Dans un contexte de réchauffement climatique et de crise des ressources fossiles, le Royaume-Uni connaît un vif engouement pour la production d'énergies nouvelles renouvelables et la maîtrise de l'énergie.
Cet article a été préparé par Willy Marante à partir du rapport "Les installations de microgénération au Royaume-Uni" réalisé par Xavier Thierry, du service pour la Science et la Technologie de l'ambassade de France au Royaume-Uni, que nous remercions pour sa collaboration.
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Réchauffement climatique, raréfaction des ressources fossiles, hausse du prix du gaz et du pétrole... dans un contexte mondial qui replace l'énergie au coeur des enjeux planétaires, le Royaume-Uni connaît un vif engouement pour les énergies nouvelles renouvelables et la maîtrise de l'énergie. Coup de projecteur sur un secteur en plein développement outre-Manche.
En juillet 2006, la publication de l'Energy Review demandée par le Gouvernement de Tony Blair montrait l'urgence pour le Royaume-Uni de diminuer ses émissions de gaz à effet de serre, avec un objectif de réduction de 60% de ces émissions en 2050 par rapport à 1990. En jeu, non seulement la lutte contre le réchauffement climatique, mais aussi la consommation dévorante d'énergies fossiles importées et la dépendance énergétique du pays. Outre une possible relance du nucléaire, énergie non productrice de gaz à effet de serre, le Gouvernement britannique décide à l'été 2006 de favoriser le développement des énergies renouvelables et du concept d'efficacité énergétique.
La première mesure porte sur la gestion de l'énergie dans les bâtiments, l'habitat représentant en effet 50% des consommations. De multiples solutions sont déjà disponibles, telles que les ampoules à basse consommation, les planchers chauffants, les systèmes d'isolation optimisés, etc. En revanche, le recours aux microsystèmes de production d'énergie est beaucoup moins répandu. Le Gouvernement prépare actuellement de nouvelles mesures et des programmes de recherche. L'objectif est de "préparer le terrain" pour promouvoir un usage efficace de la microgénération auprès de la population britannique. Les moyens techniques existent déjà pour produire localement de la chaleur ou de l'électricité à partir d'énergies renouvelables : panneaux solaires photovoltaïques, micro-éoliennes, collecteurs solaires thermiques, pompes à chaleur, chaudières à biomasse et autres micro-installations de cogénération.
Le gouvernement déploie toutes ses énergies
La microgénération possède plusieurs avantages : d'abord les réseaux de transport et de distribution d'électricité engendrent de grosses pertes énergétiques (environ 9% de la consommation au Royaume-Uni). En outre, produire localement permet de réduire les besoins pesant sur le réseau électrique national et, donc, de limiter la multiplication progressive des centrales de production d'énergie. Enfin, cette solution permet d'impliquer directement la population britannique dans la stratégie de réduction de la consommation nationale.
Mars 2006 : le Gouvernement britannique rend sa copie et publie sa stratégie de développement de la microgénération avec l'objectif clair de promouvoir activement l'adoption de microsystèmes de production locale d'énergie dans les maisons et immeubles. Au total, un investissement initial de 44 millions d'euros sur trois ans, dont un quasi tiers est directement destiné aux foyers intéressés.
En avril 2006, le ministère du Commerce et de l'Industrie DTI (Department of Trade and Industry) lance son Climate Change and Sustainable Energy Act 2006 dans lequel il introduit le Low Carbon Building Programme, qui fournit un cadre pour le financement des projets de microgénération des particuliers et entreprises et permet un investissement supplémentaire de 75 millions d'euros de la part du Gouvernement. En décembre 2006 : le ministère de l'Economie et des Finances annonce dans son pré-budget 2007 que les recettes provenant de la revente d'électricité excédentaire seront déductibles de l'impôt sur le revenu.
En parallèle à ces mesures, l'administration assurant la régulation des marchés du gaz naturel et de l'électricité au Royaume-Uni, l'Office of the Gas and Electricity Markets (OFGEM), met en place de nouvelles obligations pesant sur les entreprises distributrices d'électricité pour favoriser la revente de l'énergie excédentaire produite par microgénération : d'abord, simplifier les contrats de revente pour les particuliers peu familiers de la complexité de ce type de procédures. Ensuite, fournir aux "microgénérateurs" des compteurs d'électricité adaptés afin qu'ils puissent mesurer le surplus de courant qu'ils sont susceptibles de revendre. De même, depuis la publication du Climate Change and Sustainable Energy Act 2006, le Gouvernement peut obliger les fournisseurs d'énergie à provisionner des fonds dédiés au rachat de cette électricité excédentaire, sous peine de modification de leurs licences.
Des projets pilotes à Londres et dans d'autres grandes villes
L'implication croissante du Royaume-Uni dans le développement de la microgénération se traduit par de nombreux projets pilotes qui ont déjà "germé" sur le sol britannique. Entre 2000 et 2002 à Wallington en périphérie de Londres, Bill Dunster, architecte britannique a conçu et construit un véritable quartier "énergétiquement autonome" BedZED (Beddington ZeroEnergy Development). Cet ensemble de bâtiments ne consomme que l'énergie produite sur place. En effet, l'intégralité de la chaleur et de l'électricité utilisée par les habitants de BedZED est produite à la fois par une centrale de cogénération à biomasse (682 MWh électriques et 949 MWh thermiques par an), un réseau de collecteurs solaires thermiques (134 MWh par an) et de panneaux solaires photovoltaïques (97 MWh électriques par an).
Le quartier de Bedzed, s'étend sur 1,7 hectare au total et compte 82 maisons, 17 appartements et 1.405 m2 de bureaux, pour une consommation totale de 1,5 GWh d'énergie par an, ce qui permet d'obtenir un bilan énergétique du quartier très légèrement positif. Le projet prévoit également des mesures favorisant l'utilisation rationnelle de l'énergie par les habitants de BedZED et la mise en place d'appareils de contrôle et de réduction des consommations. Ainsi, si l'on compare avec la moyenne nationale, la demande en énergie thermique est réduite de 88% et la demande en électricité de 25%.
A Londres, le maire Ken Livingstone, avait affirmé en 2004 son souhait de voir mis en place des systèmes de production d'énergie décentralisés dans la métropole, avec des objectifs élevés pour 2010 : créer 40.000 projets de production d'énergie renouvelable à moyenne et petite échelle à l'intérieur de Londres et fournir 665 GWh électrique et 280 kWh thermiques. Deux ans et demi plus tard, de nombreux projets ont germé et le solaire thermique et photovoltaïque a le vent en poupe dans les bâtiments de la capitale : le London's City Hall, au bord de la Tamise en plein coeur de Londres, aura bientôt une capacité de production de 70 kW électriques grâce à l'ajout de panneaux solaires photovoltaïques conçus spécialement pour épouser la forme ovoïde du bâtiment. Un système de recyclage de l'air intérieur permettra également de réutiliser en interne la chaleur générée par les ordinateurs et autres appareils électriques.
De même, le London's Transport Museum sera l'un des premiers bâtiments historiques britanniques à installer des panneaux solaires photovoltaïques sur ses toits et ce pour produire au total 16% des besoins du musée, soit un peu plus de 2 GWh. Le Palestra, ensemble d'immeubles administratifs installé à Southwark, accueille depuis fin 2006 un projet associant l'installation de panneaux solaires photovoltaïques d'une capacité de 63 kW avec un réseau de 14 microéoliennes pour une capacité de 21 kW ; ce système hydride permettra de produire près de 3,4 GWh en interne.
Quand la R&D britannique s'active
D'autres grandes villes cherchent à favoriser la microgénération dans les bâtiments publics, et privés. A Manchester, en plein centre ville, les 7 244 panneaux solaires photovoltaïques qui seront installés sur la CIS Tower (bâtiment administratif de 25 étages) représenteront le plus gros projet d'intégration de panneaux solaires photovoltaïques dans le bâtiment sur le sol britannique, soit un budget de 8 millions d'euros financé en partie par le DTI. Le MANchester College of ArT (MANCAT) associe quant à lui les technologies solaires thermiques (680 m2 de collecteurs installés) et photovoltaïques (660 panneaux, soit 70 kW de capacité installés). De son côté, l'université de Southampton et son Sustainable Energy Research Group ont mis en place trois projets d'intégration du photovoltaïque dans les bâtiments du campus universitaire d'une capacité totale de 21,6 kW, avec des tuiles solaires, une façade d'immeuble composée de modules photovoltaïques en silicium monocristallin et un toit solaire photovoltaïque translucide.
La recherche dans le domaine de la microgénération est activement financée par des fonds publics : le Carbon Trust, organisation gouvernementale visant à aider les entreprises et les organismes publics à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, travaille avec l'Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) pour apporter un support financier solide aux universités en matière de recherche solaire photovoltaïque. De même, le DTI finance plusieurs projets de recherche en microgénération via les DTI Technology Programmes, qui sont des programmes de financement de plus de 500 millions d'euros sur 2005-2008, destinés à des technologies nouvelles ou émergentes. Autre source de financement : les fonds privés, principalement des entreprises d'électricité. En parallèle, le Micropower Council réunit toutes les composantes du secteur, acteurs publics du domaine académique, mais aussi privés (fournisseurs d'énergie, fabricants de systèmes de microgénération, bureaux d'études, etc.), sans oublier les ONG et associations de maîtrise de l'énergie et de l'environnement. Ce Council participe, entre autres, à la définition de la politique stratégique et technique du Royaume-Uni et intervient, en lien avec le DTI, dans les programmes de financement des projets de microgénération.
Plusieurs universités britanniques travaillent déjà sur la gestion de l'énergie dans les bâtiments et la microgénération. Parmi elles, l'Imperial College London et son Built Environment Innovation Centre travaille plus généralement sur la modernisation des bâtiments en milieu urbain. Le Sussex Energy Group de l'université du Sussex se focalise sur l'efficacité énergétique et les changements dans la production d'énergie en Europe. De son côté, le Sustainable Energy Research Group de l'université de Southampton concerne le solaire photovoltaïque et la conception des bâtiments. Le Centre for the Sustainability of the Built Environment de l'université de Brighton s'est spécialisé en architecture bioclimatique et en stockage d'énergie thermique. Enfin, l'Environmental Change Institute de l'université d'Oxford s'intéresse aux futures technologies de production d'énergie.
Des verrous subsistent
Si les environnements externe (crise des ressources fossiles, réchauffement climatique...) et interne (mesures d'incitiations financières, programme de recherche et financements) sont fortement porteurs pour le développement des énergies nouvelles renouvelables au Royaume-Uni, des freins subsistent, qui empêchent un développement plus rapide des microsystèmes de production d'énergie dans les bâtiments. Par exemple, les tarifs de rachat par les énergéticiens de l'électricité produite localement restent faibles : moins de 16 centimes d'euros / kWh produit.
Le coût actuel des produits proposés reste également élevé, particulièrement les panneaux solaires photovoltaïques en raison du contexte industriel entourant la production du silicium (il faut compter 6 à 7 ans avant de rembourser l'investissement initial). Autre souci, les aides gouvernementales pour l'installation de systèmes de microgénération dans les bâtiments sont victimes de leur succès : il n'y a pas assez de fonds pour tous les foyers intéressés. Micro-éoliennes, collecteurs solaires, cogénération sont principalement des technologies très jeunes dont la fiabilité sur le long terme ne peut encore être garantie.
Enfin, les sources d'énergie renouvelable possèdent un rendement qui fluctue beaucoup en fonction des conditions météorologiques et nécessitent donc un stockage temporaire afin d'adapter ces fluctuations à la demande énergétique locale. Or, actuellement le stockage d'énergie thermique, qui se fait le plus souvent dans de l'eau, n'est possible que sur de petites périodes et le stockage d'électricité par batteries nécessite que les appareils électriques du bâtiment fonctionnent en courant continu.
