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Dec 28, 2023

Plus de 30 pays subventionnent désormais les pompes à chaleur car le coût sur la durée de vie est moins cher que les chaudières à combustibles fossiles

10 janvier 2023 par Josh Gabbatiss La croissance mondiale des pompes à chaleur peut livrer

10 janvier 2023 par Josh Gabbatiss

La croissance mondiale des pompes à chaleur peut fournir près de 40 % de toutes les réductions d'émissions possibles dues au chauffage d'ici 2030 (la majeure partie du reste provenant de l'efficacité, principalement de l'isolation), explique l'AIE. C'est selon leur "Scénario d'engagements annoncés" (APS) qui suppose que les gouvernements respectent tous les engagements climatiques qu'ils ont pris.Garder les bâtiments au chaud produit un dixième des émissions mondiales de CO2 liées à l'énergie . Ainsi, la prévision de croissance des pompes à chaleur de l'APS peutréduire de 2 % toutes les émissions de CO2 liées à l'énergie.Josh Gabbatiss chez Carbon Briefrésumele tout premier rapport majeur de l'AIE sur les pompes à chaleur , en examinant la situation globale et les coûts et avantages connexes. Cela peut surprendre beaucoup de gens qui voient les pompes à chaleur aussi chères qu'ellescompte déjàenviron un dixième du chauffage des locaux dans le monde . Les ventes en 2021 ont augmenté de 13 % par rapport à l'année précédente, avec des taux de croissance plus rapides de 35 % dans l'UE.Amérique du Norda le plus de pompes à chaleur installées etChine a le plus grand marché. Crucialement,les émissions diminuent même lorsque les pompes à chaleur dépendent des combustibles fossiles pour l'électricité , y compris sur des réseaux à forte intensité de charbon comme celui de la Chine. Ceci est dû au faitles pompes à chaleur sont entre trois et cinq fois plus efficaces que les chaudières à combustible fossile . Cette efficacité signifie que les coûts sur toute la durée de vie sont inférieurs, ce qui est logique sur le plan économique au niveau national. Mais les ménages individuels et les propriétaires d'immeubles devraient supporter les coûts initiaux élevés. C'est pourquoiplus de trente nations offrent maintenant des subventions.

Les pompes à chaleur fournirontun cinquième des besoins mondiaux en chauffage d'ici la fin de la décennie si les nations donnent suite à leurs plans, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE).

Dans sonpremier bilan mondial de ces appareils électriques, l'agence dit qu'ils sont apparus comme"la technologie centrale de la transition mondiale vers un chauffage sécurisé et durable".

Le passage des chaudières à gaz et d'autres combustibles fossiles aux pompes à chaleur devrait réduire les émissions annuelles de gaz à effet de serre équivalentes à la production du Canada d'ici 2030, conclut l'AIE.

Les ventes ont déjà augmenté, en particulier en Europe, dans un contexte de prix mondiaux du gaz gonflés . Ils devraient atteindre des niveaux records cette année comme mtous les pays de l'UE distribuent des incitations conçues pour réduire leur dépendance à l'égard du gaz importé de Russie, suite à son invasion de l'Ukraine.

Le rapport se concentre sur l'agence« Scénario des engagements annoncés » (APS) . Cela suppose que les gouvernements respectent intégralement tous les engagements climatiques et énergétiques qu'ils ont pris, y compris les engagements récents tels que la stratégie REPowerEU visant à réduire la dépendance au gaz russe.

Ceci est comparé à celui de l'AIE« Scénario de politiques énoncées » (STEPS) , qui ne tient compte que des politiques solidement en place. Il regarde également la"Émissions nettes nulles de 1,5 C d'ici 2050" (NZE)scénario.

L'AIE conclut que les pompes à chaleur réduisent les émissions, augmentent la sécurité énergétique et -malgré la nécessité d'un investissement initial plus élevé - réduire les coûts dans l'ensemble, en raison d'une moindre consommation de combustibles fossiles.

Les pompes à chaleur connaissent actuellement une popularité croissante dans le monde. L'AIE affirme que cela a été stimulé par les politiques et les incitations liées aux préoccupations climatiques et aux prix élevés du gaz.

Environ un dixième des besoins mondiaux en chauffage des locaux étaient couverts par des pompes à chaleur en 2021 . Les ventes de pompes à chaleur ont augmenté de 13 % par rapport à l'année précédente, avec des taux de croissance plus rapides de 35 % dans l'UE.

Tel qu'il est,L'Amérique du Nord a le plus de pompes à chaleur installéesetLa Chine a le plus grand marché, maisl'UE - qui s'efforce de couper les liens énergétiques avec la Russie depuis son invasion de l'Ukraine - est le marché qui connaît la croissance la plus rapide.

L'AIE dit qu'elle s'attend à ce que les ventes atteignent des niveaux record cette année en réponse à la crise énergétique mondiale. Il note que cela est particulièrement vraien Europe, où certains pays ont déjà vu leurs ventes doubler au premier semestre, par rapport à 2021.

La pénétration des pompes à chaleur en Europe est la plus élevée dans les régions froides telles queNorvège et Finlande , grâce au soutien gouvernemental de longue date. L'AIE note que cela« saper [s] l'argument selon lequel les pompes à chaleur ne conviennent pas aux climats froids ».

Comme le montre le graphique ci-dessous,Pologne et Italie, qui ont mis en place d'importantes incitations financières pour encourager l'installation de pompes à chaleur, ont connu des taux de croissance de plus de 60 % en 2021.

Ventes de pompes à chaleur et croissance dans l'UE (à gauche) et dans certains États membres (à droite), 2021. Les barres bleues indiquent le nombre de pompes à chaleur vendues et leles points jaunes indiquent le % de croissance des ventesentre 2020 et 2021/ SOURCE : AIE

Globalement, le rapport note quedes subventions pour les pompes à chaleur sont désormais disponibles dans plus de 30 pays, couvrant environ 70 % de la demande mondiale de chauffage des locaux dans les bâtiments résidentiels.

Les pompes à chaleur ont une capacité combinée de plus de 1 000 gigawatts (GW) aujourd'hui. D'ici 2030, l'AIE indique que le STEPS verrait ce double à 2 100 GW et l'APS entraînerait le déploiement de 2 600 GW.La forte augmentation de STEPS est attribuée à d'importantes interventions politiques telles que l'Inflation Reduction Act aux États-Unis..

Cette augmentation des pompes à chaleur pour couvrir environ un cinquième des besoins de chauffage dans l'APS peut être vue dans le graphique ci-dessous. Il démontre également larôle important que l'expansion du marché des pompes à chaleur en Chine devrait avoir au cours de la prochaine décennie.

Croissance de la capacité des pompes à chaleur dans les bâtiments par pays/région dans les scénarios STEPS et APS d'ici 2030, par rapport à 2021 / SOURCE : AIE

Dans un scénario supplémentaire conforme à l'objectif de l'Accord de Paris de limiter le réchauffement climatique à 1,5 °C (NZE), les ventes de pompes à chaleur accélèrent encore plus rapidement et représentent un quart de la demande de chauffage d'ici 2030.

Le rapport souligne le potentiel des pompes à chaleur pour réduire rapidement la dépendance mondiale au gaz et aux autres combustibles fossiles.

Tel qu'il est,plus d'un sixième de la consommation mondiale de gaz sert à chauffer les bâtiments . Dans l'UE, qui tente actuellement de se sevrer du gaz russe, ce chiffre est d'un tiers.

Pour supprimer les importations russes avant 2030 dans le cadre du plan REPowerEU, l'APS suggèrele nombre de pompes à chaleur dans l'UE doit tripler pour atteindre 45 millions d'unités.

Avec des ventes annuelles de pompes à chaleur qui devraient approcher les 7 millions d'ici 2030 dans ce scénario, conformément à REPowerEU, la consommation de gaz dans les bâtiments du bloc serait réduite de 21 milliards de mètres cubes (bcm) d'ici 2030. L'AIE souligne que cela équivaut à environ 15 % des importations russes dans l'UE en 2021, avant que le bloc ne prenne des mesures pour réduire ses liens avec les combustibles fossiles avec Moscou.

D'autres nations, telles queJapon et Corée du Sud , dépendent également fortement des combustibles fossiles importés. Le graphique ci-dessous montre comment un passage à grande échelle aux pompes à chaleur dans l'APS renforcerait la sécurité énergétique en réduisant considérablement le besoin d'importations de combustibles fossiles.

Part du chauffage dans les bâtiments couverte par des combustibles fossiles importés par combustible dans certaines régions/pays de l'APS d'ici 2030, par rapport à 2021 / SOURCE : AIE

Dans l'ensemble, dans l'APS, la consommation mondiale de gaz dans les bâtiments chute de 21 % d'ici 2030, ce qui représente une économie de 160 milliards de mètres cubes, soit plus que la production annuelle combinée du Royaume-Uni et de la Norvège en 2021. Cette réduction d'ici 2030 est plus de trois fois supérieure à celle observée dans STEPS.

Il y a aussi une réduction de l'utilisation du pétrole et du charbon, ce dernier étant encore utilisé pour le chauffage dans certains pays comme la Chine et la Pologne. L'utilisation de ces combustibles pour le chauffage des locaux et de l'eau baisse de 29 % dans l'APS.

Pour le gaz et les combustibles fossiles plus largement, environ la moitié de la réduction de l'utilisation d'ici 2030 est attribuée aux pompes à chaleur . Le reste provient des améliorations apportées àisolation des bâtiments.

Ces réductions sont visibles dans les graphiques ci-dessous. Le graphique de gauche montre comment ces changements élimineraient presque l'utilisation du charbon comme source de chaleur dans les bâtiments, le réduisant à ce que l'AIE appelle des niveaux « négligeables ».

Le graphique de gauche montre l'évolution de la consommation globale d'énergie pour le chauffage des locaux et de l'eau dans les bâtiments de l'APS d'ici 2030, par rapport à 2021. Le graphique de droite montre l'évolution, en exajoules (EJ), de l'utilisation des différents combustibles entre 2021 et 2030.bleu foncéla couleur indique la partie de ce changement qui peut être attribuée à l'expansion de la pompe à chaleur, et lableu clairla couleur montre la partie qui peut être attribuée à d'autres facteurs tels que l'augmentation de l'isolation de la maison réduisant la demande globale d'énergie / SOURCE : AIE

Bien que l'AIE note quela mise à l'échelle des pompes à chaleur signifie "inévitablement" une augmentation de la demande d'électricité, "cela est largement compensé par les économies de combustibles fossiles en raison de leur efficacité beaucoup plus grande" . (Dans le graphique ci-dessus, les pompes à chaleur augmentent la demande d'électricité de 2EJ d'ici 2030, mais réduisent également la demande de charbon, de pétrole et de gaz d'environ 2EJ chacune.)

Le déploiement de la pompe à chaleur dans l'APS ajouterait "peu" à la demande d'électricité dans les "grandes régions de chauffage" , le poussant d'environ 1,5 % à 2,5 % au-dessus des niveaux de 2021 d'ici 2030, selon l'AIE. Cependant, il ajoute que cela pourrait encore nécessiter des investissements supplémentaires dans la capacité, les raccordements des clients, les réseaux de distribution et la flexibilité.

Garder les bâtiments au chaud produit un dixième des émissions mondiales de dioxyde de carbone (CO2) liées à l'énergie . La réduction de l'utilisation des combustibles fossiles pour chauffer les bâtiments s'accompagne donc d'une réduction significative des émissions.

Dans l'APS, les émissions de CO2 liées au chauffage des bâtiments diminuent de 1,2 milliard de tonnes (GtCO2), soit plus d'un quart.Le passage à grande échelle des chaudières alimentées au gaz et autres combustibles fossiles aux pompes à chaleur est responsable de 500MtCO2 de cette réduction.

Cela représente près de 2 % de toutes les émissions de CO2 liées à l'énergie aujourd'hui. Cela équivaut à l'empreinte des émissions du Canada en 2021, note l'AIE.

Fondamentalement, les émissions diminueraient même si les pompes à chaleur dépendent souvent de la combustion de combustibles fossiles pour l'électricité, y compris sur des réseaux à forte intensité de charbon comme celui de la Chine. Ceci est dû au faitles pompes à chaleur sont entre trois et cinq fois plus efficaces que les chaudières à combustible fossile.

Les économies d'émissions tiennent également compte des fuites de gaz fluorés, de puissants gaz à effet de serre qui peuvent être libérés lors de la fabrication et de l'utilisation des pompes à chaleur.

L'AIE estime queles pompes à chaleur réduisent actuellement les émissions "d'au moins 20 %" par rapport à une chaudière à gaz "même lorsqu'elles fonctionnent avec de l'électricité à forte intensité d'émissions" . Cela peut monter jusqu'à 80% lors de l'exécution sur une grille plus propre.

Cela peut être vu dans la figure ci-dessous, qui montre le Canada comme un exemple de réseau relativement faible en carbone et la Chine comme un réseau avec une intensité d'émissions plus élevée en raison de sa dépendance au charbon.

Les barres jaunes montrent les émissions d'une chaudière à gaz par unité de chaleur fournie. Les émissions d'une pompe à chaleur avec "fuite totale" de gaz fluorés dans l'environnement sont encore bien inférieures à celles d'une chaudière à gaz. Les barres vertes indiquent les émissions des pompes à chaleur utilisant des réfrigérants à base d'hydrocarbures (HC).

Émissions de gaz à effet de serre par mégawattheure (MWh) de production de chaleur utile pour les chaudières à gaz (jaune) et les pompes à chaleur (bleu et vert) en fonction des différentes options de réfrigérant. Les barres bleu foncé indiquent des taux relativement élevés de fuite de gaz F, tandis que les barres bleu clair et verte indiquent des options à faibles émissions / SOURCE : AIE

Le tableau ci-dessous à gauche montre les économies globales d'émissions dues au chauffage des locaux et de l'eau dans les bâtiments dans le cadre de l'APS. Les émissions liées à l'électricité diminuent même si la demande de chauffage électrique augmente en raison des pompes à chaleur, en raison du passage plus large à l'énergie à faible émission de carbone dans l'APS.

Le graphique de droite montre que si les pompes à chaleur sont essentielles pour réduire les émissions dans l'APS,les mesures d'efficacité énergétique dans les maisons sont responsables d'une plus grande partie des réductions.

Émissions mondiales de CO2 provenant du chauffage des locaux et de l'eau dans les bâtiments dans l'APS, 2021-2030 / SOURCE : AIE

Selon l'AIE, les prix élevés du gaz ont rendu les pompes à chaleur beaucoup plus compétitives par rapport aux chaudières à gaz conventionnelles en termes de coûts de fonctionnement.

Les pompes à chaleur avaient déjà des coûts de fonctionnement inférieurs à ceux des chaudières à gaz dans de nombreux pays avant la crise énergétique mondialeet les prix élevés de l'essence ont encore accru cet avantage, comme le montre le graphique ci-dessous.

L'AIE souligne que pour les ménages à faible revenu,les économies peuvent représenter 2 à 6 % du revenu de leur ménage, ce qui signifie que les pompes à chaleur "peuvent résoudre de manière significative la pauvreté énergétique".

Économies sur la facture énergétique, $, pour les ménages passant d'une chaudière à gaz à une pompe à chaleur dans des régions/pays sélectionnés, 2021 et 2022 / SOURCE : AIE

Ces coûts d'exploitation réduits signifient queles pompes à chaleur sont souvent déjà en concurrence avec les chaudières à gaz sur la base du coût global de possession, malgré des coûts d'installation plus élevés.

Le graphique ci-dessous montrant les"coût actualisé" du chauffage et du refroidissement - y compris l'équipement et l'installation, ainsi que les coûts d'exploitation et de maintenance– démontre queles pompes à chaleur air-air sont déjà moins chères que les alternatives au gaz sur plusieurs grands marchés du chauffage.

Certains, comme le Royaume-Uni et le Canada, ont encore besoin de subventions pour rendre les pompes à chaleur compétitives.

Coût actualisé du chauffage et du refroidissement, en dollars par mégawattheure (MWh) des pompes à chaleur résidentielles air-air et air-eau et des alternatives, y compris les chaudières à gaz et les chaudières à gaz combinées à la climatisation, dans certains pays, 2021. Les points jaunes indiquent l'impact des subventions sur les coûts actualisés / SOURCE : AIE

Les pompes à chaleur sont une perspective plus attrayante que les chaudières à gaz pour de nombreuses raisons, selon l'AIE. Non seulement ils sont trois à cinq fois plus économes en énergie, mais ils sont souvent capables deservir de climatiseurs pour les 2,6 milliards de personnes vivant dans des régions nécessitant à la fois du chauffage et de la climatisationd'ici 2050.

En revanche, l'AIE estrejet de l'hydrogène comme alternative à faible émission de carbone aux chaudières à gaz . Le rapport indique qu'il aura un "rôle négligeable" dans le mélange de combustibles pour le chauffage des locaux et de l'eau de l'APS d'ici 2030. Il déclare :

"L'une des principales raisons est que, lorsqu'on tient compte des pertes d'énergie associées à la conversion, au transport et à l'utilisation de l'hydrogène, les technologies de l'hydrogène utilisées dans les bâtiments sont beaucoup moins efficaces que les pompes à chaleur et les autres options disponibles."

Malgré les avantages des pompes à chaleur, le rapport reconnaîtobstacles posés par leurs coûts initiaux élevés.

Comme le montre le tableau ci-dessous, dans un petit nombre de pays, les pompes à chaleur air-air peuvent déjà être moins chères à installer que les chaudières à gaz, mais pour la plupart, l'AIE dit"les subventions restent essentielles pour accroître la compétitivité des unités air-eau et géothermiques".

Coût d'équipement et d'installation du modèle le moins cher des principales technologies de chauffage résidentiel dans certains pays, 2022. Les points jaunes indiquent l'impact des subventions sur les coûts / SOURCE : AIE

Dans l'ensemble, l'APS nécessite un"énorme augmentation" des dépenses d'équipement et d'installation par les propriétaires d'immeubles - un triplement de l'investissement d'ici 2030 à 350 milliards de dollars.

C'est160 milliards de dollars de plus que les coûts d'installation de systèmes de chauffage conventionnels tels que les chaudières à gaz , précise l'AIE. Cependant, il note qu'une grande partie de cet investissement supplémentaire est déjà couverte par des incitations gouvernementales. De plus, leles coûts supplémentaires seront remboursés par les économies de carburant:

"[L]es coûts supplémentaires [d'investir dans un passage aux pompes à chaleur] sont compensés par les économies de carburant à l'échelle de l'économie, en particulier si la crise énergétique mondiale se poursuit."

Dans l'APS,emploidans l'industrie des pompes à chaleur triple environ, atteignant 1,3 million de travailleurs en 2030.

Toutefois, le rapport met en garde contre la nécessité deprogrammes de formation , en partie couverte par des fonds publics, afin de garantir la disponibilité d'un nombre suffisant de travailleurs. Il note également quede nombreuses compétences pertinentes sont interchangeables avec l'industrie du chauffage à combustible fossile, ce qui signifie que les gens pourraient être recyclés.

Enfin, l'APS permet non seulement de réduire les émissions de gaz à effet de serre, mais aussiréduit les principaux polluants atmosphériquesqui peuvent nuire à la santé des personnes.

Dans l'ensemble, l'AIE conclut que cette voie entraînerait une réduction de 15 à 40 % de ces émissions et réduirait également d'autres risques associés à la combustion de carburant tels que les fuites de monoxyde de carbone, les explosions et les risques d'incendie.

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Josh Gabbatissest journaliste climat et énergie àCulotte Carbone

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