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Parc éolien
Maison solaire passive
Photo : DOE/NREL McFadden, Pam.
État des technologies État des technologies d’énergies propresd’énergies propres
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Photo : Nordex Gmbh
Cours d’analyse de projets d’énergies propresCours d’analyse de projets d’énergies propres
ObjectifObjectif
• Accroître l’intérêt pour les technologies Accroître l’intérêt pour les technologies d’efficacité énergétique et d’énergies d’efficacité énergétique et d’énergies renouvelablesrenouvelables Marchés
Applications typiques
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Production d’électricité à partir de déchets de bois
Photo : Warren Gretz, NREL PIX
Chauffage solaire de l’eau et photovoltaïque
Photo : Vadim Belotserkovsky
Efficacité énergétiqueEfficacité énergétique Utiliser moins de ressources pour un même
besoin énergétique
Énergie renouvelableÉnergie renouvelable Utiliser des ressources naturelles non
épuisables pour rencontrer un besoin énergétique
DéfinitionsDéfinitions
Maison solaire passive à isolation thermique renforcée
Photo : Jerry Shaw
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Technologies Technologies d’énergies propresd’énergies propres
Justifications des technologies Justifications des technologies d’énergies propresd’énergies propres
• EnvironnementaleEnvironnementale Changements climatiques
Pollution locale
• ÉconomiqueÉconomique Coûts globaux sur le
cycle de vie
Épuisement des ressources fossiles
• SocialeSociale Création d’emplois
Investissement local des ressources financières
Augmentation de la demande en énergie (3x d’ici 2050) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Source : National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997)
Caractéristiques communes Caractéristiques communes aux énergies aux énergies proprespropres
• Comparativement aux sources Comparativement aux sources d’énergies conventionnelles : d’énergies conventionnelles :
Coûts initiaux typiquement plus élevés
Coûts d’exploitation généralement plus faibles
Meilleures pour l’environnement
Souvent financièrement rentables après analyse du coût global sur la durée de vie
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Coût total d’un système de Coût total d’un système de production (ou de consommation) production (ou de consommation) d’énergied’énergie
• Coût totalCoût total coût d’achatcoût d’achat
• Coût total Coût total = = coût d’achatcoût d’achat
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
+ coûts annuels en carburant+ coûts annuels en carburant
+ frais annuels d’exploitation et + frais annuels d’exploitation et d’entretiend’entretien
+ coûts de remise en état majeure+ coûts de remise en état majeure
+ coûts de démantèlement+ coûts de démantèlement
+ coûts de financement+ coûts de financement
+ etc.+ etc.
Technologies d’énergies Technologies d’énergies renouvelables pour la production renouvelables pour la production d’électricitéd’électricité
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Centrale éolienneCentrale éolienneTechnologie et applicationsTechnologie et applications
• Nécessite de bons ventsNécessite de bons vents (>4 m/s à 10 m) régions côtières, crêtes arrondis et
plaines dégagées
• Applications :Applications :
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Southwest Windpower, NREL PIXPhil Owens, Nunavut PowerWarren Gretz, NREL PIX
Réseau isoléRéseau central Hors réseau
Centrale éolienne Centrale éolienne Marché Marché
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Source : Danish Wind Turbine Manufacturers Association, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World
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Éoliennes installées annuellement à travers le monde
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8 000Puissance mondiale cumulée (2003) : 39 000 MW(~ 20,6 millions de foyers @ 5 000 kWh/foyer/an et
facteur de puissance éolien de 30 %)
14 600 MW Allemagne 6 400 MW Espagne6 400 MW É.-U.3 100 MW Danemark
83 000 MW prévus pour 2007
Petite centrale Petite centrale hydroélectriquehydroélectriqueTechnologie et applicationsTechnologie et applications
• Types de Types de projets :projets :
Avec barrage Au fil de l’eau
• Applications :Applications :Réseau centralRéseau isoléHors réseau
Turbine Francis
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Petite centrale hydroélectrique Petite centrale hydroélectrique Marché Marché
• 19 % de l’électricité dans le monde est produite par de 19 % de l’électricité dans le monde est produite par de grandes et petites centrales hydroélectriquesgrandes et petites centrales hydroélectriques
• Échelle mondiale :Échelle mondiale : 20 000 MW développés (petite hydro < 10 MW) prévision : 50 000 à 75 000 MW en 2020
• Chine :Chine : 43 000 installations (petite hydro < 25 MW) 19 000 MW développés 100 000 MW économiquement réalisables
• Europe :Europe : 10 000 MW développés 4 500 MW économiquement réalisables
• Canada :Canada : 2 000 MW développés 1 600 MW économiquement réalisables Petite centrale
hydroélectrique
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.Source : ABB, Renewable Energy World, International Small Hydro Atlas
Installation photovoltaïque Installation photovoltaïque (PV)(PV)Technologie et applicationsTechnologie et applications
Photo : DOE/NREL Tsuo, Simon
Photo : DOE/NREL Strong, Steven
Système PV résidentiel
Pompage de l’eau au PV
Système PV résidentiel raccordé au réseau
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Installation photovoltaïque Installation photovoltaïque Marché Marché
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Source: PV News
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2003
Puissance mondiale cumulée (2003) : 2 950 MWp(~ 1,2 millions foyers @ 5 000 kWh/foyer/an)
Taux de croissance de 32 % en 2003
Installation annuelle de PV à travers le monde
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• Production simultanée de deux types ou plus d’énergie à Production simultanée de deux types ou plus d’énergie à partir d’une source unique d’énergie utiliséepartir d’une source unique d’énergie utilisée
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
CogénérationCogénération
Cogénération Cogénération Applications, combustibles et Applications, combustibles et équipementséquipements
Photo : Gaz Métropolitain
Photo : Rolls-Royce plc
Diverses applications Divers combustibles
Divers équipements
Photo : Gretz, Warren DOE/NREL
Biomasse pour la cogénération
Moteur à pistons pour la production d’électricité
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Cogénération Cogénération Applications Applications
• Bâtiments individuelsBâtiments individuels• Bâtiments commerciaux et Bâtiments commerciaux et
industrielsindustriels• Bâtiments multiplesBâtiments multiples• Systèmes d’énergies en réseau Systèmes d’énergies en réseau
(c.-à-d. (c.-à-d. communautés)communautés)
• Procédés industrielsProcédés industrielsPhoto : Urban Ziegler, RNCan
Photo : Urban Ziegler, RNCan Microturbine utilisée en serre
Photo : Urban Ziegler, RNCan
Cogénération, Kitchener City Hall
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Cogénération au gaz de décharge pour réseau de chauffage urbain, Suède
Cogénération Cogénération Types de combustiblesTypes de combustibles
• Combustibles Combustibles renouvelablesrenouvelables Résidus de bois Gaz de décharge Biogaz Sous-produits agricoles Bagasse Cultures à vocation
énergétique Etc.
• Combustibles fossilesCombustibles fossiles Gaz naturel Carburant diesel Etc.
• Énergie géothermiqueÉnergie géothermique
• HydrogèneHydrogènePhoto : Joel Renner, DOE/ NREL PIX
Photo : Gretz, Warren DOE/NREL
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Geyser
Biomasse pour la cogénération
• Dispositifs de Dispositifs de refroidissementrefroidissement Compresseurs Refroidisseurs à absorption Refroidissement naturel
• Production d'énergie Production d'énergie électriqueélectrique Turbines à gaz Turbines à gaz à cycle combiné Turbines à vapeur Moteurs à combustion interne Piles à combustible Etc.
• Dispositifs de chauffageDispositifs de chauffage Chaudières Récupérateurs de chaleur
Photo : Rolls-Royce plc
Photo : Urban Ziegler, RNCan
Dispositif de refroidissement
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Turbine à gaz
Cogénération Cogénération Équipements et technologiesÉquipements et technologies
RégionsRégions CapacitCapacitésés
CommentairesCommentaires
CanadaCanada 12 GW12 GW Principalement, pâtes et papiers et industrie Principalement, pâtes et papiers et industrie pétrolièrepétrolière
ÉUAÉUA 67 GW67 GW Croissance rapide, politiques de support à la Croissance rapide, politiques de support à la cogénérationcogénération
ChineChine 32 GW32 GW Principalement, cogénération au charbonPrincipalement, cogénération au charbon
RussieRussie 65 GW65 GW 30 % de l’électricité provient déjà de la 30 % de l’électricité provient déjà de la cogénérationcogénération
AllemagneAllemagne 11 GW11 GW Marché de la cogénération municipale en Marché de la cogénération municipale en croissancecroissance
Royaume UniRoyaume Uni 4,9 GW4,9 GW Forts incitatifs à l’utilisation des renouvelablesForts incitatifs à l’utilisation des renouvelables
BrésilBrésil 2,8 GW2,8 GW Systèmes énergétiques collectifs associés aux Systèmes énergétiques collectifs associés aux installations hors réseauinstallations hors réseau
IndeInde 4,1 GW4,1 GW Principalement, cogénération à la bagasse dans Principalement, cogénération à la bagasse dans l’industrie sucrièrel’industrie sucrière
Afrique du SudAfrique du Sud 0,5 GW0,5 GW Essentiellement, remplacement des centrales au Essentiellement, remplacement des centrales au charboncharbon
MondeMonde 247 GW247 GW Croissance prévue de 10 GW par annéeCroissance prévue de 10 GW par année
Source : World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Cogénération Cogénération MarchéMarché
Technologies d’énergies Technologies d’énergies renouvelables renouvelables pour le chauffage et la climatisationpour le chauffage et la climatisation
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Chauffage à la biomasseChauffage à la biomasseTechnologie et applicationsTechnologie et applications
Déchiquetage du bois
Chaufferie
Chauffage en réseau urbain ou individuel
Photo : Wiseloger, Art DOE/NREL
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Photo : Oujé-Bougoumou Cree Nation
• Combustion contrôlée du bois, Combustion contrôlée du bois, des résidus agricoles, des des résidus agricoles, des déchets municipaux, etc. pour déchets municipaux, etc. pour produire de la chaleurproduire de la chaleur
• Échelle mondiale :Échelle mondiale : La combustion de la biomasse fournit 11 % des
besoins globaux en énergie (BGE) Plus de 20 GWth de capacité installée en
systèmes de combustion contrôlée de la biomasse
• Pays en voie de développement :Pays en voie de développement : Cuisson, chauffage Pas toujours durable Afrique : 50 % des BGE Inde : 39 % des BGE Chine : 19 % des BGE
• Pays industrialisés :Pays industrialisés : Chaleur, électricité, poêles à bois Finlande : 19 % des BGE Suède : 16 % des BGE Autriche : 9 % des BGE Danemark : 8 % des BGE Canada: 4 % des BGE É.U. : 68 % de tous les renouvelables
Source : Ingwald Obernberger propos repris de la Chamber of Agriculture and Forestry, Lower Austria
Photo : Ken Sheinkopf/ Solstice CREST
Chambre de combustion
Source : IEA Statistics– Renewables Information 2003, Renewable Energy World 2002/2003
Chauffage à la biomasse Chauffage à la biomasse Marché Marché
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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8 000
Nouvelles installations de petitssystèmes (< 100 kW) de chauffage à la biomasseen Autriche
Chauffage solaire de l’airChauffage solaire de l’airTechnologie et applicationsTechnologie et applications
• Capteurs sans vitrage Capteurs sans vitrage
pour le préchauffage pour le préchauffage de l’air de ventilationde l’air de ventilation
• L’air froid est chauffé L’air froid est chauffé lorsqu’il passe à lorsqu’il passe à traverstraversles petites perforations les petites perforations d’une plaque d’une plaque absorbante absorbante (Solarwall(SolarwallMCMC))
• Un ventilateur injecteUn ventilateur injectecet air préchauffé à cet air préchauffé à l’intérieur du bâtimentl’intérieur du bâtiment
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
• Pré-chauffage de l’air de Pré-chauffage de l’air de ventilation de bâtiments ventilation de bâtiments demandant de grands débits d’air demandant de grands débits d’air fraisfrais
• Aussi pour le chauffageAussi pour le chauffagede l’air de procédé de l’air de procédé (p. ex. : séchage des récoltes)(p. ex. : séchage des récoltes)
• Financièrement rentableFinancièrement rentablepour des constructionspour des constructionsneuves ou lors deneuves ou lors derénovations majeuresrénovations majeures
Chauffage solaire de l’air Chauffage solaire de l’air Marché Marché
Bâtiments industriels
Photo : Conserval Engineering
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Séchoir solaire pour les récoltes
Photo : Conserval Engineering
Chauffage solaire de l’eau Chauffage solaire de l’eau Technologie et applicationsTechnologie et applications
• Capteurs vitrés ou sans vitrageCapteurs vitrés ou sans vitrage
• Stockage thermique (réservoir ou piscine)Stockage thermique (réservoir ou piscine)
Piscines ou bâtiments commerciaux / institutionnels
Pisciculture - Production d’alevins de saumon
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Chauffage solaire de l’eau Chauffage solaire de l’eau Marché Marché
• Plus de 30 millions m² de capteurs Plus de 30 millions m² de capteurs installés dans le monde installés dans le monde
• Europe :Europe :
10 millions de m² de capteurs installés
Taux de croissance annuel : 12 %
Leaders : Allemagne, Autriche, Grèce
Objectif européen : 100 millions de m² en 2010
• Marché mondial fort pour Marché mondial fort pour les chauffe-piscines solairesles chauffe-piscines solaires
• Plus de 35 000 systèmes aux BarbadesPlus de 35 000 systèmes aux Barbades
Piscines et chauffe-eau résidentiels
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Bâtiments résidentiels
Photo : Chromagen
Source: Renewable Energy World, Oak Ridge Laboratory
• Fournit de 20 à 50 % de Fournit de 20 à 50 % de l’énergie thermique l’énergie thermique durant la saison de durant la saison de chauffage chauffage
• Gains solaires Gains solaires disponibles via des disponibles via des fenêtres hautes fenêtres hautes efficacités exposées au efficacités exposées au soleil (face à l’équateur)soleil (face à l’équateur)
• Stockage de chaleur Stockage de chaleur dans la structure du dans la structure du bâtiment bâtiment
• Ombrages pour éviter Ombrages pour éviter les surchauffes durant les surchauffes durant l’étél’été
Hiver
Été
Photo : Fraunhofer ISE (du site Internet Siemens Research and Innovation)
Chauffage solaire passif d’appartements
Chauffage solaire passifChauffage solaire passifTechnologie et applicationsTechnologie et applications
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Chauffage solaire passif Chauffage solaire passif Marché Marché
• L’utilisation de fenêtres hautes L’utilisation de fenêtres hautes efficacités est une forme de efficacités est une forme de chauffage solaire passif - chauffage solaire passif - usage standard aujourd’huiusage standard aujourd’hui
• Surcoûts faibles à négligeables Surcoûts faibles à négligeables pour des constructions pour des constructions neuves :neuves : Fenêtres plus efficaces Orientation du bâtiment Ombrage adéquat
• Financièrement rentable pour Financièrement rentable pour de nouvelles constructions ou de nouvelles constructions ou lors de rénovationslors de rénovations
Bâtiments commerciaux
Photo : Gretz, Warren DOE/NREL
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Bâtiments résidentiels
Photo : DOE/NREL
Pompes à chaleur Pompes à chaleur géothermiquegéothermiqueTechnologie et applicationsTechnologie et applications
• Chauffage et climatisation des Chauffage et climatisation des locaux/eau chaudelocaux/eau chaude
• L’électricité est la source L’électricité est la source d’énergie qui opère le cycle de d’énergie qui opère le cycle de compression/détente du fluide compression/détente du fluide frigorigènefrigorigène
• La chaleur est retirée du sol en La chaleur est retirée du sol en hiver et rejetée dans le sol en hiver et rejetée dans le sol en étéété
Boucle fermée horizontale
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Boucle fermée verticale
Pompes à chaleur Pompes à chaleur géothermique Marchégéothermique Marché
Secteur commercial, institutionnel ou industriel
Photo : Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL
PCG résidentielle • Échelle mondiale :Échelle mondiale : Plus de 800 000 unités installées
Capacité totale 9 500 MWth
Taux de croissance annuel de 10 %
• É.U. : 50 000 installations/anÉ.U. : 50 000 installations/an• Suède, Allemagne, Suisse : Suède, Allemagne, Suisse :
principaux marchés européens principaux marchés européens
• Canada :Canada : Plus de 30 000 systèmes
résidentiels installés Plus de 3 000 systèmes
installés dans des bâtiments industriels ou commerciaux
435 MWth installés © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Photo : David and Associates DOE/NREL
Photo : Robb Williamson/ NREL Pix
Système d’éclairage naturel et efficaceSystème de réfrigération efficace d’aréna
Autres technologies Autres technologies d’énergies propres d’énergies propres commercialescommerciales• Carburants : éthanol et biodiésel Carburants : éthanol et biodiésel • Systèmes de réfrigération Systèmes de réfrigération
efficacesefficaces• Moteurs à vitesse variableMoteurs à vitesse variable• Systèmes d’éclairage naturel et Systèmes d’éclairage naturel et
efficaceefficace• Récupération de chaleur sur Récupération de chaleur sur
systèmes de ventilationsystèmes de ventilation• AutresAutres
Résidus agricoles pour production de carburants
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Technologies d’énergies Technologies d’énergies propres en émergencespropres en émergences
• Énergie solaire thermiqueÉnergie solaire thermique
• Énergie thermique Énergie thermique des des océansocéans
• Énergie marémotriceÉnergie marémotrice
• Énergie des courants Énergie des courants océaniquesocéaniques
• Énergie des vaguesÉnergie des vagues
• etc.etc.
Photo : Gretz, Warren DOE/NREL
Photo : Sandia National Laboratories DOE/NREL
Centrale thermique à capteurs solaires paraboliques
Centrale thermique à champ d’héliostats
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
• Des applications Des applications rentables existentrentables existent
• Il y a eu de nombreux Il y a eu de nombreux succèssuccès
• Le marché est en Le marché est en croissancecroissance
• Les ressources Les ressources d’énergies d’énergies renouvelables et les renouvelables et les opportunités d’efficacité opportunités d’efficacité énergétique sont énergétique sont disponiblesdisponibles
ConclusionsConclusions
Photo : Ross, Michael
Photo : Price, Chuck
Système hybride PV-éolien de Parcs Canada (Arctique à 81°N)
Téléphone au PV
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Installation d’éolienne de 600 kWPhoto : Nordex Gmbh
QuestionsQuestions??
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Module Introduction – État des technologies d’énergies propresCours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen®
International
www.retscreen.netwww.retscreen.netPour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :
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