Table des matières

En un coup d'oeil

Ce module génère à la fois une densité de demande de chaleur et une carte de densité de surface de plancher brute sous la forme de fichiers raster. Les entrées du module sont différents scénarios de développement de la demande de chaleur et des surfaces de plancher brutes au niveau national et ventilés à chaque élément de raster ainsi que des paramètres définis par l'utilisateur pour décrire l'écart relatif par rapport aux développements des scénarios.

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introduction

Pour l'analyse des futurs potentiels d'approvisionnement en chaleur et en froid à partir de sources de chaleur renouvelables et excédentaires, il est essentiel de prendre en compte les évolutions potentielles du parc immobilier de la région analysée. Une partie des bâtiments est rénovée afin de réduire la demande d'énergie pour le chauffage des locaux, une partie des bâtiments est démolie et de nouveaux bâtiments sont construits. Cela entraîne des changements dans la demande de chaleur des bâtiments d'une région. En outre, l'évolution de la population et du produit intérieur brut (PIB) dans une région influence l'évolution de la demande de surface de plancher brute des bâtiments et donc la demande de chauffage des locaux et de production d'eau chaude. L'objectif du module de calcul (CM) - Projection de la demande est de fournir des scénarios de l'évolution future des surfaces de plancher brutes et de la demande de chaleur dans les bâtiments pour une zone sélectionnée sur la base de calculs pour l'UE-28 au niveau national. Différents scénarios, calculés à l'aide du module Invert / EE-Lab, sont décomposés au niveau des hectares. Ils diffèrent par leur taux de rénovation thermique, c'est-à-dire la proportion de la surface de plancher brute rénovée proportionnellement. Le CM offre également la possibilité de changer trois moteurs de base dans les scénarios et de générer des résultats adaptés. Ces trois moteurs de base sont a) la réduction de la surface de plancher brute des bâtiments existants, b) la réduction des besoins énergétiques spécifiques des bâtiments, et c) la croissance démographique annuelle s'ajoutant à la croissance par défaut

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Entrées et sorties

Contributions

  • Sélectionnez un scénario:

    • Ici, vous pouvez choisir entre différents scénarios calculés avec le module Invert / EE-Lab à utiliser comme développement de référence pour le calcul avec le module
  • Sélectionnez l'année cible:

    • ici vous pouvez sélectionner l'année pour laquelle les calculs seront effectués
  • Augmentez ou diminuez la réduction de la surface de plancher brute par rapport au scénario de référence:

    • avec ce paramètre, vous pouvez modifier le développement de la surface de plancher brute des bâtiments existants par rapport au développement projeté dans le scénario calculé avec le modèle Invert / EE-Lab
    • vous pouvez définir différents changements relatifs pour les bâtiments existants construits à différentes périodes de construction (avant 1977, entre 1977 et 1990, après 1990)
    • les valeurs à introduire ont l'unité [%]
    • une valeur de 25 signifie que la réduction de la surface de plancher brute au cours d'une période de construction définie, par exemple avant 1977, entre l'année de début du calcul et la fin du scénario sélectionné, est multipliée par 0,25. Par exemple, dans le scénario Invert / EE-Lab sélectionné, la surface de plancher brute des bâtiments construits avant 1977 diminue de 10 Mio. m² à 6 Mio m² d'ici la fin de la période de scénario choisie. Cela équivaut à une diminution de 4 Mio m². Lors du choix d'une valeur de 25, l'effet du scénario Invert / EE-Lab est modifié afin de ne pas refléter une diminution de 4 Mio m² sur cette période, mais de seulement 1 Mio. m² (4 * 0,25). Ainsi, la surface de plancher brute restante des bâtiments construits avant 1977 à la fin de la période du scénario serait de 9 millions d'euros. m².
  • Augmenter ou réduire la réduction des besoins énergétiques spécifiques par rapport au scénario de référence:

    • avec ce paramètre, vous pouvez modifier l'évolution des besoins énergétiques spécifiques pour le chauffage des locaux et la production d'eau chaude sanitaire des bâtiments existants par rapport au développement projeté dans le scénario calculé avec le modèle Invert / EE-Lab
    • vous pouvez définir différents changements relatifs pour les bâtiments existants construits à différentes périodes de construction (avant 1977, entre 1977 et 1990, après 1990)
    • les valeurs à introduire ont l'unité [%]
    • une valeur de 25 signifie que la réduction des besoins énergétiques spécifiques au cours d'une période de construction définie, par exemple avant 1977, entre l'année de début du calcul et la fin du scénario sélectionné, est multipliée par 0,25. Par exemple, dans le scénario Invert / EE-Lab sélectionné, les besoins énergétiques spécifiques pour le chauffage des locaux et la production d'eau chaude sanitaire des bâtiments construits avant 1977 diminuent de 200 kWh / m² an à 120 kWh / m² an d'ici la fin de la période du scénario sélectionné. Cela équivaut à une diminution de 80 kWh / m² an. Lors du choix d'une valeur de 25, l'effet du scénario Invert / EE-Lab est modifié afin de ne pas refléter une diminution de 80 kWh / m² an sur cette période mais de seulement 20 kWh / m² an (80 * 0,25). Ainsi, le besoin énergétique spécifique restant pour le chauffage des locaux et la production d'eau chaude sanitaire des bâtiments construits avant 1977 à la fin de la période du scénario serait de 180 kWh / m² an.
  • Croissance démographique annuelle en plus de la croissance par défaut:

  • Le scénario sous-jacent fournit des estimations de la croissance démographique au niveau NUTS3. En comparant la croissance démographique aux niveaux NUTS0 et NUTS3 à l'aide de données historiques, une croissance démographique proportionnelle peut être calculée. Le paramètre «Croissance annuelle de la population en plus de la croissance par défaut» peut être utilisé pour influencer ces taux de croissance. Dans notre modèle, la croissance de la population est directement proportionnelle à la croissance de la superficie, ce qui entraîne une augmentation directe de la superficie chauffée.

  • Méthode pour ajouter des bâtiments nouvellement construits à la carte:

    • ici, vous pouvez sélectionner la méthode appliquée pour ajouter des bâtiments nouvellement construits aux cartes de surface de plancher brute et de densité de demande de chaleur résultantes
    • les trois méthodes différentes sont expliquées ci-dessous:
      • Pas de nouveaux bâtiments: dans les cartes, seuls les bâtiments qui existent déjà dans le parc immobilier actuel sont reflétés et qui devraient encore exister à la fin de la période de simulation. Les bâtiments démolis sont supprimés de la carte et aucun nouveau bâtiment n'est ajouté. La surface de plancher brute, ainsi que la demande de chaleur reflétée sur les cartes, est donc remarquablement inférieure par rapport aux valeurs projetées à partir des calculs.
      • Remplacer uniquement les bâtiments démolis: dans les cartes, la surface de plancher brute des bâtiments ne change pas par rapport à la surface de plancher brute de l'année de début du calcul. Actuellement, les bâtiments existants qui devraient être démolis sont remplacés par des bâtiments nouvellement construits. Dans le cas où la surface de plancher brute augmente dans les scénarios, l'augmentation de la surface de plancher brute n'est pas reflétée dans les cartes.
      • Ajouter tous les nouveaux bâtiments: dans les cartes, tous les nouveaux bâtiments sont ajoutés. Dans les endroits où les bâtiments sont démolis, ils sont remplacés par de nouveaux bâtiments. La surface de plancher brute supplémentaire nouvellement construite en raison d'une augmentation de la surface de plancher brute globale dans la région est placée à différents endroits: une partie est ajoutée au-dessus des bâtiments existants, une partie est placée entre les bâtiments existants et une partie est placée dans endroits où il n’existe actuellement aucun bâtiment.
    • le choix de cette méthode n'a aucun effet sur les indicateurs présentés dans la partie résultats du calcul. C'est-à-dire que cela n'est pertinent que pour la création des cartes, pas pour les résultats globaux des scénarios.

Les sorties

  • Indicateurs:

    • Hypothèses de croissance démographique sous-jacentes du début à l'année cible par incréments de 5 ans
    • Surface chauffée totale (plancher brut) et par habitant au cours de l'année de début et de l'année de fin du calcul (en raison de la disponibilité variable de différents ensembles de données pour différentes années, la superficie pour 2014 est indiquée ici à la valeur de départ.)
    • Estimation de la consommation d'énergie totale (finale) et par zone au cours de l'année de début et de l'année de fin du calcul
    • Superficie estimée, consommation d'énergie totale et consommation d'énergie spécifique par période de construction au cours de l'année de début et de l'année de fin du calcul
    • Part des bâtiments nouvellement construits affichés sur la carte raster pour l'année cible
  • Graphique:

    • Diagrammes à barres sur la surface de plancher brute chauffée et la consommation d'énergie finale par période de construction
  • Couches:

    • Carte de densité de la demande de chaleur reflétant les développements calculés
    • Carte de densité de surface de plancher brute reflétant les développements calculés

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Méthode

Comme indiqué précédemment, ce module est basé sur des calculs effectués avec le module Invert / EE-Lab pour tous les pays de l'UE 28 (voir www.invert.at pour une description de la méthode du module Invert / EE-Lab). Les scénarios calculés sont analysés en ce qui concerne le développement des types de bâtiments suivants: bâtiments résidentiels et non résidentiels, 3 périodes de construction et bâtiments nouvellement construits. Ensuite, la croissance démographique par région NUTS3 et le parc immobilier initial (en termes de surface de plancher brute chauffée et de besoins énergétiques par période de construction et type de bâtiment) par région NUTS 3 sont évalués. Sur la base de cette évaluation, les résultats des scénarios calculés sont transférés à la région NUTS3 respective. Les résultats NUTS3 sont ensuite distribués aux différents éléments de l'hectare selon la méthode développée dans Müller et al 2019 ( RÉFÉRENCE ).

Scénarios fournis

Le module propose 4 scénarios différents, dont les taux de rénovation varient. Grâce à une sélection, soit 0,5%, 1%, 2% ou 3% de la surface de plancher brute totale est rénové annuellement. Il est à noter que le besoin de chauffage économisé n'est pas directement proportionnel à une augmentation du taux de rénovation puisque différentes rénovations effectives sont autorisées. Avec un faible taux de rénovation, la plupart des bâtiments sont rénovés, où des mesures favorables peuvent permettre de réaliser d'importantes économies. Avec un taux de rénovation élevé, les bâtiments de meilleure qualité thermique sont également de plus en plus rénovés et leur énergie de chauffage économisée est inférieure en comparaison. Le scénario de base derrière les différents scénarios est le scénario de référence qui est décrit dans la partie suivante.

«référence»: les politiques d'efficacité actuelles restent en place et sont effectivement mises en œuvre. Nous supposons qu'en général, les propriétaires d'immeubles et les professionnels se conforment aux instruments réglementaires comme les codes du bâtiment. Des différences nationales dans l'intensité des politiques continuent d'exister. Par conséquent, l'intensité politique indique qualitativement l'éventail des ambitions politiques dans les différents pays. Le mix de politiques d'efficacité énergétique correspond aux paquets actuellement en place, qui dans la plupart des pays sont un mélange d'approches réglementaires (codes du bâtiment, définitions des bâtiments à énergie quasi nulle (nZEB), obligation RES-H), soutien économique (subventions pour la rénovation des bâtiments) et la fiscalité de l'énergie. Les principales sources des politiques mises en œuvre sont la base de données Mure (www.measures-odyssee-mure.eu/) et les projets ENTRANZE (www.entranze.eu/) et Zebra2020 (www.zebra2020.eu/). Bien que le scénario ne considère ni une forte amélioration technologique ni des obligations contraignantes en matière d'efficacité énergétique, des politiques ambitieuses pour favoriser les énergies renouvelables sont en place. Cela a été mis en œuvre sur la base de quotas d'énergie renouvelable obligatoires au niveau des bâtiments individuels.

Prix de l'énergie: les prix de l'énergie augmentent modérément selon le scénario de référence 2016 de l'UE (https://ec.europa.eu/energy/en/data-analysis/energy-modelling).

Développement technologique: l'apprentissage technologique supposé est très faible et les coûts des technologies de chauffage / refroidissement efficaces et renouvelables ne diminuent que légèrement.

Aperçu qualitatif des hypothèses politiques:

  • Intensité des politiques pour les RES-H: élevée
  • Intensité des politiques pour l'efficacité des bâtiments: faible
  • Intensité de la politique pour le chauffage urbain: moyenne
  • Prix de l'énergie: bas
  • Développement technologique: faible

Résultats: la demande totale d'énergie finale pour le chauffage des locaux, l'eau chaude, le refroidissement et la demande d'énergie auxiliaire dans l'UE-28 s'élève à environ 3850 TWh pour tous les taux de rénovation en 2015 et diminue à 2800 TWh à 2250 TWh en 2050, en fonction du taux de rénovation.

UE-28:

Figure: Demande finale d'énergie dans l'UE-28 de 2015 à 2050 pour différents taux de rénovation

Les six graphiques suivants illustrent l'évolution de la demande d'énergie finale pour le chauffage, le refroidissement et la préparation d'eau chaude sanitaire des différents États membres de l'UE.

DE, FR, GB, IT et PL:

Figure: Demande finale d'énergie en DE, FR, GB, IT et PL pour 2015 et 2050 avec différents taux de rénovation

Figure: Part de la demande d'énergie finale en 2050 pour DE, FR, GB, IT et PL par rapport à 2015

NL, ES, BE, SE, CZ, HU, AT, RO, FI, DK et GK:

Figure: Demande finale d'énergie aux Pays-Bas, ES, BE, SE, CZ, HU, AT, RO, FI, DK et GK pour 2015 et 2050 avec des taux de rénovation différents

Figure: Part de la demande d'énergie finale en 2050 pour NL, ES, BE, SE, CZ, HU, AT, RO, FI, DK et GK par rapport à 2015

SK, IE, PT, HR, BG, LT, LV, SI, EE, LU, CY et MT:

Figure: Demande d'énergie finale en SK, IE, PT, HR, BG, LT, LV, SI, EE, LU, CY et MT pour 2015 et 2050 avec différents taux de rénovation

Figure: Part de la demande d'énergie finale en 2050 pour SK, IE, PT, HR, BG, LT, LV, SI, EE, LU, CY et MT par rapport à 2015

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Dépôt GitHub de ce module de calcul

Ici, vous obtenez le développement de pointe pour ce module de calcul.

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Exemple d'exécution

Ici, le module de calcul est exécuté pour l'étude de cas de Vienne, en Autriche. Tout d'abord, utilisez la barre "Aller à la place" pour naviguer vers Vienne et sélectionnez la ville. Cliquez sur le bouton "Calques" pour ouvrir la fenêtre "Calques" puis cliquez sur l'onglet "MODULE DE CALCUL". Dans la liste des modules de calcul, sélectionnez "CM - Projection de la demande".

Test Run: valeurs d'entrée par défaut

Les valeurs d'entrée par défaut génèrent une carte de densité de demande de chaleur pour 2017. Ces valeurs doivent être considérées comme un point de départ uniquement. Vous devrez peut-être définir des valeurs inférieures ou supérieures aux valeurs par défaut en tenant compte de considérations locales supplémentaires. Le scénario utilisé a également un fort effet sur la production. Par conséquent, l'utilisateur doit adapter ces valeurs pour trouver la meilleure combinaison d'entrées pour son étude de cas.

Pour exécuter le module de calcul, suivez les étapes suivantes:

  • Attribuez un nom à la session d'exécution (facultatif) et définissez les paramètres d'entrée (ici, les valeurs par défaut ont été utilisées), puis appuyez sur «RUN CM» à la fin de l'entrée CM.
  • Attendez que le processus soit terminé.
  • Vous pouvez immédiatement voir que la carte de densité de chaleur a été ajoutée à la carte. En sortie, les indicateurs sont affichés dans la fenêtre "RESULTATS" et sur la carte la nouvelle carte de densité thermique et la surface de plancher brute sont affichées.

Figure: Projection de la demande après exécution avec le paramètre par défaut

  • De plus, deux diagrammes sont également générés. Le premier montre la surface de plancher brute chauffée pour différentes périodes de construction. Le deuxième diagramme illustre la consommation d'énergie pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire pour les différentes périodes de construction également.

Figure: Projection de la demande après exécution avec un paramètre par défaut, passage aux graphiques

  • Après avoir exécuté le calcul et fermé le module de calcul, deux nouvelles couches se trouvent tout en bas sous la liste des couches. D'une part la nouvelle carte de densité de chauffage et d'autre part la nouvelle carte de surface brute de plancher. Si vous souhaitez les enregistrer et les utiliser dans d'autres calculs, vous devez les télécharger et les télécharger à nouveau.

Figure: Projection de la demande après exécution avec un paramètre par défaut, passage aux couches de résultats

Comme mentionné précédemment, il peut être nécessaire d'ajuster les paramètres d'entrée à la propre situation de données ou de vérifier les sensibilités.

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Comment citer

Andreas Müller et Marcus Hummel, dans Hotmaps-Wiki, CM-Demand-projection (octobre 2019)

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Auteurs et relecteurs

Cette page a été écrite par Andreas Müller, Marcus Hummel, Giulia Conforto et David Schmidinger ( e-think ).

☑ Cette page a été révisée par Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).

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Licence

Copyright © 2016-2020: Andreas Müller et Marcus Hummel

Licence internationale Creative Commons Attribution 4.0

Ce travail est autorisé sous une licence internationale Creative Commons CC BY 4.0.

Identificateur de licence SPDX: CC-BY-4.0

Texte de la licence: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html

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Reconnaissance

Nous souhaitons exprimer notre profonde gratitude au projet Horizon 2020 Hotmaps (accord de subvention n ° 723677), qui a fourni le financement nécessaire pour mener à bien la présente enquête.

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