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Aug 24, 2023

Le système de vapeur de Philly pourrait-il être une solution climatique ? Un fournisseur d'énergie fossile dit non

Sous les rues de Philadelphie se trouve un réseau de 41 milles de tuyaux transportant

Sous les rues de Philadelphie se trouve un réseau de conduites de 41 milles transportant de la vapeur à basse pression vers des dizaines de bâtiments du centre-ville.

Du bâtiment Wanamaker et de l'Université de Pennsylvanie au Philadelphia Museum of Art et aux nouvelles tours Comcast, tous sont chauffés par un système installé il y a environ 100 ans et appelé "la boucle de vapeur".

"C'est comme un anneau de vapeur, où vous avez un groupe de personnes connectées à cet anneau qui prend la vapeur et l'utilise", a déclaré Mike Ancona, directeur des opérations pour Vicinity Energy, une société de capital-investissement qui possède et exploite désormais le système de boucle de vapeur de Philadelphie.

La vapeur est toujours générée dans la même usine sur la rivière Schuylkill dans le quartier de Grays Ferry. Un bâtiment en briques rouges construit en 1915 abrite désormais des chaudières modernes à côté d'une installation de cogénération qui alimente le réseau en électricité, tout en utilisant l'excès de chaleur pour produire la vapeur qui chauffe les immeubles de bureaux du centre-ville.

L'usine est une étude de contrastes, et illustre l'évolution de la production électrique. Les hauts plafonds voûtés sont recouverts de tuiles et la maçonnerie détaillée indique une époque où l'électricité avait commencé à remplacer sérieusement l'éclairage au gaz.

"Ainsi, lorsque cet endroit a été construit, il y a environ 100 ans, ces chaudières fonctionnaient au charbon", a déclaré Ancona. "Si nous pouvions remonter dans le temps, il y aurait eu un tas de charbon de 60 000 tonnes ici."

L'usine brûlait à l'origine du charbon qui arrivait sur des barges fluviales ; il est ensuite passé à la combustion du pétrole pendant la Seconde Guerre mondiale. Contrairement aux centrales qui brûlent simplement une source de combustible pour produire de l'électricité, la cogénération utilise la chaleur résiduelle pour produire également de l'eau chaude, de l'eau réfrigérée et, dans ce cas, de la vapeur. La cogénération est donc plus efficace.

Aujourd'hui, l'usine de Vicinity brûle du gaz naturel transporté par des conduites souterraines détenues et exploitées par la Philadelphia Gas Works, propriété de la ville.

Vicinity se bat maintenant avec PGW, une autre institution centenaire, pour ses clients du centre-ville.

C'est un combat économique et commercial qui a aussi des implications climatiques.

PGW est sous pression pour décarboner – une tâche difficile pour une entreprise qui fournit des combustibles fossiles pour chauffer la majorité des bâtiments commerciaux et résidentiels de la ville. Environ un quart des clients résidentiels du service public vivent en dessous du seuil de pauvreté fédéral, et beaucoup ont du mal à payer leurs factures mensuelles. PGW a élargi sa clientèle commerciale plus fiable en convainquant les propriétaires d'immeubles de passer du système de vapeur de quartier aux chaudières individuelles au gaz naturel.

Mike Ancona est le directeur des opérations de l'usine de Vicinity Energy dans le sud de Philadelphie. Photo : Kimberly Paynter/WHYY

La majeure partie des émissions de gaz à effet de serre de Philadelphie provient des bâtiments. Et tandis que les émissions de ce secteur ont chuté d'environ un tiers entre 2006 et 2019, la ville attribue cela à l'amélioration de l'efficacité des appareils et à l'augmentation des énergies renouvelables alimentant le réseau électrique. La ville veut atteindre zéro émission nette de carbone d'ici 2050, ce qui serait difficile, tant que les bâtiments continueront à être chauffés au gaz naturel.

Vicinity Energy affirme avoir une bonne solution pour aider la ville à atteindre ses objectifs climatiques : décarboniser tous les bâtiments de la boucle de vapeur actuelle. Grâce à une combinaison de biocarburant, actuellement provenant de restaurants locaux, de "gaz naturel renouvelable" à partir de déchets organiques, ainsi que d'électricité générée par des énergies renouvelables telles que l'éolien et le solaire, il dit qu'il peut réduire considérablement ou éliminer l'utilisation du gaz naturel pour générer de la vapeur.

La société dit qu'elle prévoit d'installer une technologie de stockage de pointe comme le sel fondu ou la roche volcanique pour tirer parti des énergies renouvelables de jour comme de nuit. La centrale à vapeur énergétique de district de Vicinity à Boston s'oriente dans cette direction.

"Nous pouvons rapidement changer nos sources de carburant dès qu'elles sont disponibles", a déclaré Sara DeMille, responsable du marketing chez Vicinity. "Ainsi, dès que davantage de carburant biogénique sera disponible, nous pourrons l'assumer. Dès que le gaz naturel renouvelable sera disponible dans les quantités dont nous avons besoin, nous pourrons l'assumer."

Étant donné que la centrale fournit de l'électricité au réseau, elle peut également la recevoir de sources solaires et éoliennes, a déclaré DeMille.

Le PDG de Vicinity, Bill DiCroce, a déclaré que PGW propose des offres pour que les bâtiments passent de la vapeur de quartier aux chaudières à gaz, ce qui bloquerait l'utilisation des combustibles fossiles pendant des décennies. DiCroce admet que la vapeur de quartier est actuellement plus chère que le gaz naturel, mais dit qu'elle est moins chère que les autres énergies renouvelables.

"Les gens résolvent pour deux verts ; ils résolvent pour les dollars et le carbone", a déclaré DiCroce. "Différentes institutions, différentes personnes décident vers quel vert se pencher. Ainsi, ceux qui décident de se pencher vers l'alternative la moins chère prendront des décisions différentes de ceux qui essaient d'envisager un avenir moins intensif en carbone."

Alors que des institutions comme les universités s'engagent à atteindre le zéro net, a déclaré DiCroce, les systèmes de vapeur de district deviennent de plus en plus populaires.

Robert Thornton, président et chef de la direction de l'International District Energy Association, a déclaré que les systèmes connaissent une renaissance. Après que le Super Ouragan Sandy ait frappé la côte Est en 2012, les systèmes de chauffage et de refroidissement énergétiques du quartier sont restés en ligne malgré les pannes de courant. Des universités comme Princeton décarbonent leurs bâtiments simplement en changeant leur carburant, sans avoir à ajouter d'infrastructures supplémentaires, a déclaré Thornton.

"L'énergie de quartier est en fait une solution très élégante, en particulier pour les villes, les campus, les communautés et les groupes de bâtiments", a-t-il déclaré. "Cela permet aux bâtiments d'atteindre le zéro net."

En Amérique du Nord, 2,7 milliards de pieds carrés d'espace sont chauffés et/ou refroidis par des systèmes énergétiques de quartier. Environ 50 villes et villages de Pennsylvanie ont des boucles de vapeur, y compris Harrisburg et Pittsburgh. En Amérique du Nord, il existe environ 900 systèmes, les plus importants étant concentrés dans les anciennes villes de la côte Est comme Boston, New York et Baltimore. Thornton affirme que le passage de ces systèmes des combustibles fossiles à une énergie plus propre est un moyen plus rentable de réaliser l'électrification sans surcharger le système électrique actuel.

"Dans les quartiers d'affaires centraux ou les campus ou les systèmes de soins de santé ou tout endroit où la continuité des activités est importante, l'énergie de quartier est un atout très précieux", a déclaré Thornton. "Et je déteste voir Philadelphie se couper le nez pour contrarier son visage."

À l'intérieur de l'usine de Vicinity Energy dans le sud de Philadelphie, l'ancien rencontre le nouveau où une centrale de cogénération moderne se trouve à côté d'un bâtiment construit en 1915. Photo : Kimberly Paynter / WHYY

PGW ne dira pas combien d'entreprises sont passées aux chaudières à gaz individuelles, quel type d'infrastructure serait nécessaire pour remplacer la vapeur, comme de nouveaux gazoducs, ou quel type d'offres ils ont proposé aux clients de Vicinity. Mais un porte-parole a déclaré que la société était d'accord avec la décision de la ville de décarboniser les bâtiments et que le passage au gaz naturel est plus efficace, tandis que les systèmes à vapeur sont plus intensifs en carbone.

"Générer de nouvelles opportunités de revenus qui réduisent considérablement les émissions de carbone profite à tous les clients de PGW", a écrit le porte-parole de PGW, Richard Barnes, dans un e-mail. "Les spécifications des projets varient d'un projet à l'autre, mais l'intention générale est d'améliorer l'efficacité énergétique et de réduire la quantité d'énergie actuellement utilisée pour soutenir les objectifs d'action climatique de la ville, de l'État et du gouvernement fédéral. C'est un point positif."

Le PDG de Vicinity Energy, Bill DiCroce, affirme que la vapeur de quartier fournit une solution parfaite pour décarboner les noyaux urbains. Photo : Kimberly Paynter/WHYY

On ne sait pas comment l'augmentation de l'utilisation des chaudières au gaz naturel aiderait Philadelphie à atteindre son objectif de zéro net d'ici 2050 ; PGW ne fournirait aucune donnée lorsqu'on lui demanderait une explication. Barnes a déclaré que les solutions pour réduire l'utilisation du gaz naturel sont complexes, sans "solution unique".

"Pourtant, PGW est inébranlable dans son travail pour soutenir les objectifs énergétiques de la ville et nous nous soucions profondément de notre ville et de la capacité de nos clients à se permettre de chauffer en toute sécurité leurs maisons et leurs entreprises", a écrit Barnes. "Nous pensons qu'il est important pour la presse, ainsi que nos clients et parties prenantes, de savoir et de comprendre que dans presque tous les cas actuellement, l'utilisation sur site du gaz naturel est moins chère et plus économe en énergie que les alternatives telles que l'électricité et la vapeur."

PGW n'a pas répondu aux demandes de clarification de sa position. Mais les experts disent que les centrales combinées de chaleur et d'électricité, comme celle que Vicinity utilise pour produire à la fois de l'électricité et de la vapeur, sont considérées comme plus efficaces, car toute chaleur résiduelle n'est pas perdue, mais utilisée. Dans le cas de Vicinity, la chaleur résiduelle produit de la vapeur.

PGW a accepté d'explorer comment réduire son empreinte carbone. Elle a participé à l'élaboration de l'étude sur la diversification des entreprises, publiée en décembre, qui vise à aborder la question difficile de savoir comment la ville peut atteindre ses objectifs climatiques tout en possédant une entreprise de combustibles fossiles. Le rapport recommande une étude plus approfondie de trois voies futures distinctes pour la PGW : l'énergie géothermique, l'intempérisation élargie et la collecte des gaz d'égout ou des gaz d'enfouissement qui produisent du méthane.

Pourtant, comme WHYY l'a rapporté, les dirigeants de PGW ont été impliqués dans l'élaboration d'une législation étatique qui paralyserait la ville si elle voulait inciter ou forcer les bâtiments à s'électrifier.

Malgré l'engagement du président Joe Biden à lutter contre le changement climatique, deux grands clients de la vapeur de district qui ont décidé de passer à PGW sont la 30th Street Station d'Amtrak et le Independence Historical Park, qui est exploité par le National Park Service.

Ces deux exemples irritent les groupes environnementaux qui ont maintenant pris fait et cause pour eux. Le Clean Air Council a contacté Amtrak et le National Park Service dans un effort infructueux pour les convaincre de s'en tenir à l'énergie de quartier. Le PDG du Conseil, Joe Minott, critique également PGW pour l'expansion de l'utilisation du gaz naturel à un moment où, selon lui, le service public doit trouver des moyens de s'éloigner des combustibles fossiles.

"PGW doit se pencher sur un avenir de combustibles non fossiles, ce qui, évidemment, si vous êtes Philadelphia Gas Works, est vraiment difficile", a déclaré Minott. "En fait, ils font le contraire. Ils deviennent très agressifs pour essayer de trouver de nouveaux clients."

Minott est particulièrement frustré par le fait que dans le cas d'Amtrak et du National Park Service, il n'y a eu aucune tentative d'examiner l'impact sur les émissions de gaz à effet de serre, aucune audience publique ou possibilité de commenter, et aucun processus d'appel d'offres public. Le Clean Air Council a tenté d'obtenir des informations sur les contrats PGW avec Amtrak et le National Park Service, mais n'a pas été en mesure de le faire via des demandes de droit de savoir.

Un porte-parole d'Amtrak a déclaré que le passage des chaudières à vapeur de district aux chaudières au gaz naturel serait à la fois plus efficace et ferait économiser de l'argent au système de transport.

Les lignes électriques transportent l'électricité produite au gaz naturel à partir de la centrale de cogénération Vicinity Energy dans le sud de Philadelphie. L'usine de cogénération utilise l'excès de chaleur pour générer de la vapeur qui chauffe les immeubles de bureaux de Philadelphie vus au loin. Photo : Kimberly Paynter/WHYY

"La diversification des sources offre un chauffage plus fiable pour le bâtiment et offre des économies d'énergie significatives à Amtrak pendant la durée du contrat", a écrit la porte-parole d'Amtrak, Olivia Irvin, dans un e-mail. « Amtrak partage l'engagement de l'administration envers un avenir à faible émission de carbone et nous travaillerons pour intégrer les évaluations du carbone dans nos projets. À cette fin, nous travaillons en étroite collaboration avec [le développeur Plenary Infrastructure Philadelphia] pour quantifier l'impact social et environnemental des mises à niveau prévues.

Amtrak ne donnerait aucun autre détail sur le contrat ou sur toute évaluation environnementale qu'elle aurait pu faire. Le National Park Service n'a pas répondu aux multiples demandes de commentaires.

Joseph Ingrao, avocat au Clean Air Council, a déclaré qu'à un moment où l'administration Biden s'efforce d'encourager l'énergie propre par le biais du récent projet de loi budgétaire, le fait que les institutions fédérales abandonnent le système énergétique de district n'a aucun sens.

« Le gouvernement fédéral a promis plus de 14 millions de dollars pour installer ces chaudières au gaz naturel qui ne peuvent brûler que du gaz naturel pour le chauffage », a-t-il déclaré. "Ils créent ce coût irrécupérable de 14 millions de dollars, surtout s'il y aura de meilleures options dans cinq ans."

Et tandis que PGW s'est inquiété dans le passé que ses contribuables à faible revenu ne puissent pas se permettre de passer à l'énergie propre, Ingrao a déclaré que cette vision était à courte vue.

"PGW joue maintenant un jeu de poulet avec le changement climatique", a déclaré Ingrao. "Et un jour, il sera complètement impossible de continuer avec le gaz naturel. Et à long terme, cela ne fera que bloquer les contribuables à faible revenu. Ils vont se retrouver avec cela à un moment où il est encore plus difficile de changer que maintenant. "

À l'intérieur de l'usine de cogénération de Vicinity Energy dans le sud de Philadelphie. Une centrale de cogénération moderne utilise du gaz naturel pour produire de l'électricité. La chaleur excédentaire est utilisée pour produire la vapeur qui chauffe les bâtiments du centre-ville. Photo : Kimberly Paynter / POURQUOI

En plus de la concurrence pour les clients, les deux sont dans un différend juridique sur le coût de la distribution. Selon PGW, Vicinity obtient un accord à taux réduit pour l'utilisation de son pipeline, qui a été négocié il y a 25 ans et expirera à la fin de cette année. En conséquence, PGW affirme que d'autres contribuables subventionnent le système de boucle de vapeur de 250 millions de dollars par an et qu'il souhaite augmenter les frais que Vicinity paie pour la distribution.

Vicinity dit que c'est une comparaison des pommes aux oranges à faire, car il n'y a pas d'autres clients commerciaux similaires. La société souhaite acheter le pipeline utilisé pour distribuer son gaz pour 10 millions de dollars et payer un tarif plus élevé pour le transport hivernal, mais elle affirme que PGW a rejeté sa proposition.

"Si PGW acceptait l'offre de Vicinity d'acheter le pipeline", a déclaré DiCroce, "cela fournirait à PGW les ressources nécessaires pour faire face à ses propres défis, qui sont nombreux".

Vicinity a déposé une plainte auprès de la Commission des services publics en octobre 2021, alléguant un comportement prédateur et anticoncurrentiel concernant la hausse des frais proposée.

Cette histoire est produite en partenariat avec StateImpact Pennsylvania, une collaboration entre The Allegheny Front, WPSU, WITF et WHYY pour couvrir l'économie énergétique du Commonwealth.

30 septembre 2022 EpisodeStateImpact

Susan Phillips est journaliste pour StateImpact Pennsylvania, une collaboration entre WITF et WHYY couvrant l'impact fiscal et environnemental de l'économie énergétique en plein essor de la Pennsylvanie.