Les pompes à chaleur sont-elles la clé pour accélérer la transition énergétique ?

de Trang Chu Minh | Sep. 24, 2022

Les pompes à chaleur sont depuis longtemps présentées comme une solution vitale à l'électrification, mais elles ne représentent que moins de 10 % de la demande mondiale de chauffage des bâtiments, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE).

Le scénario Net-Zero Emissions by 2050 de l'AIE nécessiterait l'installation de 600 millions de pompes à chaleur dans le monde d'ici 2030, contre 177,3 millions en 2020.

En outre, la sécurité énergétique étant une priorité en réponse à la montée des tensions géopolitiques et aux perturbations continues de la chaîne d'approvisionnement, l'AIE a également souligné le déploiement de pompes à chaleur dans le cadre de son plan en 10 points pour réduire la dépendance au gaz naturel russe.

Les pompes à chaleur fonctionnent de la même manière que les systèmes de réfrigération tels que les climatiseurs (AC), à la seule différence qu'elles produisent de l'eau et/ou de l'air chaud au lieu d'eau glacée, et offrent à la fois des options de chauffage et de refroidissement.

Pendant les mois d'hiver, les pompes à chaleur transfèrent la chaleur du froid extérieur pour chauffer votre maison, tandis qu'en été, elles extraient la chaleur de l'air intérieur et repoussent l'air frais. Parce qu'elles transfèrent la chaleur de l'air, de l'eau ou du sol au lieu de la générer en brûlant du mazout ou du gaz comme des chaudières ou des fournaises, les pompes à chaleur consomment beaucoup moins d'énergie et sont au moins trois fois plus écoénergétiques que les systèmes de chauffage et de climatisation conventionnels. Comme les pompes à chaleur fonctionnent à l'électricité, si cette électricité provient d'énergies renouvelables, elles peuvent contribuer de manière substantielle à la décarbonation des bâtiments.

Malgré leurs avantages avérés en termes d'efficacité énergétique accrue et de réduction des émissions de carbone, les pompes à chaleur n'ont pas encore connu la même croissance du marché que le solaire, l'éolien ou les batteries, en raison des défis liés aux coûts, à la pénurie d'installateurs qualifiés et à l'insuffisance de la fabrication et du soutien politique.

Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) durent généralement de 15 à 20 ans, de sorte que les ménages n'envisageraient de manière réaliste un remplacement que toutes les une à deux décennies si leur équipement existant tombe en panne. Dans de tels cas d'urgence, les familles opteront pour l'équipement le moins cher qui est facilement disponible sur les étagères, les pompes à chaleur n'étant souvent pas l'option la plus accessible ou la plus abordable.

« Quelques éléments doivent s'aligner pour s'assurer que les gens obtiennent une pompe à chaleur dans ces conditions. Les entrepreneurs doivent être familiarisés avec la technologie, ils la recommanderont donc. Les pompes à chaleur doivent être en stock chez le distributeur local, afin que les gens n'aient pas besoin d'attendre trop longtemps. Le prix doit être suffisamment bas pour que les familles puissent payer le coût initial.

Tous les systèmes CVC - pas seulement les pompes à chaleur - sont coûteux à installer, et bien que les pompes à chaleur offrent des économies sur les factures de services publics à long terme, le passage à celles-ci peut nécessiter des coûts initiaux plus élevés, y compris des mises à niveau de la maison en plus de l'installation elle-même.

Le coût moyen d'une pompe à chaleur varie d'un pays à l'autre et dépendra des coûts de main-d'œuvre, du climat local, de la taille de votre bâtiment, de la complexité de l'installation et du type d'équipement. Au Royaume-Uni, par exemple, une pompe à chaleur coûterait environ 12 000 dollars contre environ 8 500 dollars en Pologne, selon Jan Rosenow, directeur des programmes européens au Regulatory Assistance Project (RAP), une organisation énergétique à but non lucratif.

Aux États-Unis, la plateforme de recherche sur le climat Carbon Switch estime que les coûts d'installation se situent entre 3 500 et 20 000 dollars, avec un coût moyen d'environ 14 000 dollars après rabais. L'installation d'une pompe à chaleur haut de gamme mieux adaptée aux climats plus froids pourrait coûter entre 18 000 et 25 000 dollars, selon Nate Adams, PDG de HVAC 2.0, qui se concentre sur la construction de maisons plus économiques et plus économes en énergie. Un système CVC de base coûte entre 9 000 et 12 000 $.

Cependant, une fois installés, les ménages pourraient économiser entre 12 et 55 % sur leurs factures d'électricité annuelles, selon une étude de CLASP, une organisation à but non lucratif qui prône des appareils plus durables et économes en énergie. Le montant exact des économies dépendrait encore une fois des mêmes facteurs qui déterminent les coûts de la pompe à chaleur en plus de votre système de chauffage et d'isolation actuel.

Les coûts d'exploitation varient en fonction du climat et des coûts énergétiques, mais à mesure que les prix du gaz naturel montent en flèche et que la production d'énergie renouvelable augmente, "les pompes à chaleur sont très susceptibles d'être la source de chaleur la moins chère dans tous les climats sauf les plus froids", a déclaré Adams, qui vise à rendre l'électrification accessible à tous les propriétaires grâce à des solutions pratiques telles que "The Electrify Everything Course".

Il est important de noter que Carbon Switch a montré que le passage aux pompes à chaleur pourrait aider les ménages à réduire leurs émissions de carbone jusqu'à 228 tonnes - plus que de devenir végétalien, ce qui réduirait votre empreinte carbone d'environ 1 tonne par an, et 10 fois plus par rapport à l'installation d'un éclairage LED.

Selon les experts, la création des mécanismes de soutien financier appropriés, qui pourraient réduire les coûts initiaux d'installation des pompes à chaleur, et les changements de politique qui encourageraient une augmentation de la fabrication de pompes à chaleur sont essentiels pour favoriser une plus grande adoption.

La réforme des taxes sur l'énergie pourrait être un levier politique pour réduire les coûts de fonctionnement des pompes à chaleur par rapport au chauffage au mazout ou au gaz, partage Rosenow. Certains pays ont également annoncé une interdiction progressive des systèmes de chauffage à combustibles fossiles, notamment l'Allemagne, qui s'est fixé pour objectif d'installer des systèmes de chauffage utilisant au moins 65 % d'énergie renouvelable d'ici 2025. Dans le cadre de son programme de mise à niveau des chaudières, le Royaume-Uni offre des subventions pour réduire le coût d'installation de pompes à chaleur à air ou géothermiques.

Aux États-Unis, l'Inflation Reduction Act (IRA) a mis en place une multitude d'incitations, y compris un crédit d'impôt de 30 % pouvant atteindre 2 000 $, mais il ne s'applique qu'aux pompes à chaleur qui ont atteint le niveau d'efficacité le plus élevé du Consortium pour l'efficacité énergétique (CEE), précise Adams. Le projet de loi a également introduit des rabais supplémentaires pour les ménages à revenu faible et moyen, mais ceux-ci seront gérés par les États individuels qui ont jusqu'à deux ans pour mettre en œuvre le programme.

"Il y a toujours un risque que malgré les généreuses subventions, il y ait encore un écart entre l'argent qu'une famille à faible revenu reçoit et le coût d'une nouvelle pompe à chaleur à haut rendement", a déclaré Gard-Murray.

Adams a également averti que de nouveaux réfrigérants et des exigences d'efficacité plus élevées sont attendus l'année prochaine, ce qui rendrait les pompes à chaleur plus chères et compenserait probablement les incitations.

Au lieu de se concentrer uniquement sur les consommateurs, Adams et Gard-Murray, en collaboration avec CLASP, ont publié l'année dernière une proposition pour Hybrid Heat Homes (3H), un programme incitatif qui ciblerait les fabricants et les distributeurs. Un incitatif de 400 $ à 500 $ serait offert à ceux qui passeraient complètement de la production et de la vente de climatiseurs unidirectionnels à des thermopompes bidirectionnelles.

Selon Adams, étant donné que le processus de fabrication et d'installation des climatiseurs et des pompes à chaleur est presque le même, la mise à niveau d'un climatiseur à une pompe à chaleur du même modèle ne coûterait que 300 à 600 $ supplémentaires en termes de coûts de gros.

"Fondamentalement, les climatiseurs et les pompes à chaleur sont identiques, pensez à deux voitures identiques mais l'une a une marche arrière et l'autre pas", a déclaré Adams.

Les auteurs estiment que pour environ 10 milliards de dollars d'incitations, le programme permettrait aux consommateurs d'économiser 27 milliards de dollars en factures de services publics sur une période de 10 ans, en plus de 80 milliards de dollars ou plus en avantages sociétaux supplémentaires grâce à la réduction de la pollution de l'air et à l'amélioration de la santé.

Certaines parties de la proposition 3H ont depuis été incluses dans la loi HEATR (Heating Efficiency and Affordability Tax Relief), bien qu'elle propose également des subventions qui ne sont pas conditionnelles au passage des climatiseurs aux pompes à chaleur. HEATR a été présenté au Sénat mais n'a pas encore été adopté.

De même, le Royaume-Uni prépare un quota qui obligerait les fabricants à vendre une part croissante de pompes à chaleur au fil du temps.

Les pompes à chaleur peuvent également être appliquées dans un certain nombre de processus industriels, tels que le séchage, l'ébullition, la distillation, le préchauffage ou la pasteurisation dans les industries alimentaires, papetières ou chimiques, du raffinage du sucre à la valorisation de la chaleur perdue en énergie utile.

Bien que la solution en soit encore à ses débuts, les pompes à chaleur pourraient également aider à résoudre les problèmes d'intermittence associés à l'éolien et au solaire en stockant l'énergie et en transformant efficacement les maisons en batteries géantes.

"Les pompes à chaleur ont un profil de charge qui correspond bien à la production éolienne, comme le montrent des recherches antérieures. La combinaison de l'énergie solaire sur site avec des pompes à chaleur peut réduire les coûts de fonctionnement des pompes à chaleur et réduire la quantité d'électricité importée par le réseau", a déclaré Rosenow.

Selon l'AIE, les pompes à chaleur associées au stockage d'énergie pourraient permettre de produire 40 % de l'électricité à partir du solaire photovoltaïque et de l'éolien d'ici 2030.

La plupart des installations de pompes à chaleur sont concentrées dans les pays développés et en Chine, tandis que le reste des pays en développement ne représente que 4,3 % de l'adoption totale des pompes à chaleur dans le monde. Favoriser une plus grande adoption des pompes à chaleur dans les pays en développement, qui continuent de dépendre fortement des combustibles fossiles pour leurs besoins énergétiques, sera tout aussi essentiel aux efforts mondiaux de décarbonation.

À mesure que la demande de climatisation augmente, l'introduction d'une politique garantissant que les nouvelles unités de climatisation sont des pompes à chaleur bidirectionnelles pourrait être un moyen d'augmenter le déploiement, conseille Adams.

L'amélioration des normes d'étiquetage pour éduquer les consommateurs sur les économies qu'ils peuvent économiser avec une pompe à chaleur et aider les pays en développement à construire davantage d'infrastructures d'énergie propre grâce à l'aide et au transfert de technologie seront également essentiels pour garantir que l'électricité est suffisamment bon marché pour alimenter la transition de la pompe à chaleur, ajoute Gard-Murray.

Comme l'a dit Rosenow, "tous les bâtiments n'auront pas de pompe à chaleur et d'autres technologies telles que le chauffage urbain et le solaire thermique joueront également un rôle important. Cependant, la plupart des analyses identifient les pompes à chaleur comme la technologie de chauffage la plus importante pour atteindre les objectifs climatiques".

Trang Chu Minh a déjà écrit sur la conservation du tigre.

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