Pompes à chaleur – mais lesquelles ?

De nombreux propriétaires souhaitent faire installer une pompe à chaleur. Six millions d’unités devraient être en ligne en Allemagne d’ici 2030. Mais y a-t-il assez d’électricité ? Cela dépend aussi de l’efficacité des pompes.

Christian Lex et ses collègues installent actuellement une nouvelle pompe à chaleur à Heidelberg. L’entreprise installe environ 40 unités par an, dit-il. Mais il reçoit environ 15 demandes de nouveaux clients chaque semaine. La demande est énorme, et « en raison de la crise énergétique actuelle, elle a connu un véritable boom ».

L’installation ne suffit pas

Le travail ici à Heidelberg n’est pas exactement facile : une grande maison ancienne nécessite des rénovations majeures de la technique de chauffage. Nouvelles canalisations, nouveaux radiateurs, beaucoup d’efforts. Mais pour le client Rainer Sauerborn, une nouvelle chaudière à gaz n’était toujours pas une option. Son ancien chauffage coûte 7 000 euros par an pour le chauffage – « astronomique », dit-il. Avec une pompe à chaleur, il espère réduire les coûts à 3000 euros. Ensuite, le système est payant à long terme : « Il faut avoir ce souffle », dit Sauerborn. Mais il sait aussi : « Certes, tout le monde ne peut pas se permettre ça ».

Sauerborn est professeur de santé publique et travaille sur le rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. C’est pourquoi la protection du climat est au moins aussi importante pour lui que l’aspect financier. Avec le mix électrique actuel, une nouvelle pompe à chaleur génère 25 à 50 % d’émissions de CO2 en moins qu’un chauffage au gaz – avec l’expansion croissante des énergies renouvelables, le bilan sera encore meilleur.

Plus il fait froid, plus il est inefficace

Apparemment, de plus en plus de personnes en Allemagne pensent ainsi, car les ventes de pompes à chaleur ont considérablement augmenté ces dernières années. En 2022, environ trois fois plus de pompes à chaleur ont été vendues que dix ans plus tôt. Et il y a aussi la pression politique dans la chaudière : le gouvernement fédéral veut en fait interdire les nouveaux systèmes de chauffage au gaz et au mazout à partir de l’année prochaine. Les objectifs de protection climatique dans le secteur du bâtiment ne peuvent probablement pas être atteints autrement.

Mais la solution à un problème peut en soulever de nouveaux. De loin la plus grande partie des systèmes actuellement installés sont des pompes à chaleur dites à air, comme celles que Rainer Sauerborn obtient également. Ils extraient l’énergie de l’air ambiant et chauffent ainsi l’eau pour l’eau chaude et le chauffage. Le problème : plus il fait froid, plus les appareils doivent fournir d’énergie via l’électricité pour générer la même température. Ils deviennent donc de plus en plus inefficaces.

Il y a aussi un autre problème : aujourd’hui, le réseau électrique n’est pas encore conçu pour ces nouveaux types de charges – en plus des pompes à chaleur, de plus en plus de voitures électriques et de systèmes photovoltaïques – déclare Selma Lossau, responsable du raccordement au réseau électrique/gaz. chez Netze BW à Stuttgart. Pour changer cela, les opérateurs devraient dépenser beaucoup d’argent. EnBW à elle seule calcule actuellement un demi-milliard par an pour cela. Mais l’argent n’est pas tout, déclare Lossau : « D’autres choses, bien sûr, sont les capacités dont nous avons besoin de la part des fournisseurs de services, tels que les entreprises de génie civil, dont nous avons besoin pour pouvoir étendre rapidement le réseau. » Il y a un manque d’experts.

Les centrales électriques doivent également avoir des capacités disponibles à l’avenir

Mais même si l’extension du réseau vient plus tard : les nombreux systèmes de chauffage électriques combinés au passage aux énergies renouvelables ne pourraient-ils pas devenir un problème dans la production d’énergie ? L’Institut d’économie de l’énergie de l’Université de Cologne a calculé que la demande d’électricité pendant les froides journées d’hiver pourrait augmenter jusqu’à dix gigawatts. C’est plus que ce que les deux plus grandes centrales électriques au lignite allemandes peuvent produire avec tous les blocs. Et ce pic de demande se produira précisément lorsque le vent et le soleil fournissent souvent peu d’énergie : les jours d’hiver ternes et sans vent.

Même si les phases plus longues de ce que l’on appelle le marasme noir sont rares, la capacité des centrales électriques devrait encore être réservée spécifiquement à cela. Selon les plans actuels, il s’agit de centrales électriques au gaz qui seront également converties plus tard à l’hydrogène vert. Néanmoins, dans l’ensemble, le système de chauffage serait encore nettement plus efficace sur le plan climatique qu’aujourd’hui, déclare vom Frank Sensfuss de l’Institut Fraunhofer pour la recherche sur les systèmes et l’innovation à Karlsruhe. Et pourtant cette solution pourrait être très coûteuse d’un point de vue économique, car les exploitants des centrales devront payer très cher le fonctionnement de la réserve.

Les pompes à chaleur sol et eau sont nettement plus efficaces

Afin de maintenir les exigences et les coûts aussi bas que possible, il serait donc important de concevoir les pompes à chaleur aussi efficacement que possible. Ces systèmes existent également. Au lieu d’utiliser l’air ambiant, ils fonctionnent avec de l’eau ou de la chaleur géothermique. À partir d’une profondeur de 100 mètres, les pompes atteignent constamment de 10 à 14 degrés, même lorsqu’il gèle dehors.

Edelbert Krämer et son entreprise forent une telle sonde géothermique à Hagenbach dans le Palatinat et expliquent la différence comme suit : « Cela signifie que le système est beaucoup plus efficace et dure beaucoup plus longtemps. Vous pouvez l’imaginer comme avec un moteur de voiture. Lorsque vous Roulez toujours à la même vitesse sur autoroute, c’est beaucoup plus efficace et le moteur chauffe toujours de la même façon. » Et ce système a un autre avantage : la température du sol peut être utilisée comme climatisation en été, même avec de faibles besoins énergétiques. Et cela contribue également à limiter la demande croissante d’énergie lors des journées chaudes.

Réseaux de chauffage locaux comme partie de la solution

La géothermie a longtemps été utilisée en combinaison avec des pompes à chaleur. C’était autrefois le type de pompe à chaleur le plus courant. Cependant, son installation est considérablement plus coûteuse qu’une pompe à chaleur à air. Le forage doit être assuré en raison d’éventuels dégâts dans le voisinage. Et il n’est pas toujours certain qu’il apportera le résultat souhaité, c’est-à-dire la chaleur nécessaire. Cela rebute les consommateurs. Cependant, cette forme d’énergie géothermique est parfaitement adaptée aux réseaux de chauffage locaux dits « froids », par exemple. Plusieurs forages plus profonds alimentent des quartiers entiers en eau chaude – chaque client l’utilise ensuite pour faire fonctionner sa propre pompe à chaleur. Selon une estimation de la RWTH Aachen, il y en aurait déjà plus de 100 en Allemagne.

Mais il y a un autre problème : il est loin d’être facile de forer le sol partout. Jusqu’à une profondeur de 100 mètres, vous n’avez pas besoin d’obtenir un permis minier, mais souvent un permis d’eau est nécessaire – et il existe de grandes zones d’exclusion.

Les salons froids peuvent difficilement être la solution

Conclusion : Les pompes à chaleur sont une solution intelligente. Cependant, la plupart des études sur la transition thermique supposent un nombre élevé de pompes à chaleur géothermiques, ce qui ne pourra jamais être atteint avec le cap actuel de la politique énergétique. Cela nécessiterait des changements de financement, demande Veit Bürger, directeur adjoint de l’Öko-Institut de Fribourg dans l’émission temps climatique sur tagesschau24 – et aussi une restriction des zones d’exclusion. L’isolation thermique en combinaison avec des pompes à chaleur est également un besoin urgent. Car plus le besoin en chauffage est important, plus le problème des pointes de courant est important.

La pression vers les pompes à chaleur est importante en termes de politique climatique, mais les problèmes ne peuvent être évités à long terme qu’avec une combinaison intelligente. Et la solution ne peut certainement pas être qu’il reste froid dans les salons allemands pendant des heures ou des jours. En fait, cette solution est actuellement la seule légalement préparée. Le ministère fédéral de l’Économie et de la Protection du climat a déclaré sur demande que « seules les pompes à chaleur certifiées compatibles avec le réseau qui permettent aux opérateurs de réseau de réguler ou de réduire la puissance consommée dans des situations critiques pendant une période limitée seraient financées ».