Plateforme pour l’eau, le gaz et la chaleur
Qu'est-ce que le réseau de chauffage urbain des ewb actuellement?
Actuellement, le réseau de chauffage urbain des ewb comprend le réseau haute température des années 1960 avec une température de départ de 175 °C, qui alimente le centre de Berne sur la rive gauche de l'Aar, ainsi que de nombreux découplages à basse ou moyenne température, c'est-à -dire à 85 °C et 110 °C respectivement. Les découplages ont commencé assez rapidement après la mise en service du réseau haute température. Les réseaux les plus récents ont été construits avec des tuyaux à gaine plastique. Les conduites du réseau à haute température sont en revanche posées soit dans des canalisations accessibles, soit dans des canalisations sous capot.
«L'un des grands défis du projet d'extension de Berne Ouest est la coordination des différents projets de construction sur le domaine public.»
Comment le réseau doit-il évoluer au cours des prochaines années?
Un point fort de l'extension se situe actuellement à l'ouest de Berne. Il s'agit avant tout d'intégrer au réseau de chauffage à distance d'ewb les nombreux réseaux de chaleur de proximité déjà existants, pour la plupart d'origine fossile. Pour relever ce grand défi, le projet "Extension du chauffage à distance Ouest" a été mis en place. Dans le cadre de ce projet, nous sommes en train d'étendre le chauffage à distance et d'y intégrer des installations de production existantes et nouvelles ou de créer de nouvelles installations renouvelables supplémentaires.
En plus de l'extension Ouest et de l'extension Nord également en cours, les réseaux existants continuent d'être densifiés. De plus, nous faisons actuellement avancer quelques projets de plus grande envergure, comme par exemple un projet visant à utiliser la chaleur des rejets d'eau potable ou la desserte du nord-est de Berne par un réseau de chaleur (projet Wankdorf +). Outre le développement des grandes infrastructures d'interconnexion, nous sommes également en train de mettre en place différents réseaux de chaleur de proximité plus petits, afin de répondre aux besoins des clients et de la ville, et bien sûr d'atteindre l'objectif climatique de zéro net d'ici 2045 que s'est fixé la ville de Berne.
Vous venez d'en parler, le grand projet d'extension de Berne Ouest. Quels sont les défis à relever et les obstacles inattendus qui se présentent?
Dans le cadre de ce projet, l'ouest est actuellement exploité à grands pas de deux côtés: d'une part, à partir de la centrale énergétique Forsthaus dans la partie est de la zone d'extension et, d'autre part, parallèlement au sud-ouest de Berne, à partir de la centrale énergétique Rehhag, qui sera bientôt prête, mais ne sera raccordée au réseau que l'hiver prochain. La coordination des différents projets de construction sur le domaine public constitue un défi de taille. Parallèlement aux projets de chauffage à distance, il faut aller chercher les besoins de la ville et des autres conduites industrielles. Pour cela, il faut une coordination à long terme avec tous les corps de métier et surtout avec le service des travaux publics de la ville de Berne, avec le canton, le service d'urbanisme, la planification du trafic et notre prestataire de transports publics Bernmobil. Sous la direction de l'Office municipal des ponts et chaussées, un comité spécialement créé à cet effet s'acquitte parfaitement de cette tâche de coordination, et les instruments développés à cet effet font leurs preuves.
En outre, comme les conduites de chauffage à distance sont mises à l'enquête dans le cadre de la procédure de permis de construire, il y a toujours des oppositions et donc des retards imprévus. Un tel problème s'est par exemple posé pour l'installation de production de la centrale énergétique de Rehhag. Après la planification détaillée et l'appel d'offres des parties de l'installation, on a appris que la construction du réseau pour l'intégration de la centrale avait pris du retard en raison d'une opposition. Il a fallu trouver un nouveau tracé de conduite pour que la production puisse être raccordée au réseau de transport.
Pour s'adapter au changement climatique, il est prévu de créer davantage d'infrastructures bleu-vert dans les villes et notamment de planter des arbres. Dans quelle mesure cela est-il compatible avec les conduites de chauffage à distance dans le sous-sol?
Regardons la vue aérienne de la vieille ville avec l'Aar marquante et les nombreux arbres: La vieille ville de Berne a une énorme densité de population de 9435 habitants par kilomètre carré et pourtant, il n'y a pas de stress lié à la densité. Avec 131,73 m2 de surface verte par habitant, Berne a réussi à se hisser à la 8e place des villes les plus vertes du monde en tant que meilleure ville suisse, suivie de Zurich à la 22e place avec 79,51 m2. Nous regardons toutefois avec un peu d'humilité la première place, celle de Reykjavik, la capitale de l'Islande. Avec 410,84 m2, elle possède le plus d'espace vert par habitant. A Reykjavik, plus de 90% des bâtiments sont chauffés par le chauffage urbain. De nombreuses rues et trottoirs sont chauffés par le chauffage urbain issu de la géothermie. Bien entendu, cela n'est possible que parce que la géothermie est disponible en abondance. Nous n'irons sans doute jamais aussi loin à Berne. On peut au moins dire que le chauffage urbain et les espaces verts ne sont pas contradictoires.
En principe, l'espace disponible dans les villes et surtout dans leurs rues est bien sûr limité. Il faut donc voir, au cas par cas, comment les conduites de chauffage à distance et les arbres, avec leurs besoins en espace, peuvent être bien planifiés côte à côte. Aujourd'hui, la directive F1 de la SSIGE prévoit une distance minimale de 2,5 mètres. En outre, il est interdit de planter des arbres au-dessus des conduites. Dans tous les cas, la compréhension mutuelle est importante pour la question des arbres. Si l'on comprend ce dont l'arbre a besoin et ce que veut le service des espaces verts de la ville de Berne, le respect mutuel s'installe et des solutions peuvent être trouvées.
À quelle température l'eau est-elle transportée chez les clients?
Le réseau existant à haute température est exploité avec une température d'alimentation de 175 °C et un écart de 110 K. Le réseau est ainsi incroyablement performant. Dans les zones de raccordement au chauffage à distance de Berne Ouest et de Berne Nord, le réseau est conçu pour une température de départ de 110 °C, mais ne doit ensuite être exploité qu'à 85 °C, ceci afin d'obtenir des conduites aussi durables que possible.
«Dans les zones de raccordement au chauffage à distance, le réseau est conçu pour une température de départ de 110 °C, mais ne doit ensuite être exploité qu'à 85 °C, afin d'obtenir des conduites aussi durables que possible.»
Est-il envisagé d'optimiser l'approvisionnement en chauffage à distanceen adaptant le niveau de température des circuits aller et retour?
Des études ont montré que le réseau à haute température pourrait être réduit à une température de 160 °C avec la charge actuelle et sans investissements significatifs dans des extensions de calibre. La production dans la centrale énergétique de Forsthaus fonctionne toutefois déjà à la limite les jours d'hiver froids, surtout si nous voulons maintenir le haut niveau de renouvellement exigé et ne pas ajouter à volonté de la chaleur provenant de la centrale à cycle combiné gaz et vapeur ou des chaudières de pointe. Des optimisations et des récupérations de chaleur sont déjà prévues dans la centrale énergétique. En outre, des découplages avec des centrales de quartier jusqu'à 20 MW sont continuellement construits à partir du réseau à haute température sur des réseaux avec une température de service de 85 °C. Afin de maintenir la performance, la température de départ du réseau haute température ne doit donc pas être abaissée dans un premier temps. Mais dans l'ensemble, la tendance est à l'abaissement des niveaux de température, surtout pour les nouveaux réseaux dits de troisième génération. Ainsi, dans les projets Wankdorf+, Chaleur issue du rejet d'eau potable et Rossfeld, nous essayons de raccorder les zones à des niveaux de température de l'ordre de 70 °C (départ).
Ewb est aussi un fournisseur de gaz. Que signifie l'extension du chauffage urbain à Berne pour le réseau de gaz?
Dans les zones où le réseau de chauffage urbain est en cours d'extension, jusqu'à 80% des clients passent progressivement au chauffage urbain en termes de puissance. Actuellement, le réseau de gaz est donc examiné et un réseau cible est défini. Des conduites de gaz seront alors fermées.
Et qu'en est-il du côté des clients? Quel est actuellement le taux de raccordement au réseau de chauffage urbain et comment évolue-t-il?
Le taux de raccordement au réseau haute température est déjà très élevé, mais il existe encore un potentiel d'augmentation ou de densification à certains endroits. Lors de la construction de nouvelles conduites, le taux de raccordement varie considérablement en fonction de la densité de chaleur dans les rues et des réseaux de chaleur fossiles de proximité existants qui doivent être intégrés au réseau de chauffage urbain avec ces conduites. Nous essayons de motiver les clients potentiels des conduites de transport suffisamment tôt, c'est-à -dire dès la phase de planification, pour qu'ils commandent obligatoirement le raccordement au chauffage à distance. En effet, à Berne, une fois le chantier fermé, une période de blocage de cinq ans s'applique avec des pénalités si un nouveau chantier est nécessaire pendant cette période. Il est donc souhaitable que les raccordements soient déjà réalisés pendant la construction des conduites.
Quel est l'objectif d'ewb en matière de taux de raccordement au réseau de chauffage urbain?
Nous calculons le taux de raccordement sur la base de la quantité de chaleur fournie et non pas en tant que pourcentage de consommateurs raccordés dans une zone. Dans les zones desservies par le chauffage à distance, notre objectif est d'atteindre au moins un taux de raccordement de 80%.
Quelles sont les sources de chaleur utilisées actuellement?
La plus grande source de chaleur est la chaleur résiduelle de la centrale énergétique Forsthaus. En fait, la centrale énergétique Forsthaus est une grande installation CCF. Elle combine une installation de valorisation des déchets avec une centrale de chauffage au bois et une centrale à cycle combiné gaz/vapeur. Dans un premier temps, un maximum d'électricité renouvelable est produit par les turbines à vapeur et la chaleur n'est extraite que du processus suivant. De cette manière, l'ensemble de l'installation peut fonctionner de manière flexible. Selon la saison et la demande, il est possible de produire plus de chauffage urbain ou plus d'électricité. La chaleur se compose des sources d'énergie primaire suivantes: ordures ménagères (60%), bois (30%), turbine gaz-vapeur(2%) et gaz de pointe (3%). La part des énergies renouvelables était de 85% en 2022 et de 82% en moyenne annuelle sur les cinq dernières années. L'objectif est de zéro net d'ici 2045.
«Les accumulateurs prennent de plus en plus d'importance pour le transfert d'énergie de l'été vers l'hiver. Nous misons ici sur le géo-accumulateur et les grands champs de sondes géothermiques.»
L'extension et la densification du réseau de chauffage urbain s'accompagneront-elles de la construction de nouvelles installations de production?
Nous ne pourrons pas éviter de construire de nouvelles installations de production. Toutes les nouvelles installations seront conçues pour utiliser des sources de chaleur renouvelables. Lorsqu'il s'agit d'applications de processus comme la production de vapeur, le bois et, de plus en plus, les gaz renouvelables sont utilisés, toujours sous forme de solutions de CCF hybrides. D'autres installations utiliseront les sources de chaleur environnementales de l'Aar, de la nappe phréatique, la géothermie et, dans un projet - comme déjà mentionné - les rejets d'eau potable.
Pour exploiter le plus efficacement possible les rejets de chaleur de la centrale énergétique Forsthaus, un géo-accumulateur est prévu. Comment cela fonctionnera-t-il?
Les ordures ménagères étant produites toute l'année, nous avons un excédent de chaleur en été. À l'avenir, pendant les mois d'été, de l'eau chaude sera pompée en circuit fermé dans les couches de grès poreux situées à une profondeur de 200 à 500 mètres sous la surface. Le grès est ainsi réchauffé et emmagasine de la chaleur. En hiver, nous inversons le processus et pompons de l'eau fraîche à travers le grès. L'eau absorbe la chaleur comme dans un échangeur de chaleur à contre-courant et peut être acheminée vers le réseau de chauffage urbain.
Les premiers forages de reconnaissance ont déjà été réalisés. Quels enseignements en ont été tirés?
Le projet pilote de prospection est actuellement en cours. Tous les forages réalisés jusqu'à présent - un forage d'exploration et deux forages de production - ont été et sont étroitement suivis, surveillés et évalués par des équipes de recherche. Actuellement, les carottes du forage de reconnaissance sont par exemple analysées par les universités de Berne et de Genève afin de déterminer leur composition et leur perméabilité à l'eau, et donc leur aptitude au stockage géologique. En outre, les premiers essais de pompage sont actuellement en cours. Il s'agit d'examiner le comportement de pompage et de circulation de l'eau dans le sous-sol, c'est-à -dire de vérifier si le chargement et le déchargement du géo-accumulateur fonctionnent comme prévu.
Quel est le calendrier pour le géo-accumulateur ?
Si les clarifications en cours montrent que les conditions conviennent, nous procéderons à d'autres forages autour des deux forages de production déjà réalisés.
Est-ce que d'autres accumulateurs de chaleur saisonniers sont encore prévus ? Quel est le mode de fonctionnement prévu pour ceux-ci ?
Les accumulateurs prennent de plus en plus d'importance pour le transfert d'énergie de l'été vers l'hiver. Nous misons à cet égard sur l'accumulateur géothermique et les grands champs de sondes géothermiques. Pour une utilisation encore plus efficace de la production de chaleur, ewb prévoit de réaliser, en plus du géo-accumulateur Forsthaus, un deuxième accumulateur de chaleur à l'ouest de Berne, près de la centrale énergétique Buech. En été, la chaleur excédentaire de la centrale énergétique Forsthaus ainsi que la chaleur ambiante de l'air seront stockées dans le sol au moyen de champs de sondes géothermiques. En hiver, cette chaleur, associée à la chaleur naturelle du sol, sera à nouveau extraite du sol et injectée dans le réseau de chauffage urbain. D'autres développements sont en cours pour utiliser des espaces existants tels que des tunnels désaffectés ou des cavernes comme grands réservoirs. Les aquifères, qui sont déjà exploités thermiquement dans de petites installations interconnectées, présentent en outre un potentiel à Berne. Des études sont actuellement en cours pour exploiter le déplacement saisonnier des aquifères à écoulement lent.
Avez-vous d'autres idées pour transférer l'énergie excédentaire de l'été à l'hiver?
Avec ce thème, nous devrions ouvrir le champ et penser aux possibilités de toutes les sources d'énergie, y compris l'électrification. Les accumulateurs de chaleur latente, comme les accumulateurs de glace, qui utilisent l'énergie du changement de phase de l'eau par le biais d'une pompe à chaleur, sont encore peu connus dans les grands systèmes. Une partie de la chaleur de chauffage provient alors de l'énergie de cristallisation et la régénération se fait généralement par des absorbeurs solaires non vitrés et peu coûteux. Le changement d'état entre liquide et solide permet de fournir la même quantité d'énergie que celle nécessaire pour chauffer un litre d'eau de 0 °C à 80 °C. Cette densité énergétique est toutefois environ cent fois inférieure à celle du mazout. Mais comme les pompes à chaleur ont un rendement très élevé et qu'elles se régénèrent par beau temps, les accumulateurs de glace sont en pratique deux à trois fois plus grands que les citernes à mazout existantes. En outre, à la fin de la période de chauffage, de la glace se forme de manière ciblée et est ensuite disponible comme source de froid pour le refroidissement des bâtiments les jours de grande chaleur.
Qu'en est-il du stockage de la chaleur pour casser les pics de charge et équilibrer la variation journalière ? ewb exploite-t-elle aussi de tels accumulateurs de chaleur?
Dans chaque installation de production, des accumulateurs journaliers sont utilisés pour briser les pics de charge, mais aussi pour stabiliser le fonctionnement des installations. Dans les nouvelles stations de transfert, on utilise en outre des systèmes intelligents, ce qui permet par exemple de gérer la charge des chauffe-eau décentralisés de manière à ce que cette opération ne tombe pas pendant les pics du matin, afin de ne pas surcharger davantage le réseau et les installations de production. L'effet de l'équilibrage des pointes journalières représente tout de même 50% de la puissance de la nuit au matin. Nous pouvons ainsi dimensionner de manière optimale et économique aussi bien le réseau que les installations de production.
Quelle est la stratégie d'ewb en matière d'extension de l'approvisionnement en chaleur en dehors de la zone urbaine?
Ewb se concentre sur la ville de Berne pour les grandes extensions de chaleur. Géographiquement, on ne peut toutefois pas lier les sources ou les puits de chaleur, c'est-à -dire les clients, aux frontières de la ville. Des discussions sont donc en cours avec deux communes voisines en vue d'une coopération pour faire avancer ensemble la transformation énergétique. Les systèmes décentralisés tels que les réseaux de chaleur sont pris en charge par notre département des services énergétiques individuels. Celui-ci n'est pas seulement actif en ville, mais aussi dans la région de Berne.
Et qu'en est-il des réseaux d'énergie ? De tels réseaux sont-ils prévus ou déjà construits et quelles sont les expériences d'ewb en la matière?
Un réseau anergie est quasiment un conducteur neutre qui amène l'énergie non utilisable directement, c'est-à -dire l'anergie, aux clients par le biais de conduites. Plusieurs systèmes anergiques sont exploités à Berne. Ceux-ci utilisent les possibilités d'augmenter la température chez les clients ou dans une centrale au niveau souhaité avec des pompes à chaleur ou de la baisser avec une installation frigorifique.
«Grâce à l'équilibrage des pointes journalières, nous pouvons dimensionner de manière optimale et économique aussi bien le réseau que les installations de production.»
Avec le changement climatique, le refroidissement à distance est de plus en plus au centre de l'attention. ewb prévoit-elle aussi de construire des réseaux de froid à distance?
Ewb exploite déjà de petits réseaux de froid, par exemple autour de la gare de Berne. En raison des rues très fréquentées, qui sont déjà bien occupées par différentes conduites industrielles, la question se pose toutefois toujours de savoir si cela vaut la peine de construire un autre réseau thermique en plus du chauffage à distance.
Les besoins en froid vont incontestablement augmenter, en particulier dans les villes densément construites - mot-clé: îlots de chaleur. Les modèles climatiques pour la Suisse montrent que le nombre de degrés-heures de refroidissement par an passera de 50 à 100 aujourd'hui à 300 en 2080. Pour les degrés-heures de chauffage, c'est l'inverse qui se produit: ceux-ci passeront de 3400 heures actuellement à 2500 heures en 2080. Les besoins en chaleur seront donc toujours en moyenne six à huit fois plus élevés pour un parc immobilier très différencié. Il est certain qu'à l'avenir, les températures de départ dans les réseaux de chauffage urbain seront abaissées et que les températures de départ dans les réseaux de froid seront augmentées. Il est probable que les systèmes de régulation de la température ambiante s'imposeront avec une réduction de quelques degrés pour atteindre une température supportable de 26 °C, que ce soit de manière décentralisée ou avec des systèmes de canalisations. L'une des clés sera un réseau d'énergie flexible. Il est important de veiller, lors de la conception des systèmes énergétiques et des accumulateurs saisonniers, à ce que le bilan entre les besoins en chaleur et en froid soit équilibré sur l'ensemble de l'année.
Après des études de génie mécanique à l'ETS de Bienne et une formation continue en économie, Martin Jutzeler a travaillé dans différentes entreprises du secteur. Depuis 18 ans, il travaille chez Energie Wasser Bern (ewb) où il occupe différentes fonctions allant de la planification de l'eau chaude au rôle supérieur dans l'optimisation du système et la transformation énergétique à Berne. Martin Jutzeler s'engage également beaucoup au sein de la SSIGE. Ainsi, il est actuellement membre des trois commissions principales du chauffage à distance, du gaz et de l'eau. Il a en outre participé à l'élaboration des directives F1 et F2 sur le chauffage à distance.
Avec l'abonnement en ligne, lisez le E-paper «AQUA & GAS» sur l'ordinateur, au téléphone et sur la tablette.
Avec l'abonnement en ligne, lisez le E-paper «Wasserspiegel» sur l'ordinateur, au téléphone et sur la tablette.
Kommentare (0)