Un mix énergétique adapté aux petites collectivités

Publié le: 23 janvier 2020 / mise à jour du: 17 août 2020 - Auteur: Konrad Wolfenstein

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Outil Fraunhofer pour la transition énergétique communale

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Énergie solaire, géothermie ou photovoltaïque : quelle forme d’approvisionnement énergétique est la mieux adaptée à la communauté ? Les représentants des petites communautés sont confrontés à une énorme quantité d’informations, ce qui, dans de nombreux cas, accroît l’incertitude existante. Un nouvel outil en ligne de Fraunhofer fait désormais la lumière sur cette jungle et détermine le mix énergétique optimal pour chaque individu, y compris les options de financement.

© Open Data Thuringe | ville virtuelleSYSTEMS GmbH | Mise en page : Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Visualisation des besoins en chaleur de la commune de Neumark (486 habitants) dans une grille de 100 x 100 m. Les couleurs sombres indiquent un besoin thermique élevé. Les résultats ont été estimés en fonction des structures du bâtiment.

La transition énergétique arrive. Cependant, les représentants des petites communautés ne savent souvent pas à quoi cela pourrait ressembler exactement pour eux. Énergie solaire, photovoltaïque ou géothermie ? Qu'est-ce qui a du sens et dans quelle mesure ces technologies peuvent-elles contribuer à l'approvisionnement énergétique de la communauté ? Qu’en est-il d’un éventuel financement ?

L'outil logiciel analyse les besoins et les possibilités

Un outil de la division Applied Systems Technology AST de l'Institut Fraunhofer pour l'optronique, la technologie des systèmes et l'analyse d'images IOSB, que les chercheurs ont développé dans le cadre du projet « Ingénierie énergétique et modélisation économique modTRAIL », entre en jeu ici. «Grâce à notre logiciel, les maires des petites communes peuvent s'informer sur les possibilités techniques dans le domaine de la transition énergétique et les financements correspondants – adaptés individuellement à la commune», explique Liane Rublack, scientifique au Fraunhofer IOBS-AST. "Il n'est pas nécessaire que la chaleur et l'électricité soient produites à 100 % à partir de sources renouvelables ; l'outil s'appuie plutôt sur un mix énergétique de systèmes de production conventionnels et renouvelables."

Les chercheurs testent déjà l'outil dans quatre communautés modèles de Thuringe comptant moins de dix mille habitants - plus précisément à Kahla, Werther, Neumark et Großobaren. Pour les décideurs des communautés, cela ressemble à ceci : ils saisissent d'abord le nom de leur communauté et reçoivent ensuite des informations plus détaillées sur les besoins en électricité et en chauffage de leur région. Ils exposent ensuite leurs souhaits pour l'avenir de l'approvisionnement en électricité et en chaleur. Sur quelles technologies souhaiteriez-vous vous appuyer et lesquelles préféreriez-vous exclure ? Il existe de nombreuses options parmi lesquelles choisir, comme l'énergie solaire et éolienne, l'électricité et le stockage de chaleur, les chaudières fioul et gaz à condensation, les pompes à chaleur à air et les pompes à chaleur géothermiques. L'outil demande également des demandes concernant d'autres facteurs. L'accent est-il mis sur la réduction des émissions de CO2 ou plutôt sur les coûts d'approvisionnement en énergie ? Ainsi, les maires ou d'autres décideurs reçoivent des informations sur ce à quoi pourrait ressembler un mix énergétique et systémique qui répond aux objectifs fixés, par exemple composé de systèmes photovoltaïques, de stockage d'électricité et de chaleur et de centrales de production combinée de chaleur et d'électricité. Les informations comprennent également les coûts d'installation et d'exploitation, les coûts d'approvisionnement en énergie, la quantité d'émissions de CO2 et les options de financement.

«Nous voulons utiliser notre outil pour lancer le bal et montrer aux maires des petites communautés le potentiel que les sources d'énergie renouvelables offrent pour leur localité», explique Rublack. Comme données de base pour l'outil, les chercheurs du Fraunhofer IOSB-AST ont utilisé des profils de charge standard pour les ménages ainsi que les séries chronologiques pour les sources d'énergie renouvelables stockées par le service météorologique allemand - en l'occurrence celles de la station météorologique de Thuringe près d'Erfurt-Weimar. . Pour les communes de Thuringe de moins de 10 000 habitants, les données nécessaires sont déjà stockées dans le système. Toutefois, l’outil peut également être utilisé dans d’autres Länder disposant des données pertinentes.

Surmonter les barrières à l’entrée

Ce modèle d'optimisation doit être intégré en tant que composant (module) dans le logiciel en ligne du projet commun TRAIL. L'objectif spécifique du projet commun « Transformation dans les zones rurales (TRAIL) » est de disposer d'un outil facile à utiliser qui contribue à motiver un grand nombre de petites communautés à aborder de manière intensive les questions d'approvisionnement énergétique efficace. Il convient notamment de surmonter les obstacles à l’entrée que représentent les ressources humaines et financières limitées. Un outil logiciel en ligne est en cours de développement qui génère des déclarations initiales sur la consommation d'électricité et de chaleur dans les communautés et suggère des recommandations pour des actions ultérieures, principalement sur la base de données SIG accessibles au public, de données de recensement et d'autres bases de données existantes.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Les communes participantes peuvent élaborer des mesures pour leur transition énergétique régionale à l'aide de l'outil en ligne innovant TRAILstarter : www.trail-energie.de

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Énergie solaire, géothermie ou photovoltaïque : quelle forme d’approvisionnement énergétique est la mieux adaptée à la collectivité ? Les représentants des petites communautés sont confrontés à une grande quantité d’informations, ce qui, dans bien des cas, accroît l’incertitude existante. Un outil en ligne innovant de Fraunhofer met désormais en lumière cette jungle et détermine le mix énergétique optimal pour chaque individu, y compris les options de financement.

© Open Data Thuringe | ville virtuelleSYSTEMS GmbH | Mise en page : Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Demande de chaleur visualisée de la commune de Neumark (486 habitants) dans une grille de 100 x 100 m. Les couleurs sombres indiquent une demande de chaleur élevée. Les résultats ont été estimés en fonction des structures du bâtiment.

Le tournant énergétique est imminent. Cependant, les représentants des petites communautés se demandent souvent à quoi cela pourrait ressembler exactement pour eux. Énergie solaire, photovoltaïque ou géothermie ? Qu'est-ce qui a du sens et dans quelle mesure ces technologies peuvent-elles contribuer à l'approvisionnement énergétique de la communauté ? Qu’en est-il d’éventuelles subventions ?

L'outil logiciel analyse les besoins et les possibilités

C'est là qu'un outil de l'unité AST de technologie des systèmes appliqués du Fraunhofer Institute for Optronics, Systems Engineering and Image Exploitation IOSB entre en jeu, que les chercheurs ont développé dans le projet «Modtrail Energy Technology and Economic Modélisation». «Avec nos logiciels, les maires de petites communautés peuvent les informer sur les possibilités techniques dans le domaine de la transformation du système énergétique et des subventions correspondantes - et ces informations sont un fret individuel à la communauté», explique Lianen Rublack, scientifique de Fraunhofer IOBS-AST. «La chaleur et l'électricité ne doivent pas être générées à cent pour cent à partir de sources renouvelables, mais l'outil se concentre sur un mélange énergétique de génération conventionnelle et renouvelable.

Les chercheurs testent déjà l’outil dans quatre communes modèles de Thuringe comptant moins de dix mille habitants – plus précisément à Kahla, Werther, Neumark et Großobaren. Pour les décideurs des communes, la situation est la suivante : ils saisissent d'abord le nom de leur commune et reçoivent ensuite des informations plus détaillées sur les besoins en électricité et en chaleur de leur commune. Ils écrivent ensuite leurs souhaits concernant l'approvisionnement futur en électricité et en chaleur. Sur quelles technologies aimeraient-ils s’appuyer, lesquelles préféreraient-ils laisser de côté ? Il existe de nombreuses options parmi lesquelles choisir, comme l'énergie solaire et éolienne, l'électricité et le stockage de chaleur, les chaudières fioul et gaz à condensation, les pompes à chaleur à air et les pompes à chaleur géothermiques. L'outil interroge également les demandes concernant d'autres facteurs. L’accent est-il mis sur la réduction des émissions de CO2 ou plutôt sur les coûts d’achat de l’énergie ? Les maires ou d'autres décideurs reçoivent ainsi des informations sur ce à quoi pourrait ressembler un mix énergétique et végétal répondant aux objectifs fixés, composé par exemple d'installations photovoltaïques, de stockage d'électricité et de chaleur et de centrales de production combinée de chaleur et d'électricité. Les informations comprennent également les coûts d'installation et d'exploitation, les coûts d'approvisionnement en énergie, la quantité d'émissions de CO2 et les possibilités de subventions.

«Avec notre outil, nous voulons faire rouler le ballon et montrer aux maires des petites communautés le potentiel que les sources d'énergie renouvelables offrent à leur communauté», explique Rublack. Les chercheurs de Fraunhofer IOSB-AST ont utilisé des profils de chargement pour les ménages ainsi que les séries chronologiques pour les sources d'énergie renouvelables stockées par le service météorologique allemand dans ce cas la station météorologique de Thuringienne près d'Erfurt-weim-as les données de base pour l'outil. Pour les communautés de moins de 10 000 habitants en Thuringe, les données nécessaires sont déjà stockées dans le système.

Surmonter les barrières à l’entrée

Ce modèle d'optimisation doit être intégré en tant que composant (modules) dans le logiciel en ligne de la piste conjointe du projet. L'objectif concret du projet conjoint «Transformation dans les zones rurales (Trail)» est la disponibilité d'un outil facile-T-FROM qui aide à motiver un grand nombre de petites communautés pour traiter intensément les problèmes d'approvisionnement énergétique efficace. En particulier, le projet vise à surmonter les barrières d'entrée qui sont observées dans les ressources humaines et financières limitées. Un outil logiciel en ligne sera développé, qui utilise le primaire des données SIG accessibles au public, des données de recensement et d'autres bases de données existantes pour générer des déclarations initiales sur l'électricité et la consommation de chaleur dans les municipalités et pour suggérer des recommandations pour une action supplémentaire.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Grâce à l'outil en ligne innovant TRAILstarter, les communes participantes peuvent déduire des mesures pour la transformation de leur système énergétique régional : www.trail-energie.de