De nombreux propriétaires de maison souhaitent faire installer une pompe à chaleur. Six millions d’entre elles devraient être raccordées au réseau allemand d’ici 2030. Mais y aura-t-il assez d’électricité ? Cela dépend aussi de l’efficacité des pompes.
Christian Lex et ses collègues sont en train d’installer une nouvelle pompe à chaleur à Heidelberg. L’entreprise en installe environ 40 par an, explique-t-il. Mais chaque semaine, il reçoit une quinzaine de demandes de nouveaux clients. La demande est énorme, et « elle a encore connu un véritable boom » en raison de la crise énergétique actuelle.
L’installation ne suffit pas
Ici, à Heidelberg, le travail n’est pas tout à fait simple : il s’agit d’une grande maison ancienne qui nécessite d’importants travaux de transformation de la technique de chauffage. De nouveaux tuyaux, de nouveaux radiateurs, beaucoup de travail. Mais pour le client, Rainer Sauerborn, une nouvelle chaudière à gaz n’était malgré tout pas une option. Son ancien chauffage lui coûte 7000 euros par an – « astronomique », dit-il. Avec une pompe à chaleur, il espère réduire les coûts à 3000 euros. Le système serait alors rentable à long terme : « Il faut avoir ce souffle », dit Sauerborn. Mais il sait aussi que « tout le monde ne peut certainement pas se le permettre ».
Sauerborn est professeur de santé publique et collabore au rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. C’est pourquoi la protection du climat est pour lui au moins aussi importante que l’aspect financier. Avec le mix électrique actuel, une nouvelle pompe à chaleur génère 25 à 50 pour cent d’émissions de CO2 en moins qu’un chauffage au gaz – le bilan sera encore meilleur avec le développement des énergies renouvelables.
Plus il fait froid, moins c’est efficace
C’est manifestement ce que pensent de plus en plus de personnes en Allemagne, car les ventes de pompes à chaleur ont connu une nette accélération ces dernières années. Ainsi, en 2022, le nombre de pompes à chaleur vendues était environ trois fois plus élevé que dix ans auparavant. Et la pression politique est également présente : le gouvernement fédéral veut en fait interdire les nouveaux chauffages au gaz et au fioul à partir de l’année prochaine. Il n’y a pas d’autre moyen d’atteindre les objectifs de protection du climat dans le secteur du bâtiment.
Mais la résolution d’un problème pourrait en soulever d’autres. La plupart des systèmes installés actuellement sont des pompes à chaleur à air, comme celles de Rainer Sauerborn. Elles 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 de l’énergie via l’électricité pour produire la même température. Ils deviennent donc de moins en moins efficaces.
A cela s’ajoute un autre problème : aujourd’hui, le réseau électrique n’est pas encore conçu pour ces charges d’un nouveau genre – outre les pompes à chaleur, les voitures électriques et les installations photovoltaïques sont de plus en plus nombreuses -, explique Selma Lossau, responsable du raccordement au réseau électrique/gaz chez Netze BW à Stuttgart. Pour y remédier, les opérateurs devraient investir beaucoup d’argent. EnBW compte actuellement un demi-milliard par an pour cela. Mais l’argent ne fait pas tout, dit Lossau : « L’autre chose, ce sont bien sûr les capacités dont nous avons besoin, en termes de prestataires de services, c’est-à-dire par exemple d’entreprises de génie civil, dont nous avons besoin pour pouvoir développer rapidement le réseau ». Il manque des spécialistes
Les centrales électriques doivent conserver leurs capacités à l’avenir
Mais même si l’extension du réseau suit, les nombreux chauffages à l’électricité combinés au passage aux énergies renouvelables ne risquent-ils pas de poser un problème en matière de production d’énergie ? L’institut d’économie énergétique de l’université de Cologne a calculé que la demande en électricité pourrait augmenter de jusqu’à dix gigawatts les jours d’hiver froids. C’est plus que ce que les deux plus grandes centrales au lignite allemandes peuvent produire avec toutes leurs unités. Et ce pic de la demande se produira précisément lorsque le vent et le soleil fournissent souvent peu d’énergie : les jours d’hiver maussades et sans vent.
Même si les phases prolongées de ce que l’on appelle le « black-out » sont rares, il faudrait tout de même disposer d’une puissance de production spécifique pour y faire face. Selon les plans actuels, il s’agirait de centrales à gaz, ou plus tard de centrales converties à l’hydrogène vert. Néanmoins, selon Frank Sensfuß de l’Institut Fraunhofer pour la recherche sur les systèmes et les innovations à Karlsruhe, le système de chauffage serait toujours nettement plus efficace que le système actuel en termes de protection du climat. Et pourtant, cette solution pourrait s’avérer très coûteuse sur le plan économique, car les exploitants des centrales électriques devront payer cher le fonctionnement de réserve.
Les pompes à chaleur géothermiques et aquatiques nettement plus efficaces
Pour réduire au maximum les besoins et les coûts, il serait donc important de concevoir des pompes à chaleur aussi efficaces que possible. Ces systèmes existent aussi. Au lieu d’utiliser l’air ambiant, ils fonctionnent avec la chaleur de l’eau ou de la terre. Les pompes puisent à 100 mètres de profondeur une température constante de 10 à 14 degrés, même lorsqu’il gèle dehors.
Edelbert Krämer fore avec son entreprise une sonde géothermique de ce type à Hagenbach dans le Palatinat et explique ainsi la différence : « Cela signifie que l’installation est beaucoup plus efficace et qu’elle dure aussi beaucoup plus longtemps. Vous pouvez vous représenter cela comme le moteur d’une voiture. S’ils roulent toujours à la même vitesse sur l’autoroute, c’est beaucoup plus efficace, et le moteur est toujours aussi chaud ». Et ce système présente encore un autre avantage : la température de la terre peut être utilisée comme climatisation en été, même avec une faible consommation d’énergie. Et cela permet aussi de couper la demande croissante d’énergie les jours de grande chaleur.
Les réseaux de chaleur de proximité, une partie de la solution
La chaleur géothermique est utilisée depuis longtemps en combinaison avec des pompes à chaleur. Autrefois, c’était même le type de pompe à chaleur le plus courant. Mais elle est considérablement plus chère à installer qu’une pompe à chaleur aérothermique. Le forage doit être assuré – en raison d’éventuels dégâts dans le voisinage. Et il n’est pas toujours certain qu’il produise le résultat escompté, c’est-à-dire la chaleur nécessaire. Cela décourage les consommateurs. Mais cette forme de géothermie convient idéalement, par exemple, aux réseaux de chaleur de proximité dits « froids ». Plusieurs forages profonds y alimentent des quartiers entiers avec l’eau chaude du sol – chaque consommateur individuel utilise alors sa propre pompe à chaleur. Selon une estimation de la RWTH d’Aix-la-Chapelle, il devrait déjà y en avoir plus de 100 en Allemagne.
Mais il y a encore un autre problème : il est loin d’être possible de forer simplement dans le sol partout. Jusqu’à 100 mètres de profondeur, il n’est pas nécessaire de demander une autorisation au titre de la législation minière, mais une autorisation au titre de la législation sur l’eau est souvent requise – et il existe de grandes zones d’exclusion.
Les salons froids ne peuvent guère être la solution
Conclusion : les pompes à chaleur sont une solution intelligente. Mais la plupart des études sur le tournant thermique se basent sur un nombre élevé de pompes à chaleur au sol, qui ne pourra jamais être atteint de cette manière avec l’orientation actuelle de la politique énergétique. Pour cela, il faudrait des changements dans la promotion, demande Veit Bürger, directeur adjoint de l’Öko-Institut à Fribourg dans l’émission KlimaZeit sur tagesschau24 – et aussi une limitation des zones d’exclusion. Mais il est également urgent de mettre en place une isolation thermique en combinaison avec des pompes à chaleur. Car plus les besoins en chauffage sont élevés, plus le problème des pics de consommation électrique est important.
La pression en direction des pompes à chaleur est importante en termes de politique climatique, mais seule une combinaison intelligente permet d’éviter les problèmes à long terme. Et la solution ne peut certainement pas être qu’il fasse froid pendant des heures et des jours dans les salons allemands. Cette solution est effectivement la seule à être actuellement préparée par la loi. Interrogé à ce sujet, le ministère fédéral de l’Économie et de la Protection du climat indique que « seules les pompes à chaleur certifiées utiles au réseau, qui permettent aux exploitants de réseau de couper ou de réduire temporairement la puissance absorbée dans des situations critiques, sont subventionnées ».