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Parc éolien Maison solaire passive Photo : DOE/NREL McFadden, Pam. État des technologies dénergies propres © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001.

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1 Parc éolien Maison solaire passive Photo : DOE/NREL McFadden, Pam. État des technologies dénergies propres © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Photo : Nordex Gmbh Cours danalyse de projets dénergies propres

2 Objectif Accroître lintérêt pour les technologies defficacité énergétique et dénergies renouvelablesAccroître lintérêt pour les technologies defficacité énergétique et dénergies renouvelables Marchés Applications typiques © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Production délectricité à partir de déchets de bois Photo : Warren Gretz, NREL PIX Chauffage solaire de leau et photovoltaïque Photo : Vadim Belotserkovsky

3 Efficacité énergétique Utiliser moins de ressources pour un même besoin énergétique Énergie renouvelable Utiliser des ressources naturelles non épuisables pour rencontrer un besoin énergétique Définitions Maison solaire passive à isolation thermique renforcée Photo : Jerry Shaw © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Technologies dénergies propres

4 Justifications des technologies dénergies propres EnvironnementaleEnvironnementale Changements climatiques Pollution locale ÉconomiqueÉconomique Coûts globaux sur le cycle de vie Épuisement des ressources fossiles SocialeSociale Création demplois Investissement local des ressources financières Augmentation de la demande en énergie (3x dici 2050) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Source : National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997)

5 Caractéristiques communes aux énergies propres Comparativement aux sources dénergies conventionnelles :Comparativement aux sources dénergies conventionnelles : Coûts initiaux typiquement plus élevés Coûts dexploitation généralement plus faibles Meilleures pour lenvironnement Souvent financièrement rentables après analyse du coût global sur la durée de vie © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

6 Coût total dun système de production (ou de consommation) dénergie Coût total coût dachatCoût total coût dachat Coût total = coût dachatCoût total = coût dachat © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – coûts annuels en carburant + frais annuels dexploitation et dentretien + coûts de remise en état majeure + coûts de démantèlement + coûts de financement + etc.

7 Technologies dénergies renouvelables pour la production délectricité © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

8 Centrale éolienne Technologie 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 – Southwest Windpower, NREL PIXPhil Owens, Nunavut PowerWarren Gretz, NREL PIX Réseau isoléRéseau centralHors réseau

9 Centrale éolienne Marché © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Source : Danish Wind Turbine Manufacturers Association, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World MW Éoliennes installées annuellement à travers le monde MW Puissance mondiale cumulée (2003) : MW (~ 20,6 millions de kWh/foyer/an et facteur de puissance éolien de 30 %) MW Allemagne MW Espagne MW É.-U MW Danemark MW prévus pour 2007

10 Petite centrale hydroélectrique Technologie et applications Types de projets :Types de projets : Avec barrage Au fil de leau Applications :Applications : Réseau central Réseau isolé Hors réseau Turbine Francis © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

11 Petite centrale hydroélectrique Marché 19 % de lélectricité dans le monde est produite par de grandes et petites centrales hydroélectriques19 % de lélectricité dans le monde est produite par de grandes et petites centrales hydroélectriques Échelle mondiale :Échelle mondiale : MW développés (petite hydro < 10 MW) prévision : à MW en 2020 Chine :Chine : installations (petite hydro < 25 MW) MW développés MW économiquement réalisables Europe :Europe : MW développés MW économiquement réalisables Canada :Canada : MW développés MW économiquement réalisables Petite centrale hydroélectrique © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Source : ABB, Renewable Energy World, International Small Hydro Atlas

12 Installation photovoltaïque (PV) Technologie et applications Photo : DOE/NREL Tsuo, Simon Photo : DOE/NREL Strong, Steven Système PV résidentiel Pompage de leau au PV Système PV résidentiel raccordé au réseau © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

13 Installation photovoltaïque Marché © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Source: PV News Puissance mondiale cumulée (2003) : MWp (~ 1,2 millions kWh/foyer/an) Taux de croissance de 32 % en 2003 Installation annuelle de PV à travers le monde MW p 0

14 Production simultanée de deux types ou plus dénergie à partir dune source unique dénergie utiliséeProduction simultanée de deux types ou plus dénergie à partir dune source unique dénergie utilisée © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Cogénération

15 Cogénération Applications, combustibles et équipements Photo : Gaz Métropolitain Photo : Rolls-Royce plc Diverses applicationsDivers combustibles Divers équipements Photo : Gretz, Warren DOE/NREL Biomasse pour la cogénération Moteur à pistons pour la production délectricité © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

16 Cogénération Applications Bâtiments individuelsBâtiments individuels Bâtiments commerciaux et industrielsBâtiments commerciaux et industriels Bâtiments multiplesBâtiments multiples Systèmes dénergies en réseau (c.-à-d. communautés)Systèmes dénergies en réseau (c.-à-d. communautés) Procédés industrielsProcédés industriels Photo : Urban Ziegler, RNCan Microturbine utilisée en serre Photo : Urban Ziegler, RNCan Cogénération, Kitchener City Hall © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Cogénération au gaz de décharge pour réseau de chauffage urbain, Suède

17 Cogénération Types de combustibles Combustibles renouvelablesCombustibles renouvelables 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 HydrogèneHydrogène Photo : Joel Renner, DOE/ NREL PIX Photo : Gretz, Warren DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Geyser Biomasse pour la cogénération

18 Dispositifs de refroidissement Dispositifs de refroidissement Compresseurs Refroidisseurs à absorption Refroidissement naturel Production d'énergie électrique Production d'énergie électrique 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 – Turbine à gaz Cogénération Équipements et technologies

19 RégionsCapacitésCommentairesCanada 12 GW Principalement, pâtes et papiers et industrie pétrolière ÉUA 67 GW Croissance rapide, politiques de support à la cogénération Chine 32 GW Principalement, cogénération au charbon Russie 65 GW 30 % de lélectricité provient déjà de la cogénération Allemagne 11 GW Marché de la cogénération municipale en croissance Royaume Uni 4,9 GW Forts incitatifs à lutilisation des renouvelables Brésil 2,8 GW Systèmes énergétiques collectifs associés aux installations hors réseau Inde 4,1 GW Principalement, cogénération à la bagasse dans lindustrie sucrière Afrique du Sud 0,5 GW Essentiellement, remplacement des centrales au charbon Monde 247 GW Croissance prévue de 10 GW par année Source : World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Cogénération Marché

20 Technologies dénergies renouvelables pour le chauffage et la climatisation © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

21 Chauffage à la biomasse Technologie et applications Déchiquetage du bois Chaufferie Chauffage en réseau urbain ou individuel Photo : Wiseloger, Art DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Photo : Oujé-Bougoumou Cree Nation Combustion contrôlée du bois, des résidus agricoles, des déchets municipaux, etc. pour produire de la chaleurCombustion contrôlée du bois, des résidus agricoles, des déchets municipaux, etc. pour produire de la chaleur

22 Échelle mondiale :Échelle mondiale : La combustion de la biomasse fournit 11 % des besoins globaux en énergie (BGE) Plus de 20 GW th 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 Marché © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Nouvelles installations de petits systèmes (< 100 kW) de chauffage à la biomasse en Autriche

23 Chauffage solaire de lair Technologie et applications Capteurs sans vitrage pour le préchauffage de lair de ventilationCapteurs sans vitrage pour le préchauffage de lair de ventilation Lair froid est chauffé lorsquil passe à travers les petites perforations dune plaque absorbante (Solarwall MC )Lair froid est chauffé lorsquil passe à travers les petites perforations dune plaque absorbante (Solarwall MC ) Un ventilateur injecte cet air préchauffé à lintérieur du bâtimentUn ventilateur injecte cet air préchauffé à lintérieur du bâtiment © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

24 Pré-chauffage de lair de ventilation de bâtiments demandant de grands débits dair fraisPré-chauffage de lair de ventilation de bâtiments demandant de grands débits dair frais Aussi pour le chauffage de lair de procédé (p. ex. : séchage des récoltes)Aussi pour le chauffage de lair de procédé (p. ex. : séchage des récoltes) Financièrement rentable pour des constructions neuves ou lors de rénovations majeuresFinancièrement rentable pour des constructions neuves ou lors de rénovations majeures Chauffage solaire de lair Marché Bâtiments industriels Photo : Conserval Engineering © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Séchoir solaire pour les récoltes Photo : Conserval Engineering

25 Chauffage solaire de leau Technologie 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 / institutionnelsPisciculture - Production dalevins de saumon © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

26 Chauffage solaire de leau Marché Plus de 30 millions m² de capteurs installés dans le mondePlus de 30 millions m² de capteurs 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 les chauffe-piscines solairesMarché mondial fort pour les chauffe-piscines solaires Plus de systèmes aux BarbadesPlus de systèmes aux Barbades Piscines et chauffe-eau résidentiels © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Bâtiments résidentiels Photo : Chromagen Source: Renewable Energy World, Oak Ridge Laboratory

27 Fournit de 20 à 50 % de lénergie thermique durant la saison de chauffage Fournit de 20 à 50 % de lénergie thermique durant la saison de chauffage Gains solaires disponibles via des fenêtres hautes efficacités exposées au soleil (face à léquateur) Gains solaires disponibles via des fenêtres hautes efficacités exposées au soleil (face à léquateur) Stockage de chaleur dans la structure du bâtiment Stockage de chaleur dans la structure du bâtiment Ombrages pour éviter les surchauffes durant lété Ombrages pour éviter les surchauffes durant lété Hiver Été Photo : Fraunhofer ISE (du site Internet Siemens Research and Innovation) Chauffage solaire passif dappartements Chauffage solaire passif Technologie et applications © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

28 Chauffage solaire passif Marché Lutilisation de fenêtres hautes efficacités est une forme de chauffage solaire passif - usage standard aujourdhuiLutilisation de fenêtres hautes efficacités est une forme de chauffage solaire passif - usage standard aujourdhui Surcoûts faibles à négligeables pour des constructions neuves :Surcoûts faibles à négligeables pour des constructions neuves : Fenêtres plus efficaces Orientation du bâtiment Ombrage adéquat Financièrement rentable pour de nouvelles constructions ou lors de rénovationsFinancièrement rentable pour de nouvelles constructions ou lors de rénovations Bâtiments commerciaux Photo : Gretz, Warren DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Bâtiments résidentiels Photo : DOE/NREL

29 Pompes à chaleur géothermique Technologie et applications Chauffage et climatisation des locaux/eau chaudeChauffage et climatisation des locaux/eau chaude Lélectricité est la source dénergie qui opère le cycle de compression/détente du fluide frigorigèneLélectricité est la source dénergie qui opère le cycle de compression/détente du fluide frigorigène La chaleur est retirée du sol en hiver et rejetée dans le sol en étéLa chaleur est retirée du sol en hiver et rejetée dans le sol en été Boucle fermée horizontale © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Boucle fermée verticale

30 Pompes à chaleur géothermique Marché Secteur commercial, institutionnel ou industriel Photo : Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL PCG résidentielle Échelle mondiale :Échelle mondiale : Plus de unités installées Capacité totale MW th Taux de croissance annuel de 10 % É.U. : installations/anÉ.U. : installations/an Suède, Allemagne, Suisse : principaux marchés européensSuède, Allemagne, Suisse : principaux marchés européens Canada : Canada : Plus de systèmes résidentiels installés Plus de systèmes installés dans des bâtiments industriels ou commerciaux 435 MW th installés © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

31 Photo : David and Associates DOE/NREL Photo : Robb Williamson/ NREL Pix Système déclairage naturel et efficaceSystème de réfrigération efficace daréna Autres technologies dénergies propres commerciales Carburants : éthanol et biodiéselCarburants : éthanol et biodiésel Systèmes de réfrigération efficacesSystèmes de réfrigération efficaces Moteurs à vitesse variableMoteurs à vitesse variable Systèmes déclairage naturel et efficaceSystèmes déclairage naturel et efficace Récupération de chaleur sur systèmes de ventilationRécupération de chaleur sur systèmes de ventilation AutresAutres Résidus agricoles pour production de carburants © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

32 Technologies dénergies propres en émergences Énergie solaire thermiqueÉnergie solaire thermique Énergie thermique des océansÉnergie thermique des océans Énergie marémotriceÉnergie marémotrice Énergie des courants océaniquesÉnergie des courants océaniques 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 dhéliostats © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

33 Des applications rentables existentDes applications rentables existent Il y a eu de nombreux succèsIl y a eu de nombreux succès Le marché est en croissanceLe marché est en croissance Les ressources dénergies renouvelables et les opportunités defficacité énergétique sont disponiblesLes ressources dénergies renouvelables et les opportunités defficacité énergétique sont disponibles Conclusions 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 – Installation déolienne de 600 kW Photo : Nordex Gmbh

34 Questions? © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Module Introduction – État des technologies dénergies propres Cours danalyse de projets dénergies propres RETScreen ® International Pour plus dinformation visitez le site Web de RETScreen à :


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