Les installations couplage chaleur-force (ou cogénération) (CCF) dans les réseaux thermiques sont de véritables couteaux suisses. En plus de la chaleur, elles produisent également de l’électricité, surtout en hiver. Cela a un effet positif sur la réserve d’électricité en cas de pénurie en plus d’une efficacité énergétique maximale. Il y a donc de bonnes raisons d’accélérer leur déploiement. Où en est le débat politique à ce sujet ? Voici un aperçu des développements actuels.
Lorsqu’il est question des centrales CCF, il est essentiel de clarifier les termes. Le principe de « couplage chaleur-force » (CCF) n’est ni un groupe électrogène d’urgence, ni une centrale de réserve. Une installation CCF produit simultanément de la chaleur et de l’électricité. Elles constituent ainsi un atout majeur pour l’approvisionnement énergétique futur en complément des réseaux de chaleur existant, tout en fournissant de l’électricité pendant la période hivernale. Les seules installations CCF intégrées aux réseaux thermiques ont la capacité de produire jusqu’à 2 TWh d’électricité supplémentaire chaque hiver.
Combinées à la technologie Power-to-Gas, les centrales CCF permettent également un équilibre saisonnier. L’excédent d’électricité renouvelable est stocké sous forme d’énergie durant l’été, puis reconverti en électricité l’hiver.
Rendement global unique
« Lorsque la chaleur et l’électricité sont demandées, les nouvelles installations CCF, avec un rendement global supérieur à 90 %, représentent la solution technique la plus efficace », explique Thomas Peyer, responsable du consulting chez Swisspower SA. « La plupart des villes sont actuellement en train d'étendre massivement leurs réseaux de chaleur. Plutôt que d’utiliser des chaudières conventionnelles, la chaleur résiduelle neutre en CO2 des installations CCF peut être exploitée. Conformément à la loi sur l’approvisionnement en électricité, les installations doivent progressivement être alimentées par des combustibles renouvelables ou compensés en CO2. »
Même pour la production d’électricité, la technologie CCF se distingue par son efficacité. « Comparée à l’électricité importée, les installations CCF permettent de réaliser d’importantes économies de combustible primaire », précise Thomas Peyer. « Cela est cependant souvent négligé, car les centrales fossiles étrangères ne sont pas considérées en Suisse. »
«Économiser du combustible et du CO2, et en plus fournir l’électricité hivernale tant attendue, aucune autre technologie n’y parvient.»
Thomas Peyer, responsable du consulting chez Swisspower SA.
Politique fédérale longtemps réservée
Les centrales CCF fonctionnant sur la base thermique ne sont pas compétitives en raison de leur faible durée d’utilisation et des coûts élevés. « Un financement public est désormais nécessaire pour garantir une exploitation viable, couvrant les coûts », souligne Thomas Peyer. « Sinon, les installations ne seront pas construites. »
Pendant longtemps, l’appel en faveur d’une aide n’a trouvé que peu d’écho au sein de la politique fédérale. Kurt Lanz, directeur de la fédération professionnelle suisse POWERLOOP, en explique les raisons : « Une grande partie des installations CCF fonctionne avec un vecteur énergétique gazeux. Cela est souvent associé à du gaz naturel « sale » par de nombreux politiciens. Ils ignorent les opportunités du biogaz ou de l’utilisation future de l’hydrogène. De plus, les installations CCF ne sont pas une « technologie pour des maisons individuelles », mais une approche systémique qui déploie toute sa valeur lorsqu’elle est intégrée à un réseau plus large et combiné à d'autres technologies. Ce genre de solutions complexes peine à se faire une place dans l’environnement politique. »
«Parce que ce n’est pas un « problème de maison individuelle », les installations CCF n’ont pas attiré l’attention.»
Kurt Lanz, directeur de POWERLOOP
Double solution pour l’hiver
Le fait que le débat politique sur la technologie CCF prenne enfin de l’ampleur est principalement dû au risque de pénurie d’électricité durant l’hiver. Les installations CCF offrent deux solutions. Premièrement, elles produisent de l’électricité pour le marché pendant les jours hivernaux, réduisant ainsi la dépendance aux importations d’électricité. Avec les installations CCF thermiquement pilotées, la Suisse a besoin de moins de capacité en centrales de réserve. Deuxièmement, elles peuvent fournir une capacité de production rapidement mobilisable pour la réserve d’électricité de l'État, notamment de mars à mai, lorsque les niveaux de remplissage des réservoirs sont faibles. Globalement, l’exploitation des installations CCF renforce la sécurité d’approvisionnement.
Cependant, une telle utilisation combinée est actuellement exclue par la loi. Une installation CCF qui produit de l’électricité pour le marché et reçoit une aide à l'investissement ne peut pas participer à la réserve d’électricité. « C'est une erreur qui doit être corrigée », insiste Thomas Peyer de Swisspower SA. « Il faut un modèle CCF qui serve principalement à la production d’électricité hivernale et empêche ainsi préventivement une pénurie. »
Des conditions cadres enfin améliorées
Dans l’ensemble, les perspectives politiques pour la technologie CCF sont aujourd’hui bien meilleures qu’auparavant. La loi sur le climat et l’innovation ainsi que les révisions des législations énergétiques, comme la loi sur l’approvisionnement en électricité, la loi sur l’énergie et la loi sur le CO2, ont introduit des nouveautés qui améliorent également les conditions pour les installations CCF.
« Les révisions vont dans la bonne direction », déclare Kurt Lanz de POWERLOOP. « Premièrement, les installations CCF sont renforcées, car elles peuvent apporter une contribution précieuse à l’approvisionnement en hiver, et deuxièmement, parce qu’elles sont très efficaces et aident ainsi à réduire la consommation d’énergie primaire. Troisièmement, le biogaz est considéré comme une étape correcte et importante dans la décarbonisation et devrait donc être soutenu. » Le bémol ici est que le système de subventions pour le biogaz, toujours en évolution, rend difficile pour les exploitants potentiels d’établir un business case à long terme.
CCF-Express au lieu d’une aide hésitante
Le gouvernement fédéral souhaite financer le développement de la technologie CCF à hauteur de 20 millions de CHF par an au cours des dix prochaines années. Il prévoit que les nouvelles installations CCF fournissent chaque hiver une quantité supplémentaire d’environ 400 GWh d’électricité. Actuellement, la commission de l’énergie du Conseil national examine cette aide.
Swisspower SA et POWERLOOP soutiennent cette initiative, mais estiment que, pour garantir la sécurité des investissements, le financement d’amorçage devrait être porté à 300 millions de CHF, dont 200 millions de CHF dès le début et non répartis sur plusieurs années. « Il faut maintenant un CCF-Express », exige Kurt Lanz. « D'ici trois ans, une capacité hivernale d’environ 300 MW pourrait être installée (voir encadré). Cela correspond à peu près à la réserve d’électricité que nous avions avec la centrale de réserve de Birr. Cependant, la construction des installations CCF est moins coûteuse que la location de l’installation de Birr pour une période de trois ans. Surtout, les installations CCF fourniront de la chaleur et de l’électricité de manière fiable pendant les 20 à 30 prochaines années. »
Évaluation des sites par Swisspower
Les centrales CCF sont plus efficaces lorsqu’elles sont intégrées dans des réseaux thermiques, par exemple, sur des sites d’incinération des déchets, plutôt que sur des chaudières fossiles de pointe. Swisspower a identifié, dans une étude pour l’Office fédéral de l’énergie, 16 sites avec un potentiel de 288 MW électriques qui pourraient être réalisés dans un délai de trois ans. Ces sites offrent des conditions idéales pour intégrer une installation CCF dans l'exploitation existante du réseau de chauffage. Tous ces réseaux thermiques disposent d’une chaudière fossile de réserve ou de pointe, dont la puissance thermique pourrait partiellement être couverte ou complétée par la chaleur résiduelle des installations CCF. De plus, les conditions des sites sont favorables et une connexion aux réseaux énergétiques est déjà disponible.