Numéro de contrat : EIE/06/128/SI Durée du projet : Novembre Avril 2009 Atelier EMEEES France Méthodologie et cas concrets d’évaluation bottom-up Jean-Sébastien Broc Bernard Bourges Jérôme Adnot 22 janvier 2008

Name/Organisation etc.222 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc.  Principes de l’approche bottom-up volontés énoncées dans la Directive trois niveaux d’efforts d’évaluation quatre étapes de calcul types de méthode bottom-up  Questions clés à travers des exemples référence ou baseline valeurs par défaut double comptage effet d’aubaine (et/ou additionnalité) compatibilité entre la Directive et les dispositifs français Plan de la partie sur le bottom-up

Name/Organisation etc.322 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc.  Annexe IV (1) de la Directive “Dans le cadre d'une méthode de calcul ascendante, les économies d'énergie réalisées grâce à la mise en œuvre d'une mesure spécifique visant à améliorer l'efficacité énergétique sont mesurées en kilowattheures (kWh), en joules (J) ou en kilogrammes équivalent pétrole (kgep) et ajoutées aux économies d'énergie résultant d'autres mesures spécifiques visant à l'amélioration de l'efficacité énergétique.” Principes de l’approche bottom-up Définition de la Directive

Name/Organisation etc.422 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up (1) Assurer une harmonisation des évaluations  les résultats d’économies d’énergie en utilisant des méthodes harmonisées (annexe IV de l’ESD)  harmonisation = utiliser la même unité de compte (GWh, annexe I de l’ESD) appliquer des niveaux d’efforts d’évaluation cohérents se baser sur les mêmes hypothèses (par ex. baseline harmonisée) fournir un minimum d’informations pour chaque mesure rapportée  expériences et des points de départ différents selon les EM  mais cahier des charges commun nécessaire : pour que la Commission puisse contrôler les résultats des EM pour que les résultats puissent être comparés entre les EM

Name/Organisation etc.522 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up (2) Compromis entre exhaustivité et pragmatisme  exhaustivité : considérer toutes questions jugées pertinentes (d’un point de vue scientifique) et proposer comment les traiter dans l’évaluation  pragmatisme : proposer un système d’évaluation «applicable» = simple, peu coûteux, juste et harmonisé pour l’ensemble des EM  Les EM doivent avoir la liberté d’ajuster leurs efforts d’évaluation selon leurs propres pratiques d’évaluation et leur ambition  Proposition d’un même point de départ pour tous les EM, avec des possibilités d’améliorations

Name/Organisation etc.622 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Trois niveaux d’effort d’évaluation Echelle de donnée Principales sources de données Documentation des données Niveau 1 valeurs par défaut Européennes réglementations, études et statistiques disponibles facteur de sécurité selon le niveau de fiabilité des valeurs par défaut Niveau 2 moyennes nationales statistiques, enquêtes, registres, etc. récents cahier des charges = informations et justifications à fournir a minima Niveau 3 valeurs spécifiques au programme systèmes de suivi, registres, enquêtes, mesures, etc. spécifiques au programme cahier des charges = détails des informations et justifications à fournir (a minima un rapport « standard »)

Name/Organisation etc.722 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Trois niveaux d’effort d’évaluation (2)  les trois niveaux peuvent s’appliquer pour chaque étape / paramètre du calcul  possibilité de combiner différents niveaux pour une même évaluation ;  valeurs par défaut (niveau 1) a priori conservatrices pour inciter les EM à faire du niveau 2 ou 3 ;  des seuils pourraient être définis pour requérir du niveau 2 ou 3 pour les mesures principales d’un EM.

Name/Organisation etc.822 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Quatre étapes de calcul  décomposer le calcul pour le faciliter : clarifier les questions à traiter cibler les paramètres les plus influants lister les informations à fournir assurer la transparence des méthodes

Name/Organisation etc.922 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Quatre étapes de calcul (2) + période et durée de vie (+ facteurs de persistance ?) + nombre de participants ou d’unités + double comptage, effet multiplicateur + autres facteurs d’ajustement (par ex. effet d’aubaine)? Etape 1: économies d’énergie annuelles unitaires brutes (en kWh bruts/an par participant ou unité) Etape 2: économies d’énergie annuelles brutes « totales » (en kWh bruts/an) Etape 3: économies d’énergie annuelles « nettes » (en kWh ESD/an) Etape 4: économies d’énergie annuelles « nettes » en 2016 (ou 2010) (en kWh ESD/an)

Name/Organisation etc.1022 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Quatre étapes de calcul (3)  étape 1 : économies unitaires annuelles brutes  définition d’une méthode de calcul (avec des facteurs de normalisation, par ex. DJU)  étape 2 : économies annuelles totales brutes  définition d’une méthode de comptabilité du nombre d’actions ETAPE 2: économies d’énergie pour un programme (ou un groupe de programmes) ETAPE 1: économies d’énergie pour un participant ou une action

Name/Organisation etc.1122 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Quatre étapes de calcul (4)  étape 3: des économies brutes aux économies « ESD »  application de facteurs d’ajustement «gross-to-net factors» effet multiplicateur ETAPE 3: du brut au « net » double comptage effet d’aubaine ? ? économies d’énergie annuelles brutes économies d’énergie annuelles « nettes »

Name/Organisation etc.1222 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Typologie EMEEES des méthodes bottom-up Types de méthodeExemples de méthode existante 1 Mesure directeEPS building standards (NL) 2 Analyses des relevés et factures d’énergie Electricity Savings Trust (DK) 3 Calculs ou modèles physiquesProgramme d’audit énergétique (FI) 4 Combinaison d’estimations ex-ante et de vérifications ex-post Energy Efficiency Commitment (UK) Certificats blancs (FR, IT) 5 Estimations ex-ante 6 Modélisation bottom-up basée sur des enquêtes Réglementations thermiques (DE, NL)

Name/Organisation etc.1322 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Méthodes bottom-up traitées dans EMEEES Critères de choix des thèmes Compromis entre :  couvrir des parts les plus importantes possibles des consommations  valoriser l’expérience déjà acquise sur différents thèmes  Les méthodes sont réalisées par des experts qui ont le plus souvent coordonné ou participé à de précédents projets européens traitant de l’usage de l’énergie (par ex. DEFU) ou de l’instrument d’intervention concerné (par ex. AUDIT)

Name/Organisation etc.1422 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. End-use or end-use action or facilitating measures Responsible organisation 1 Energy performance of new buildingsSenterNovem 2 Building envelope improvementA.E.A 3 Improvement of heating systemAGH-UST 3b: Condensing BoilersArmines 4 Energy-efficient white goods (appliance purchased anyway) ADEME 5 Hot water: solar water heaters, heat pumps, water-saving faucets AGH-UST Méthodes bottom-up traitées dans EMEEES 1) secteur résidentiel

Name/Organisation etc.1522 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. End-use or end-use action or facilitating measures Responsible organisation Sector 6 Energy performance of new non-residential buildingsSenterNovemtertiary 9 Improvement of lighting systemeERGtertiary – (industry) 10 Improvement of ventilation/air conditioning system, including heat recovery, free cooling Arminestertiary 11 Office equipmentFraunhofertertiary 13a High efficiency electric motorsISR-UCindustry 13 b Variable speed drives separate, including for industrial pumping systems ISR-UCindustry 19 Energy performance contractingStemtertiary - industry 20 Energy audit programmes (or as commercial energy efficiency service) Motivatertiary - industry 21 Voluntary agreements with end use sectorsSenterNovemtertiary - industry Méthodes bottom-up traitées dans EMEEES 2) secteur tertiaire et industriel

Name/Organisation etc.1622 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. End-use or end-use action or facilitating measures Responsible organisation 15 Vehicle (car; possibly: bus, truck) energy efficiency Wuppertal Institute 16 Modal shifts in passenger traffic, including towards non-motorised traffic Wuppertal Institute 17 Eco-drivingSenterNovem Méthodes bottom-up traitées dans EMEEES 3) secteur des transports

Name/Organisation etc.1722 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) La référence ou baseline  audit énergétique  consommations avant l’audit  moteur à vitesse variable (niveau de référence = standard EFF2) Niveau 1 Valeur par défaut: consommation moyenne européenne par gamme de puissance et type d’usage, pour les moteurs sans variation de vitesse Gamme de puissance: (kW) [0;0.75[, [0.75;4[, [4;10[, [10;30[, [30,70[, [70,130[, [130,500[, [500;---[ Niveau 2 consommation moyenne nationale par gamme de puissance et type d’usage, pour les moteurs sans variation de vitesse. Sources possibles : statistiques, enquêtes, échantillons, etc. représentatifs au niveau national Niveau 3 consommation « avant » basée sur les données des participants Données nécessaires: courbe de système (par ex. Puissance absorbée Vs. Débit), durée d’utilisation, rendement du moteur (avant l’installation du VEV). Sources possibles : mesures ou données déjà relevées

Name/Organisation etc.1822 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) La référence ou baseline (2)  éclairage dans le tertiaire si substitution anticipée : baseline = stock (avec moyenne stock estimée à partir d’études existantes) si substitution programmée (ou nouvel équipement) : baseline = marché (avec moyenne marché estimée à partir données fabricants) + pour niveau 1 : choix a priori entre stock ou marché selon les matériels concernés + au minimum du niveau 2 pour certains matériels (par ex. luminaires)

Name/Organisation etc.1922 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) La référence ou baseline (3)  chaudière à condensation Rendement de la chaudière (%) meilleur rendement « non performant » 1 1 Niveau 1 : valeur par défaut conservatrice moyenne du marché (non performant) 2 2 Niveau 2 : moyenne nationale (pour un Etat-membre donné) moyenne du stock 3 3 Niveau 3 : cas spéciaux de renouvellements anticipés + hypothèse par défaut : pas de substitution entre énergie Standard minimum européen (EUP) + standard minimum européen = niveau minimum pour le niveau 2

Name/Organisation etc.2022 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) La référence ou baseline (4) - Conclusions  la « forme » de la référence varie selon le type de mesures (par ex. référence unique vs. référence discrétisée selon différents critères)  mais des principes communs peuvent s’appliquer (par ex. critères de choix entre stock et marché)  la question de la référence ne peut être dissociée de celle de l’additionnalité (et/ou de l’effet d’aubaine)

Name/Organisation etc.2122 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) Définir des valeurs par défaut  audit énergétique Part d’économies réalisées (% du potentiel estimé par l’audit) Economies d’énergie en % des consommations annuelles ElectricitéChaleur et combustibles ElectricitéChaleur et combustibles Tertiaire public 25% 2%3% Tertiaire privé 25% 1.5%4% Industrie 20%15%1%2%  approche proposée par les Finlandais, différente de l’approche ADEME actuelle

Name/Organisation etc.2222 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) Définir des valeurs par défaut (2)  éclairage (tertiaire) ActionRéf. = stockRéf. = marchéValeurs CEE Incandescente  LBC 102 kWh/an/LBC 88 – 265 kWh/an/LBC * Ballasts électroniques (pour T8) 18 kWh/an/ballast12 kWh/an/ballast9 – 66 kWh/an/tube Détecteurs de présence (avec T8) 80 kWh/an/détecteur ou 20% 6 – 57 kWh/an/tube

Name/Organisation etc.2322 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) Définir des valeurs par défaut (3)  moteurs à vitesse variable Type d’usage final Pourcentage moyen d’économies d’énergie (%) Pompes28 Ventilateurs28 Compresseurs d’air12 Compresseurs froid12 Convoyeurs12 Autres12

Name/Organisation etc.2422 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) Définir des valeurs par défaut (4) - conclusions  « forme » variable des valeurs par défaut (par ex. moyennes globales vs. valeurs par paramètre)  les valeurs par défaut dépendent des données disponibles  contexte de définition très variable  débat autour des facteurs de sécurité  comment éviter qu’ils soient trop subjectifs (ou « politiques ») ?  proposer un système de concertation à l’image de celui des CEE français ?

Name/Organisation etc.2522 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 3) Double comptage  les EM sont libres de rapporter les mesures en les groupant comme ils le souhaitent, mais le cas échéant ils doivent garantir qu’il n’y a pas de double comptage des résultats (par ex. CEE et crédits d’impôt)

Name/Organisation etc.2622 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 3) Effet d’aubaine : le prendre en compte ? OUI + assurer l’additionnalité des résultats encourager les actions vers les cibles « difficiles » inciter + d’actions - difficultés d’évaluation mais des possibilités existent risque d’arbitraire avec certaines méthodes risque de pénaliser les effets démultiplicateurs du passé NON + faciliter la comptabilité des résultats encourager les effets démultiplicateurs - risque de « tout compter » (pas d’additionnalité) encourager les actions vers les cibles « faciles » risque de double comptage des résultats d’actions antérieures  Le principe d’additionnalité est de plus en plus pris en compte dans les accords internationaux + soit additionnalité, soit plus gros objectifs, sinon aucune utilité et crédibilité pour la Directive

Name/Organisation etc.2722 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 3) Effet d’aubaine : comment le traiter ?  option 1 : inclure l’effet d’aubaine dans la référence  par ex. via des études de marché ou des critères d’additionnalité (cf. CEE en France)  option 2 : définir des ratios d’effet d’aubaine  souvent délicat, avec des forts risques de biais  option 3 : choisir une approche progressive  dans un premier temps des ratios conservateurs par défaut ; puis mise à profit de l’expérience pour améliorer les ratios ou choisir une autre méthode

Name/Organisation etc.2822 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 3) Effet d’aubaine : cas concrets  audits énergétiques : estimé à 10-15% des actions en Finlande, mais compensé par l’effet démultiplicateur selon les auteurs + possibilité de le traiter en limitant la durée de vie des économies d’énergie  moteurs : pas d’estimation, mais identification des causes principales (VEV déjà courante pour certains usages ; recours à la VEV pour réduire le bruit)

Name/Organisation etc.2922 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc.  éclairage dans le tertiaire : effet d’aubaine fonction du type d’action (LBC, luminaire, etc.) estimation de l’effet d’aubaine à partir d’hypothèses sur l’évolution des marchés des produits considérés  nécessaire de mettre à jour ces estimations régulièrement  fiabilité variable (notamment fonction des données disponibles) Questions clés à travers des exemples (étape 3) Effet d’aubaine : cas concrets (2) LBC (tertiaire) (à partir des parts de marché) 50% Ballast électronique (à partir des parts de marché) 60%65% Luminaire performant (à partir d’une analyse des prix) 50% Substitution T8  T5 (dires d’expert) 30% Détecteurs de présence (à partir d’une analyse du parc) 5%

Name/Organisation etc.3022 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 4) Durée de vie des économies d’énergie  exemples de valeurs par défaut (niveau 1)  audits énergétiques : 6 ans dans le tertiaire ; 8 ans dans l’industrie (pour les actions, pas pour l’audit)  moteurs : 8 ans (vs. 10 ans pour les CEE français)  éclairage (tertiaire) : 12 ans pour les luminaires ; 10 pour les détecteurs de présence (valeurs équivalentes à celles prises pour les CEE français)

Name/Organisation etc.3122 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples Compatibilité entre ESD et dispositifs français  cas des CEE Pour la DirectivePour les CEE UnitékWh annuels en 2016kWh cumulés actualisés Référencepas clairement définieparc (enveloppe et syst. thermiques) ou marché (autres actions) Additionnalité (et/ou effet d’aubaine) encore en débatadditionnalité prise en compte via des critères d’éligibilité des actions  vérifier si les données nécessaires sont bien enregistrées pour assurer la conversion pour comptabilité ESD  défendre les expériences françaises pour les questions encore en suspens (par ex. référence et additionnalité) ?

Name/Organisation etc.3222 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Echanges - Discussions

Name/Organisation etc.3322 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Structure de la méthodologie guidelines (cook book)methodology process (recipe) [chapter III] explanations (cook tips) [chapters VI to IX] templates concrete evaluation methods templatesevaluation reports [chapter V] [Annex I]

Name/Organisation etc.3422 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up  Unité de méthode

Name/Organisation etc.3522 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Principes de l’approche bottom-up Quatre étapes de calcul (5)  étape 4: vérifier le timing et la durée de vie des actions ESD target period [ ] vote of ESD (2006) Example of five-year period used for calculating the target [ ] "normal" limit of starting year for early action (1995) "special" limit for early action (1991) Measure A1 Measure A2 Measure A3 Measure D2 Measure D3 Measure D1 Measure B1 Measure B2 Measure B3 Measure C1 Measure C2 Measure C3 NO YES YES under certain conditions NO YES, subject to guidelines

Name/Organisation etc.3622 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) Exemple de formules pour les économies unitaires  audits énergétiques dans l’industrie EU = potentiel identifié * taux de mise en œuvre ou EU = valeur moyenne par participant ?  moteurs à vitesse variable 1) économies moyennes par gamme de puissance et usage (P < 22 kW) 2) calcul spécifique (P > 22 kW) i : index de profil de charge

Name/Organisation etc.3722 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 1) Exemple de formules pour les économies unitaires (2)  éclairage dans le tertiaire H : heures d’utilisation N : nombre de lampes / ballasts P : puissance des lampes / ballasts  chaudières à condensation dans le résidentiel annual energy savings (kWh/year/unit) = average annual heating consumption x efficiency gain average heating consumption (kWh/year/dwelling or m²) = f ( type of dwellings (age, size, etc.), climatic zones, boiler use ) efficiency gain (%) = η(condensing boiler) – η(standard boiler)

Name/Organisation etc.3822 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 2) Systèmes de suivi envisageables pour des audits Expenditure (e.g. subsidies for EA) Energy Audit Volumes Saving Potentials based on proposed actions Calculated savings of implemented actions Measured savings at site level Verified savings Option min: Just follow the money spent Option A or C: Know where the money is spent Option B: Understand how much could be saved Option D: Know how much approx. will be saved (based on engineering estimates and follow up data of implemented actions ) Option D+: Know how much is saved (measurement error) Option max: Confirms the savings (a legal commitment fulfilled) Increasing information value and costs

Name/Organisation etc.3922 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 2) Systèmes de suivi envisageables pour des audits (2) OptionsCoverageComplexityRough cost estimatesInformation gained from < 100 audits/year > 100 audits/year MIN Expenditure All auditsEasily achieved No extra costs Application A or C Energy audit volumes All auditsEasily achieved Negligible extra costs Minor extra costs – 0.25 man- months/year Application B Saving potentials All auditsMore complex. Tool necessary, i.e. database Minor extra costs. Need spreadsheet – 0.5 man-month Development costs: 6 man- months/year Operation costs: 1 man- months/year Audit report D Calculated savings of implemented end-use actions All audits/ samples More complex. Need tool (database) and feedback from clients. Operating costs in the range of 2 man- months/year Operating costs in the range of 4 man- months/year Questionnaire/ site visits

Name/Organisation etc.4022 janvier Atelier EMEEES France Méthodologie bottom-up Name/Organisation etc. Questions clés à travers des exemples (étape 2) Systèmes de suivi envisageables pour des audits (3) OptionsCoverageComplexityRough cost estimatesInformation gained from < 100 audits/year > 100 audits/year D+ Measured savings at site level All audits/ samples Complex. Need tool, feedback from clients and analytical expertise. Costs in the range of 4 man- months/year Costs in the range of 1 man- year Questionnaire (annually) MAX Verified results SamplesComplex. Need tool, feedback from clients and analytical expertise. Costs in the range of 6 man- months/year (based on representative samples) Costs in the range of 1 man- year (based on representative samples) Monitoring on- site level