ARCHIVÉE - L’incidence des MCE des générateurs de chaleur sur la consommation d'électricité et de gaz

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Résumé

À Ottawa, au Canada, le Centre canadien des technologies résidentielles a mené une étude visant à évaluer l’effet d’un moteur à commutateur électronique (ECM*) sur la consommation d’électricité et de gaz naturel. L’étude avait pour objectifs particuliers ce qui suit : faire la démonstration des capacités d’une technologie à base d’ECM à économiser de grandes quantités d’énergie électrique par déplacement d’air à l’intérieur de systèmes de chauffage et de climatisation à air forcé ; établir la quantité supplémentaire de gaz naturel nécessaire durant les périodes de climatisation. Pour toutes ces données, il fallait tenir compte des conditions climatiques caractérisant habituellement les périodes de chauffage de l’hiver canadien.

Afin de démontrer que leur fonctionnement était presque semblable pendant 17 jours au cours de la saison de chauffage et 29 jours au cours de la saison d’air climatisé, les deux maisons du Centre canadien des technologies résidentielles ont fait l’objet d’une comparaison de référence. Dans les deux cas, les maisons étaient dotées de moteurs de ventilateur avec condensateur auxiliaire permanent.

La vérification pendant les 29 jours de la saison chaude s’est faite précisément entre le 15 février et le 25 mai 2002. Il a alors été clairement démontré une réduction substantielle de la consommation d’électricité et une hausse correspondante de la consommation de gaz naturel. La vérification pendant les 41 jours de la saison de climatisation s’est faite précisément entre le 1er août et le 3 octobre 2002. Il a alors été démontré une réduction dans la consommation d’électricité, tant pour ce qui est du ventilateur de la chaudière que pour le compresseur du système d’air climatisé.

Le modèle de simulation énergétique HOT2000 a servi à généraliser les résultats obtenus dans une année entière, cela dans le cas de chaudières à moyenne et à grande efficacité installées dans divers types de maisons construites sur le territoire de quatre villes canadiennes. Les types de maisons sont les suivants : la Maison R-2000, la maison neuve courante, la maison déjà construite courante, la maison jumelée courante et la maison jumelée courante dotées de moteurs de ventilateurs de 1/3 de ch. (Toutes les autres maisons sont dotées de moteurs de ½ de ch.) Les quatre villes concernées sont Winnipeg, Toronto, Ottawa et Moncton.
Si l’on excepte les maisons jumelées courantes dotées de moteurs de ventilateurs de 1/3 de ch, les résultats obtenus dans le cas de maisons où fonctionnent des moteurs de ventilateurs selon un mode de circulation continue se résument ainsi :

  • Dans tous les cas de figure, les économies d’énergie électrique atteignent les 1 500 kWh par année. Pour ce qui est des maisons dénuées de systèmes d’air climatisé, on a découvert que ces économies atteignaient les 1 535 kWh par année dans une maison neuve construite à Ottawa et dans une maison déjà construite de Toronto contre 1 823 kWh par année dans une maison jumelée de Moncton. Avec l’air climatisé, les économies obtenues atteignent 2 795 kWh par année dans une maison déjà construite de Winnipeg contre 2 991 kWh par année dans une maison jumelée de Moncton. En pourcentage de l’électricité consommée dans la maison tout entière, les économies atteignaient de 13 à 18 p. 100 sans air climatisé, et de 20 à 25 p. 100 avec air climatisé. Les économies réalisées au chapitre de l’électricité ne sont pas dépendantes de l’efficacité énergétique des chaudières concernées.
  • Dans tous les cas, la consommation de gaz naturel consécutive à la présence d’un ECM est plus élevée de 150 m3 par année. Elle s’échelonne de 152 m3 par année dans une Maison R-2000 de Toronto munie d’une chaudière à haut rendement énergétique à 222 m3 par année dans une maison déjà construite de Moncton munie d’une chaudière à moyen rendement énergétique. La hausse en pourcentage dans la consommation de gaz naturel pour une maison tout entière s’échelonne de la manière suivante : elle est de 4,7 p. 100 dans une maison courante déjà construite d’Ottawa munie d’une chaudière au gaz à haut rendement énergétique contre 9,7 p. 100 dans une Maison R-2000 et une maison jumelée de Moncton munies de chaudières à moyen rendement énergétique. Les maisons jumelées à faible rendement énergétique présentent une hausse plus importante en mètres carrés, toutefois, au pourcentage du total, elle est plus basse. Les hausses étaient plus importantes avec des chaudières à moyen rendement énergétique.
  • Comme les prix du gaz naturel et de l’électricité dans les quatre villes variaient respectivement de 37 p. 100 et de 60 p. 100, on pouvait s’attendre à ce que les économies nettes en dollars soient beaucoup plus dépendantes des prix de l’électricité. Ainsi à Winnipeg, ville où les prix de l’électricité et du gaz naturel étaient les plus bas, les économies nettes avec la présence d’un ECM étaient les moins élevées, s’échelonnant de 14 à 30 $ par année sans air climatisé, et de 81 à 106 $ par année avec air climatisé. À Moncton, ville où les prix de l’électricité et du gaz naturel étaient les plus élevés, les économies nettes dans les maisons sans air climatisé étaient les plus importantes, s’échelonnant de 38 à 75 $ par année, et de 144 à 182 $ par année avec air climatisé. À Toronto, ville où les prix de l’électricité et du gaz naturel étaient intermédiaires, les économies nettes avec la présence d’un ECM étaient intermédiaires, s’échelonnant de 40 à 68 $ par année sans air climatisé, et les plus élevées avec air climatisé s’échelonnant de 147 à 180 $ par année. À Ottawa, les économies se chiffraient entre 1 et 7 $, soit moins qu’à Toronto. Par conséquent, les économies annuelles nettes réalisées avec un ECM peuvent varier de 14 à 180 $ en fonction des prix de l’électricité et d’autres facteurs. Pour ce qui est des maisons jumelées, les économies nettes sont presque toujours plus élevées dans les bâtiments à haut rendement énergétique, tout en étant supérieures dans les bâtiments munis d’une chaudière à haut rendement énergétique.
  • Si l’on part de l’hypothèse que les économies en électricité se rapportent à des centrales alimentées au charbon, la réduction nette des émissions de gaz à effet de serre avec la présence d’un ECM atteint de 1 314 à 1 674 kg de CO2 par année sans air climatisé, et de 2 703 à 2 964 kg de CO2 par année avec air climatisé.
  • Si les émissions de gaz à effet de serre se fondent sur les mélanges de combustibles utilisés dans chaque province, alors les conséquences de la présence d’un ECM sur ces émissions vont d’une hausse de 381 kg de CO2 par année – à Winnipeg, particulièrement, où il s’agit d’hydro-électricité – à une baisse de 312 kg de CO2 par année. Seule la ville de Moncton ne montre aucune décroissance. Dans les autres villes, la plus petite hausse était de 73 kg de CO2 par année.

L’influence des ECM sur les émissions de gaz à effet de serre dépend fortement de la possibilité que l’électricité soit produite par des centrales alimentées au charbon ou à l’aide de mélanges de combustibles propres à chaque province. Il s’agit là d’une question controversée, alors que certaines personnes sont convaincues que le charbon et toujours le « combustible du plein rendement » et que d’autres croient que l’on exagère la réduction des émissions. Le recours aux mélanges de combustibles de provinces va entraîner une sous-estimation des réductions parce qu’il est probable que l’on restreindra la production à partir de combustibles fossiles avant celle par énergie nucléaire et hydro-électricité, deux procédés exigeant de grands capitaux (mais considérés comme n’entraînant aucune émissions). Par conséquent, il semble très probable que la présence d’ECM va aboutir, dans la majorité si ce n’est dans la plupart des cas, à des réductions nettes des émissions de gaz à effet de serre, toutefois, l’importance de ces réductions peut porter à discussions.

Dans les maisons où aucun ventilateur de chaudière ne fonctionne en mode continu, les effets d’un ECM sont positifs, mais très peu importants. Voici les chiffres que s’y rapportent : les économies en énergie électrique, de 128 à 434 kWh par année ; la hausse de la consommation en gaz naturel, de 11 à 29 m3 par année ; les économies nettes en argent, de 5 à 20 $ par année ; la réduction des émissions de gaz à effet de serre (charbon), de 116 à 424 kg de CO2 par année ; les répercussions en émissions de gaz à effet de serre (mélanges des provinces), d’une hausse de 50 à une réduction de 25 kg de CO2 par année. Cependant, les ECM permettraient à ces maisons de se convertir à la circulation continuelle sans hausse importante – habituellement, il y aurait une baisse-des factures énergétiques. Une circulation continue donne l’avantage d’une distribution plus équitable d’air frais et de températures adéquates dans la maison. Cette circulation est particulièrement importante dans les bâtiments où l’on fait appel au ventilateur de la chaudière pour distribuer de l’air frais dans les pièces. Donc, les ECM peuvent faire partie intégrante d’un ensemble servant à promouvoir l’amélioration de la circulation de l’air, du confort et de la santé.

Les entreprises publiques de distribution gazière alimentent une variété d’habitations qui disposent ou non d’un système de circulation continue de l’air. Comme ces entreprises favorisent le remplacement des chaudières, elles ont la possibilité de faire la promotion de systèmes dotés d’ECM qui ont la capacité d’assurer une circulation continue. Ainsi, les résultats obtenus ont clairement démonté que les ECM pourraient offrir aux entreprises publiques de distribution gazière une occasion unique d’assurer la charge en gaz naturel des bâtiments, permettraient aux propriétaires courants de maisons d’économiser sur les coûts énergétiques globaux, et garantiraient des avantages sur le plan environnemental grâce aux réductions d’émissions de gaz à effet de serre découlant de la production classique d’électricité. Toute l’entreprise a démontré et confirmé que les ECM représentaient une occasion inégalée de se convertir au gaz naturel pour remplacer l’électricité, le tout avec une efficacité énergétique globale d’environ le double de ce qu’elle est en ayant recours au meilleur procédé actuel afin de produire de l’électricité en quantité équivalente directement à partir du gaz naturel.

Les résultats obtenus ont également servi à démontrer l’utilité des maisons construites par le Centre canadien des technologies résidentielles en ce qui concerne la réalisation d’importants projets de recherche relativement à la consommation globale de l’énergie. On a pu alors constater les capacités très relevées des responsables du Centre à évaluer les effets secondaires et tertiaires provoqués par les petits changements qui pouvaient se manifester dans l’une ou l’autre de ces maisons.