Souper-conférence du 19 novembre 2018 - Soirée prestige Énergir

CE QUE VOUS AVEZ PEUT-ÊTRE MANQUÉ...SOUPER-CONFÉRENCE DU 19 novembre 2018

Le lundi 19 novembre dernier, à l’occasion de la Soirée prestige Énergir, le Chapitre de Montréal de l’ASHRAE a eu le plaisir d’accueillir M. Claude Routhier, coordonnateur en développement durable chez Poly-Énergie ainsi que M. Mathieu Johnson, Directeur Développement du gaz naturel renouvelable chez Énergir. Ce fut une occasion unique d’en apprendre davantage sur le rôle du gaz naturel renouvelable dans la transition énergétique ainsi que sur les boucles d’échange thermique inter-bâtiments.

Conférence technique

Gauche à droite: Étienne Séguin Dupuis en compagnie de Claude Routhier

Le 19 novembre dernier, le Chapitre de Montréal de l’ASHRAE tenait sa soirée prestige ÉNERGIR. Lors de cette soirée, M. Claude Routhier, CSO, LEED AP BD+C, coordonnateur en développement durable chez Poly-Énergie, est venu nous présenter sa conférence intitulée « Des conduits minimalistes pour les bâtiments d’habitation aux réseaux thermiques de quartier ». M. Routhier a débuté la soirée en énonçant le défi d’établir les liens entre les solutions simplifiées de chauffage/climatisation et le développement de projet complexes tels que les réseaux d’énergie de quartier ainsi que les réponses apportées à travers divers projets.

Le réseau de chaleur traditionnel de la Cité Verte en 2009

En 2009, une des solutions apportées prend la forme d’un projet SSQ Immobilier en partenariat avec Régulvar et Poly-Énergie inc., « La Cité Verte ». Ici le chauffage urbain est à la biomasse et le rapport Énergie/Environnement est mesuré aussi. C’était la solution retenue pour subvenir aux besoins de chauffage d’espace et de l’eau chaude domestique des immeubles. Le système est composé d’une chaufferie à la biomasse de 5 MW, 2 réservoirs de 22kL, une chaudière d’urgence de même puissance au gaz naturel, un réseau de distribution hydronique de 2 km, 41 sous-stations de chauffage urbain rangeant de 15 à 1400 kW, et les systèmes de mesure et de régulation intégrés.

La boucle d’échange thermique du Faubourg du Moulin

En 2013, la construction du « Faubourg du Moulin » est lancée à Beauport au Québec dans le cadre du Programme de soutien aux projets de développement urbain durable, en collaboration avec Hydro-Québec et GENECOR Experts-Conseils. C’est un quartier de 2000 unités d’habitation qui se veut écoresponsable. Il s’agit cette fois d’une boucle d’échange thermique.

Figure 1 - La boucle d’échange thermique du Faubourg du Moulin

Toutes les sources d’énergie thermiques sont intégrées dans le premier immeuble. Les 15 autres immeubles du site incluent seulement leurs stations intégrées d’échange thermique au sous-sol, ce qui a été rendu possible par le bas niveau de bruit des machines et leur aspect modulaire, libérant ainsi les toitures et protégeant la majorité des machines des chutes de neige. Le système intégré génère 0.83 tonnes de gaz à effet de serre (GES) / unité d’habitation, 30 fois moins qu’un autre projet de référence utilisant le gaz naturel.

La solution CVAC initiale

La solution CVAC initiale des immeubles utilisait des ventilo-convecteurs VRF (Variable Refrigerant Flow), installés dans les couloirs pour l’accès facile, avec deux diffuseurs dans chaque unité résidentielle. En 2014, Énergir a publié les résultats de l’étude du Centre de technologies du gaz naturel (CTGN) sur les conduits minimalistes. Cette étude a démontré qu’il était possible de diffuser l’air chaud ou froid à partir du haut du mur opposé à la surface vitrée sans diminuer le confort (critères énumérés par la norme ANSI/ASHRAE 55-2010) comparé au chauffage par l’air chaud grâce à des bouches de diffusion positionnées le plus près possible des fenêtres au plancher ou au plafond. Ceci permet de réduire la longueur nécessaire des conduits d’air.

Figure 2 - Le concept des conduits minimalistes

Les résultats de l’étude du CGTN sur les conduits minimalistes et les lignes directrices

En septembre 2015, les lignes directrices à considérer lors de l’utilisation des conduits minimalistes sont publiées par la CTGN. Elles détaillent le marché privilégié (multi-résidentiel tels que les condominiums), les appareils requis (chauffage, diffuseurs), leur fonctionnement, et les contraintes à respecter comme par exemple la longueur maximale de la pièce).

En novembre 2015, la conférence ASHRAE sur le concept de conduits minimalistes pour propulser une solution globale est donnée par Régulvar et Poly-Énergie inc. Quatre nouveaux points sont ajoutés pour être considérés :

• La solution de ventilo-convecteur à l’eau à l’intérieur du logement;
• La possibilité de zonage pour un maximum de confort;
• L’ajout des valves 6 voies pour un système à 4 tuyaux;
• L’élimination des valves de balancement à chaque ventilo-convecteur grâce au contrôle dynamique de la température.

Ce dernier concept de conduits minimalistes se concrétise dans la tour Fresk à Québec, dans le bloc C «La Klé» de la Cité Verte lors de la mise en service en 2017, dans le bloc A lors de la mise en plan des concepts, et dans le Faubourg du Moulin en 2018-2019 où la cible d’économie d’énergie par rapport à un immeuble de référence est 37.5%.

Conclusion

Une solution pour le futur des réseaux d’énergie de quartier, dans le contexte énergétique québécois, qui a pour but d’optimiser le fonctionnement du chauffage urbain et les boucles énergétiques, se résume comme ayant :

• Une boucle d’échange thermique;
• Une thermopompe centralisée à chaque immeuble procurant chauffage, eau froidie, et préchauffage de l’eau domestique;
• Un appoint pour les besoins d’eau chaude domestique ou d’urgence avec des sources conventionnelles;
• Des ventilo-convecteurs verticaux intégrant un échangeur enthalpique installés avec un accès à partir du corridor pour une application à conduits minimalistes;
• Une protection confort d’un élément électrique de faible puissance (1.5 kW par exemple) en saison de climatisation ou pour toute urgence en hiver;
• Un contrôleur complet avec toutes les fonctions intégrées à chaque appareil avec câblage enfichable pour les thermostats.

Pour une optimisation additionnelle, on doit pouvoir gérer et bénéficier des rejets thermiques d’autres immeubles, de procédés industriels, ou des centres informatiques.

Cette solution s’avère primordiale surtout dans le contexte des changements climatiques actuels où on devrait répondre aux besoins de confort par une approche systémique et globale versus une approche individualiste, par exemple, où chacun se procurerait d’un climatiseur pour les étés de plus en plus chauds, rejetant ainsi toute la chaleur à l’air environnant sans être utilisée.

Consultez la présentation de la conférence technique.

Par Michael Tamir, Comité édition

Conférence principale

Gauche à droite: Mathieu Jonson en compagnie d'Étienne Séguin Dupuis

M. Mathieu Johnson a débuté sa conférence en nous faisant un petit historique de ce qui se passait il y a 10 ans au Québec et des moyens pris depuis pour optimiser les réseaux de chauffage et climatisation. En nous présentant le mix énergétique du Québec en date d’aujourd’hui, qui fait mention d’une consommation électrique de 37%, il nous questionne à savoir si c’est la seule solution ou bien il faut réfléchir sur le mix énergétique futur et, comme client, penser d’avantage où il faut investir son argent. Selon M. Johnson, deux éléments sont à considérer quand on parle du mix énergétique, soit les besoins de la clientèle ainsi que les contraintes techniques ou physiques (i.e. électrification n’est pas applicable partout) et le fait d’encourager la société de demain à être ouverte à faire des compromis pour l’économie versus l’environnement. Le vecteur de développement énergétique en région présente 3 volets : i) l’efficacité énergétique; ii) déplacer les énergies plus émissives; iii) augmenter la production et la distribution d’énergie renouvelable avec le gaz naturel renouvelable (GNR), biométhanisation, etc.

Qu’est-ce que le GNR?

M. Johnson nous a rappelé que la même molécule est contenue dans le gaz naturel conventionnel et dans le gaz naturel renouvelable (GNR), c’est la source d’énergie qui est différente. Le GNR, aussi connu sous le nom de biométhane, est la transformation des matières organiques en énergie. Ce gaz naturel renouvelable et carboneutre produit localement peut être injecté dans le réseau gazier ou utilisé directement pour chauffer des bâtiments ou comme carburant. Il s’agit d’un grand pas vers l’autonomie énergétique puisque, contrairement aux autres énergies fossiles, celle-là se renouvelle à chaque année.

Le GNR se produit à partir de :

• matières organiques résiduelles (exemple usine de biométhanisation de Sainte-Hyacinthe);
• boue de traitement des eaux;
• biogaz de site d’enfouissement;
• résidus de fabrication;
• biomasse forestière résiduelle;
• fumiers et lisiers;
• résidus de culture.

Ainsi les industries agroalimentaire et forestière, les municipalités et le secteur agricole peuvent profiter du développement économique généré par la production de GNR. M. Johnson nous a fait mention du concept d’économie circulaire, soit une nouvelle forme d’économie qui consiste à prendre quelque chose qu’on jette dans une poubelle et extraire la valeur énergétique qui reste de ces déchets. En fait, le GNR est une solution d’avenir pour les municipalités en vue du bannissement de l’enfouissement des matières organiques à l’horizon 2022, en plus de constituer un véritable levier pour atteindre les objectifs québécois de lutte aux changements climatiques. En effet, il s’agit d’une énergie 100 % renouvelable et carboneutre, au cœur d’une économie circulaire pour les municipalités!

Nouvelle étude sur le potentiel technicoéconomique de production de GNR 2030

Dans la Politique énergétique 2030, il est souhaité que la production d’énergies renouvelables augmente de 25 % et que celle de bioénergie augmente de 50 %. Le GNR peut contribuer à atteindre ces cibles. Le gouvernement du Québec a publié en août 2018 un projet de règlement visant à fixer la quantité minimale de GNR devant être livrée par un distributeur de gaz naturel à 5 % d’ici 2025.

L’objectif de cette nouvelle étude est de connaître la quantité potentielle de GNR qui pourrait être produite dès maintenant et à l’horizon 2030 afin de déterminer la place que le GNR pourrait occuper dans la transition et le portefeuille énergétique futur.

Le potentiel technico-économique (PTE 2018) de production de GNR a été faible en 2018, soit 26 M GJ, soit 12 % du gaz naturel distribué actuellement par Énergir au Québec. Il est intéressant à mentionner que la biomasse forestière représente environ 60% de la source d’énergie de qui est distribué aujourd’hui.

Dans le futur, le potentiel technico-économique (PTE 2030) estime une quantité potentielle de GNR en 2030 de 144 M GJ, soit 2/3 du gaz naturel distribué par Énergir au Québec. Les retombés positives de cela se traduisent par:

• L’équivalent d’un retrait d’environ 1,5 M de voitures sur les routes en évitant une émission de 7,2 Mt GES annuellement.
• L’augmentation du potentiel de réduction de GES si le GNR était utilisé dans le transport lourd.
• Un potentiel technico-économique pour toutes les régions du Québec.

Les GNR est une solution économique et flexible

M. Johnson mentionne que le tarif nous permet d’avoir une économie qui est très intéressante et nous présente un exemple de facture annuelle d’un client institutionnel consommant l’équivalent de 1 M m³ de gaz naturel. On peut observer que, même si nous consommons 100% du GNR, le coût de la facture est moindre que celle pour l’électricité.

Figure 3 - Facture annuelle client institutionnel

Les GNR est une solution économique et flexible, en plus d’être verte et permettre une implantation progressive :

• Économique : le GNR est la solution la plus économique pour les clients désirant une énergie renouvelable.
• Flexible : les clients peuvent choisir de consommer entre 5 % et 100 % de leur consommation.
• Verte : reconnue comme énergie renouvelable par la loi, le SPEDE et pour se conformer aux mesures d’exemplarité de l’État.
• Progressive: l’implantation du GNR peut-être fait de façon progressive, en faisant des plans sur plusieurs années.

Malgré l’investissement important, les autobus au GNR représentent la seule solution mature et complètement verte aujourd’hui qui maximise les GES évités et le service au citoyen. La figure plus bas présente les avantages d’utilisation de cette technologie et on observe que le coût par tonne de GES évitée (19$/tonne GES) est le plus bas pour le GNR (exemple de Paris, Los Angeles, Toronto) comparé au gaz naturel, électrique ou diesel-électrique.

Figure 4 - L’autobus au GNR

Les GNR dans le monde

Énergir et son équipe a pris comme exemple le modèle des pays développés puisque le GNR est privilégié par les pays européens pour leur transition énergétique:

• 542 sites de production et d’injection de GNR en Europe;
• 203 sites en Allemagne et 10 000 usines de bio-méthanisation;
• 85 sites en Grande-Bretagne (3 fois plus dans les dernières années);
• 67 sites en Suède où le transport représente le plus grand consommateur de GNR et le réseau de distribution service est très développé avec 80% GNR;
• 44 sites en France comparé à il y a 8 ans lorsqu’il y avait 9 projets seulement;
• 7 sites en Italie seulement mais un montant important sera dépensés d’ici 2029 dans le transport.

Figure 5 - Le GNR en Europe

Au Canada, Énergir développe l’injection de GNR sur l’ensemble de son réseau en prenant l’exemple des pays scandinaves. Pour répondre aux demandes de clients, il faut agir pour servir, alors Énergir est prêt à investir des efforts pour développer des projets de GNR avec les municipalités et les clients. Ainsi, depuis novembre 2017, l’usine de biométhanisation de Saint-Hyacinthe fonctionne et cela représente le premier projet municipal de biométhanisation au Québec dont les volumes de gaz naturel renouvelable produits sont injectés dans le réseau d'Énergir. Plusieurs projets municipaux prennent forme, l’objectif étant d’augmenter la production de GNR et la bio-méthanisation.

Figure 6 - Le GNR au Québec

CONCLUSION

En résumé, le mix énergétique futur sera diversifié et doit comporter de l’énergie sous forme de gaz – il est donc impératif d’intégrer plus de gaz renouvelable dans le mix. Le GNR est une solution pour accélérer la transition énergétique et comporte aussi plusieurs externalités positives. Le Québec peut s’inspirer de l’exemple européen pour développer le GNR et devenir le leader de la production de GNR en Amérique du Nord. Le réseau de distribution étant le même que celui du gaz naturel, c’est la « traçabilité contractuelle » qui fait la distinction, alors le GNR demeure un achat volontaire que nous devons encourager.

Consultez la présentation de la conférence principale.

Par Magdalena Stanescu, Comité édition

NOUVEAUX MEMBRES D’ASHRAE

Nous souhaitons la bienvenue aux personnes suivantes qui sont de nouveaux membres :

M. Benoit Labelle
M. Steve St-Laurent
M. Alexandre Mercier

ÉQUIPE ÉNERGIR

Gauche à droite: Marc Beauchemin, Caroline Duphily, Raphaël Duquette, Nathalie Bouchard, Mathieu Johnson, Isabelle Gendron, Marc Francoeur, Maxime Richard, Charles Côte, Geneviève Piquette et Mathieu Rondeau 

GAGNANT DE LA BOUTEILLE DE VIN - SONDAGE CONFÉRENCIERS

Gauche à droite: Gagnant Marc Beauchemin accompagné d’Etienne Séguin Dupuis

VOICI UN APERÇU DES DIFFÉRENTS PRÉSENTOIRS DE NOTRE DERNIÈRE SOIRÉE