La consultation sur la norme Future Homes a proposé qu'une nouvelle exigence basée sur l'utilisation de l'énergie primaire soit intégrée aux prochaines réglementations de construction. Dans cet article, nous examinons comment l'utilisation de l'énergie primaire d'une maison pourrait être calculée, et ce qui est juste ou souhaitable pour le solaire.
L'énergie primaire est l'énergie trouvée dans la nature qui n'a pas subi de processus de transformation artificiel (d'origine humaine). L'électricité produite à partir de gaz, de pétrole, de charbon, de nucléaire ou de biomasse est une énergie secondaire – le combustible original trouvé dans la nature a été extrait, transporté et converti en électricité. Tout au long du processus, de l'énergie est utilisée ou perdue. Ainsi, pour livrer une unité d'électricité à votre domicile, un plus grand nombre d'unités d'énergie primaire est consommé.
Dans un précédent blog, j'ai expliqué le concept d'énergie primaire et de facteurs d'énergie primaire, voir Qu'est-ce que l'énergie primaire.
Le facteur d'énergie primaire (FEP) est une mesure du nombre d'unités d'énergie primaire nécessaires pour acheminer l'unité d'énergie finale jusqu'à votre habitation.
Ainsi, par exemple dans le SAP 10.1 (la méthode de calcul provisoire pour la prochaine réglementation thermique), l'énergie primaire du gaz naturel provenant du réseau de gaz est donnée comme 1,13, ce qui signifie que pour chaque kWh de gaz livré à votre habitation, du gaz d'une teneur énergétique de 1,13 kWh doit être extrait du sol. Ce chiffre est une moyenne pondérée du FEP pour toutes les différentes sources de gaz naturel qui constituent l'approvisionnement du Royaume-Uni – par exemple, le gaz extrait des puits de la mer du Nord, de Russie, des États-Unis et du Qatar.
Énergie primaire de l'électricité
L'électricité est encore plus complexe.
Le mix de production comprend des centrales électriques qui utilisent le gaz, le pétrole, le charbon, le plutonium et le bois comme matières premières, chacune avec des facteurs d'énergie primaire différents une fois qu'elles ont été converties dans une centrale thermique et transmises via le réseau de distribution électrique jusqu'à votre tableau de répartition.
En plus de ces sources d'électricité produites thermiquement, vous pouvez ajouter des énergies renouvelables à conversion directe telles que les éoliennes et les panneaux solaires photovoltaïques. La convention est que, puisque l'énergie naturelle qu'elles convertissent est illimitée, le FEP pour l'énergie produite de cette manière est de 1,0 au point de production.
Ainsi, le mix de production d'électricité aboutit à un facteur d'énergie primaire moyen qui dépend des types de production d'électricité utilisés à tout moment. Le SAP 10.1 fait des hypothèses sur l'aspect du parc de production d'électricité du Royaume-Uni en 2020-25 et estime quelle sera la combinaison moyenne pour chaque mois de l'année. Le chiffre moyen sur l'année pour l'électricité du réseau au point d'utilisation est un FEP de 1,51.
Une habitation équipée de panneaux solaires photovoltaïques produira de l'électricité solaire. Parfois, l'électricité solaire dépassera la consommation électrique de la maison et l'électricité sera réinjectée sur le réseau de distribution où d'autres bâtiments l'utiliseront, c'est ce qu'on appelle l'exportation.
De plus en plus, les habitations équipées de systèmes solaires sont également dotées d'autres technologies qui permettent au bâtiment de retenir davantage l'électricité solaire produite et de minimiser la quantité exportée vers le réseau. Ces dispositifs comprennent des délesteurs solaires qui envoient la production excédentaire à un chauffe-eau à immersion pour chauffer l'eau d'un ballon d'eau chaude, le stockage sur batterie pour conserver l'électricité produite pendant la journée pour une utilisation le soir et des chargeurs de voiture intelligents qui optimisent la recharge des voitures pour utiliser au maximum l'énergie renouvelable auto-produite.
Parmi ces trois technologies, le SAP 10.1 prévoit des dispositions pour les délesteurs PV et le stockage sur batterie, mais ne donne pas de crédit lorsque les deux sont utilisés dans la même habitation.
La consommation d'énergie primaire d'une habitation
L'énergie primaire consommée par une habitation est calculée en additionnant le total des différents types d'énergie utilisés par la maison, chacun multiplié par le facteur d'énergie primaire (FEP) correspondant à ce type d'énergie.
Consommation d'énergie primaire et solaire
La réglementation thermique se concentre à juste titre sur la consommation nette d'énergie primaire sur l'année – qui prend en compte les flux d'énergie entrants et sortants du bâtiment et permet la production d'énergie au sein du bâtiment. Étant donné que le système solaire photovoltaïque fait partie du bâtiment, les flux d'énergie solaire qui traversent la limite ne consistent qu'en la production solaire exportée vers le réseau. (Voir image)
L'énergie solaire produite par le bâtiment et utilisée dans le bâtiment réduit la consommation d'électricité du bâtiment. Ainsi, le premier avantage de l'installation d'un système solaire sur une habitation pour l'énergie primaire nette utilisée est l'énergie solaire conservée dans le bâtiment multipliée par le facteur d'énergie primaire de la consommation d'électricité évitée – le FEP de l'électricité du réseau.
Le deuxième avantage d'un système solaire sur une habitation est que l'énergie solaire exportée de la maison est un flux d'énergie négatif et devrait réduire la consommation nette d'énergie primaire de la maison. Le gouvernement a suggéré lors de la consultation que le FEP pour cette électricité exportée devrait être de 0,51.
Pourquoi pas un FEP de 1,0 ? C'est le facteur d'énergie primaire pour l'électricité d'origine solaire au point de production (avant les pertes de transmission). Une question posée à l'équipe en charge du SAP a reçu cette explication :
Étant donné que l'électricité du réseau a un FEP de 1,51 et que l'électricité solaire a un FEP de 1,0, le bénéfice net de l'électricité exportée est de 1,51 – 1,0 = 0,51 par unité d'électricité exportée.
En effet, ce qu'ils disent, c'est que cette unité d'électricité d'origine solaire avec un FEP de 1,0 alimente un bâtiment voisin et évite à ce bâtiment d'utiliser de l'électricité provenant du mix de production du réseau avec un FEP de 1,51, donc le bénéfice net (pour le réseau) de l'électricité exportée est de 0,51.
Je peux voir qu'il y a une logique à cela, mais dans l'ensemble, je pense que l'énergie primaire nette du bâtiment peut et doit considérer le bâtiment et non le réseau – cela signifie que les flux d'énergie qui traversent la limite du bâtiment sont ceux qui comptent. Contrairement aux émissions de carbone où l'on ne peut pas appliquer une économie de carbone à l'électricité exportée sans considérer les émissions de carbone évitées là où cette énergie est utilisée, l'énergie primaire pour l'énergie solaire a une valeur convenue pour le PEF, et cette valeur est de 1,0.
Le PV connecté au réseau alimente le réseau à 1,0, pourquoi la microgénération devrait-elle être traitée différemment ?
Le gouvernement est désireux de promouvoir l'adoption de technologies intelligentes telles que les dérivateurs PV, les ballons d'eau chaude intelligents et le stockage par batterie, tout comme l'industrie solaire.
Un PEF inférieur pour l'énergie solaire exportée ne crée-t-il pas un moteur plus puissant pour l'adoption de ces technologies dans les nouvelles constructions ? Assurément, plus le PEF de l'électricité exportée est bas, plus la valeur de l'installation d'équipements pour utiliser l'électricité solaire dans le bâtiment est grande ?
La réponse à cette question est oui, mais seulement jusqu'à un certain point. Si le calcul est configuré de telle manière que le solaire commence à paraître moins attrayant comme technologie pour respecter les réglementations de construction, les constructeurs de maisons pourraient ne pas l'utiliser du tout, et alors il n'y aura aucune incitation à ajouter des technologies intelligentes qui augmentent l'utilisation de l'énergie solaire.
Donner à l'exportation solaire un PEF de 1,0 crée toujours une incitation à utiliser des technologies intelligentes, mais sans diminuer de manière aussi significative les avantages du solaire photovoltaïque. De plus, il y aura de nouveaux critères d'abordabilité dans les réglementations de construction et cela créera une incitation à conserver l'énergie dans le bâtiment (économisant 16p/unité) plutôt que de l'exporter (ne rapportant que 5p/unité).
Le BRE et le DCLG devraient reconsidérer la logique derrière le traitement du solaire photovoltaïque dans le calcul de l'énergie primaire nette dans les réglementations de construction, car l'approche consultée risque de sous-estimer injustement les avantages de l'électricité solaire.
Ce blog a été publié pour la première fois sur Solar Blogger ici