D’ici 2050, la population mondiale passera de 7 milliards à 9 milliards d’individus. Et 70 % d’entre eux vivront en ville. Pour répondre aux besoins énergétiques de demain, il nous faut des solutions durables à la fois économes en énergie, rentables et prêtes à être installées à grande échelle. Heureusement, une telle solution existe déjà : l’énergie urbaine. Dans cette tâche, nous regarderons de plus près ce qu’est l’énergie urbaine et la manière dont cette technologie a évolué pour répondre à de nombreux défis énergétiques actuels. Mais commençons par une définition :

L’énergie urbaine est un système de chauffage et de refroidissement dans lequel l’eau chauffée ou refroidie est transportée d’une usine centrale vers un vaste éventail de consommateurs à travers un réseau de tuyaux fermé. L’eau est utilisée pour réguler les températures intérieures et, en ce qui concerne le chauffage urbain, pour chauffer l’eau domestique.  Grâce à la production centralisée d’eau chauffée et réfrigérée, vous n’avez plus besoin de solutions individuelles et vous bénéficiez d’une utilisation plus efficace du carburant. 

Le combustible lui-même offre l’opportunité de réduire les coûts de production et les émissions de CO2, étant donné que de nombreuses usines sont en mesure de fonctionner grâce aux énergies renouvelables comme l’énergie thermique solaire, la géothermie, les déchets municipaux ou encore l’énergie éolienne. Dans un système d’énergie urbaine, vous pouvez également commuter les sources d’approvisionnement, ce qui facilite grandement la mise en œuvre de changements radicaux par rapport à d’autres systèmes d’approvisionnement.  

Pour le consommateur, l’énergie urbaine est synonyme d’énergie disponible immédiatement au robinet. Il n’est pas nécessaire d’utiliser des chaudières ou des unités de refroidissement qui prennent de la place et demandent un entretien coûteux, et il n’y a aucun investissement en capital.

L’énergie urbaine existe depuis plus d’un siècle. Aujourd’hui, elle fournit de l’énergie à des villes entières, à des universités, à de grandes entreprises, et même à des édifices comme la Maison-Blanche ! En somme, l’évolution de l’énergie urbaine peut être étalée sur quatre générations :

La 1re génération d’énergie urbaine reposait principalement sur des chaudières au fioul qui produisaient de grandes quantités de vapeur à 200 °C, tout en évacuant 2/3 de l’énergie par les cheminées. Ces systèmes couvraient de petites surfaces mais souffraient de pertes de chaleur importantes causées par une mauvaise isolation des tuyaux et une température extrêmement élevée. Bien que peu efficaces par rapport aux normes d’aujourd’hui, les chaudières au fioul étaient une véritable révolution en matière de chauffage à l’époque et ont sans doute rempli son objectif de réduire la pollution dans les villes. 

La 2e génération d’énergie urbaine a résolu certains de ces problèmes initiaux grâce au passage d’une eau à vapeur à une eau pressurisée et à l’amélioration de la qualité des tuyaux. Ce changement a permis de mettre en place une énergie urbaine à bien plus grande échelle. C’est à cette époque que l’utilisation des centrales de cogénération chaleur/électricité a gagné en popularité. En utilisant la chaleur excédentaire de la production d’énergie pour le chauffage, ces centrales ont été en mesure de réduire radicalement les coûts en combustible.

La 3e génération, qui englobe la plupart des systèmes d’énergie urbaine utilisés aujourd’hui, se résume en grande partie aux centrales de cogénération chaleur/électricité. L’une des différences majeures est que la température de l’eau de distribution est maintenant inférieure à 100 °C, ce qui a rendu possible la distribution d’énergie issue de sources alternatives comme l’énergie solaire. En outre, le stockage à court terme de l’énergie a permis aux propriétaires d’usines de réduire les coûts de production en produisant de l’électricité lorsque les prix sont élevés et en stockant la chaleur excédentaire lorsque les prix sont bas.

Cependant, cette technologie est encore en pleine évolution et les premiers systèmes de 4e génération ont déjà vu le jour. Les circuits de chauffage urbain de 4e génération distribuent une eau à température moins élevée pour le chauffage – et à une température plus élevée pour le refroidissement. Cela signifie moins d’énergie utilisée et moins d’énergie perdue. Ils permettent également d’utiliser des sources d’énergie durable basse température comme l’énergie géothermique, diminuant encore davantage l’impact sur l’environnement.

En outre, les nouvelles technologies permettent de stocker l’énergie pendant des mois. En outre, les centrales peuvent même externaliser leur consommation d’énergie quotidienne, ce qui leur permet d’utiliser la quantité nécessaire pendant les périodes de pointe tout en ralentissant fortement le fonctionnement pendant les périodes plus calmes, pour stocker l’énergie pour plus tard.

Naturellement, l’investissement initial pour la construction d’une infrastructure d’énergie urbaine est substantiel. Mais tout indique que l’énergie urbaine est l’énergie du futur pour les zones densément peuplées ou industrialisées. En conclusion, les avantages de l’énergie urbaine sont les suivants :

– Un chauffage et un refroidissement plus fiables

– De faibles coûts grâce aux économies d’échelle

– Un impact environnemental considérablement réduit

– Et un confort pour les utilisateurs

– Évite les coûts imprévus

– Sans prise de tête, sans maintenance