Outre le changement climatique, nous avons également pris en compte la croissance démographique et l’utilisation croissante des appareils de climatisation”, explique Robin Mutschler, un postdoc dans le laboratoire des systèmes énergétiques urbains de l’Empa.

Les résultats prédisent une augmentation significative de la demande d’énergie de refroidissement: dans un scénario extrême où toute la Suisse dépendrait de la climatisation, presque autant d’énergie serait nécessaire pour le refroidissement que pour le chauffage d’ici le milieu du siècle. En chiffres, cela correspond à environ 20 térawattheures (TWh) par an pour le chauffage et 17,5 TWh pour le refroidissement. L’énergie de refroidissement requise a été calculée sans tenir compte de la technologie. Si cela est réalisé en inversant un processus de pompe à chaleur, par exemple avec un COP 3 pour le refroidissement, la demande d’électricité pour 17,5 TWh d’énergie de refroidissement est d’environ 5,8 TWh.

La demande de chauffage des unités résidentielles NEST est comparable à celle d’un immeuble d’appartements moderne. Ces chiffres sont donc représentatifs si l’on suppose que le bâtiment suisse moyen est comparable au bâtiment NEST. Dans ce cas, cela dépend de la taxe de renouvellement. Cependant, même dans un scénario plus modéré, la demande de réfrigération en Suisse augmentera considérablement. Les chercheurs supposent une demande d’énergie supplémentaire de cinq TWh par an dans ce scénario.

Fort impact sur le système énergétique suisse

La demande énergétique des bâtiments suisses représente aujourd’hui environ 40% de la demande énergétique totale. La plupart de ceux-ci sont utilisés pour le chauffage. Cela restera probablement le cas jusqu’au milieu du 21e siècle au moins, alors que la demande d’énergie pour la climatisation des bâtiments devrait augmenter considérablement. Si l’énergie thermique est fournie par des pompes à chaleur qui peuvent également refroidir, cela a potentiellement un fort impact sur le système énergétique global et en particulier sur l’électricité en tant que vecteur d’énergie.

On suppose que seul un petit nombre de ménages suisses possède actuellement une unité ou un système de climatisation. Cependant, le nombre de foyers équipés de pompes à chaleur augmente. Les chercheurs de l’Empa estiment que le nombre de maisons équipées de systèmes de refroidissement pourrait augmenter à plus de 50% en raison de l’augmentation des degrés-jours de refroidissement. Cela pourrait entraîner des pics de demande importants lors des journées chaudes. Une demande supplémentaire de cinq TWh d’énergie pour le refroidissement équivaudrait à environ deux pour cent de la demande d’électricité actuelle si le refroidissement est effectué à l’aide de pompes à chaleur. Dans le scénario le plus extrême, la demande d’électricité pour la réfrigération pourrait même approcher 10 pour cent de la demande totale actuelle. Cependant, cela ne sera pas réparti uniformément tout au long de l’année, mais sera corrélé à des périodes de chaleur, ce qui peut entraîner des pics de demande. Sur une note positive, la demande de refroidissement correspond relativement bien à la production d’électricité à partir de systèmes photovoltaïques. L’impact du refroidissement des bâtiments résidentiels sera nettement plus élevé que celui des immeubles de bureaux, représentant environ les deux tiers de la superficie du bâtiment.

De ces résultats, il est clair pour les chercheurs que ces évolutions doivent être prises en compte lors de la construction de nouveaux bâtiments et que les possibilités de refroidissement passif doivent être pleinement exploitées. «L’architecture des bâtiments ne doit plus se concentrer uniquement sur l’optimisation des pertes de chaleur, notamment en hiver, mais aussi sur la réduction des gains de chaleur en été», déclare Mutschler. Cela pourrait être réalisé, par exemple, par des mesures d’urbanisme pour l’adaptation au climat au niveau du quartier, la mise en œuvre de programmes de réduction de la chaleur ou la réduction du vitrage dans les bâtiments. «En outre, il est essentiel que les décideurs politiques abordent également cette évolution et étudient les moyens de mieux répondre à la demande croissante d’énergie de refroidissement tout en minimisant l’impact sur le futur système énergétique décarboné», ajoute Mutschler. Une contribution possible au refroidissement des bâtiments pourrait provenir des systèmes de refroidissement urbain, qui ont déjà été mis en œuvre avec succès en Suisse, par exemple à Genève. D’autres émergent, par exemple à Zoug.

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