L’énergie au Québec
Comme mentionné dans la page Portrait de l’énergie au Québec, l’électricité représente 41% de l’énergie consommée au Québec, dont 98% est issue de l’hydroélectricité. Cette électricité est majoritairement produite et distribuée par Hydro-Québec, société d’État appartenant entièrement au gouvernement du Québec. Comme la majorité des logements québécois sont chauffés à l’électricité, la demande explose en période de grands froids hivernaux.
Plus on électrifie, plus la gestion de la pointe devient cruciale.
Qu’est-ce que la pointe ?
La pointe énergétique correspond aux périodes de forte demande d’électricité où la consommation atteint un maximum et met une pression accrue sur le réseau d’Hydro-Québec. Les périodes de pointes annuelles surviennent majoritairement en hiver, lors des grands froids.
Comme le réchauffement climatique accroît la fréquence et l’intensité des vagues de chaleur, entraînant une utilisation plus importante des climatiseurs, il est probable que les périodes de pointe estivales deviennent de plus en plus fréquentes.
Et c'est quoi le problème ?
Lors des périodes de pointe, Hydro-Québec doit compenser le manque en s’approvisionnant chez les réseaux voisins à des coûts plus élevés, en ajoutant des équipements dans les centrales existantes ou en construisant de nouvelles installations de production. Ces coûts se reporteront ensuite sur la facture des utilisateurs et utilisatrices, donc de la population générale. Seules quelques dizaines d’heures sont problématiques annuellement, ce qui ne justifie pas en soi des investissements massifs associés à la construction d’infrastructures ou d’ajouts d’équipements. De plus, en s’approvisionnant via des réseaux voisins, l’impact écologique de notre électricité est fortement augmenté, car l’électricité nationale et internationale est beaucoup plus dépendante des énergies fossiles.
« Concrètement, la solution simpliste de convertir tous les systèmes de chauffage ayant des sources d’énergie fossiles vers des systèmes électriques conventionnels (plinthes électriques et climatiseurs) serait problématique pour le réseau électrique québécois. La pointe électrique représente des coûts importants pour la société d’État, tant sur le plan financier qu’environnemental. Chaque kilowatt évité représente des économies variant entre 120 et 200 $. »
Source : Rapport d’analyse des dépenses d’investissements (CAPEX), Écohabitation
L’effacement et le déplacement de la consommation
Dans le contexte de la pointe énergétique au Québec, l’effacement et le déplacement de consommation sont deux stratégies pour réduire la pression sur le réseau pendant les périodes de pointe.
L’effacement consiste à diminuer la consommation d’électricité, par exemple en diminuant le chauffage de son logement de quelques degrés. Comme son nom l’indique, le déplacement insiste plutôt sur le transfert de la consommation à un autre moment. Il peut s’agir, entre autres, de remettre à plus tard une brassée de lavage ou le chargement d’une auto électrique, mais aussi à installer un système de stockage d’énergie.
Les solutions
L’efficacité ou le rendement d’un système de chauffage représente la capacité de ce dernier à convertir l’énergie consommée en chaleur utile. Idéalement, la performance est supérieure à 100%.
Le remplacement d’un système par un autre ayant une plus grande efficacité énergétique diminue naturellement la consommation en limitant les pertes.
Performance énergétique des systèmes (petit résidentiel)
- Fournaise au combustible (mazout, gaz) : 80-90 %
- Fournaise à condensation au combustible : 90-97 %
- Système résistif (ATC, fournaise électrique, plinthes) : 100 %
- Thermopompe (ou pompe à chaleur) aérothermique : 200-300 %
- Thermopompe géothermique : 300-500 %
Une thermopompe est à la fois un appareil de chauffage et de climatisation. Elle déplace la chaleur d’un endroit à un autre plutôt que de directement en produire. Cependant, son efficacité diminue fortement lorsque les températures sont très basses.
Une thermopompe géothermique utilise la chaleur du sol pour approvisionner le bâtiment. Sa performance est donc dissociée de la température extérieure et son efficacité en pointe reste inchangée si le système est dimensionné pour couvrir 100 % des besoins de chauffage. Il faut savoir qu’à cause du coût élevé de ces systèmes, les usagers vont généralement couvrir 80 % des besoins de chauffage et utiliser un appoint électrique pour le reste du chauffage, qui lui, peut contribuer à la pointe électrique.
Une thermopompe aérothermique en mode chauffage utilise l’air ambiant extérieur comme source de chaleur. Certaines thermopompes fonctionnent bien à basse température, même jusqu’à -25°C ! Cependant, une thermopompe standard ne sera pas efficace sous les -18°C. Dans tous les cas, la thermopompe aérothermique ne permet pas à elle seule de gérer efficacement la pointe associée au chauffage.
Le saviez-vous ?
Les thermopompes sont de trois à quatre fois plus performantes que les plinthes électriques.
Source : The Future of Heat Pumps, International Energy Agency (IEA)
Les accumulateurs thermiques
Un accumulateur thermique est un système de chauffage central qui emmagasine l’énergie, sous forme de chaleur, lorsqu’elle est disponible pour ensuite en permettre l’utilisation en période de pointe, alors que les éléments électriques cessent de fonctionner. Il existe plusieurs systèmes de stockage thermique à la fois pour les systèmes à air pulsé, hydroniques ou décentralisés. Généralement, on les retrouve sous deux formes : le stockage de masse (image) et le stockage par changement de phase.
Source : Hydro-Québec
Pour une efficacité optimale, l’accumulateur de chaleur peut être couplé à une thermopompe. En effet, la thermopompe peut chauffer l’accumulateur lorsque les températures sont modérées ou durant les heures creuses, c’est-à-dire lors des périodes où la demande en électricité est plus faible, ce qui permet de stocker la chaleur pour une utilisation ultérieure. L’accumulateur prend ensuite le relais en période de pointe, comme lors des périodes de grand froid ou de forte demande, assurant un confort constant tout en réduisant les coûts d’électricité et la pression sur le réseau.
Les boucles énergétiques
Une boucle énergétique, ou plus précisément, un réseau thermique est un système permettant de distribuer la chaleur produite de sources centralisées ou décentralisées vers plusieurs bâtiments situés dans une zone définie par une série de canalisations souterraines. Contrairement à un chauffage entièrement individuel, il mutualise la production thermique et peut intégrer différentes sources de chaleur, par exemple de l’électricité, de la récupération de chaleur et de la géothermie.
Une boucle énergétique permet de réduire la pointe hivernale notamment grâce à sa capacité de partager l’énergie de manière efficace entre les bâtiments d’un même secteur. Son efficacité dépend de sa conception, mais également de la performance des bâtiments qui y sont connectés. De plus, l’utilisation de systèmes de stockages dans chaque bâtiment améliore la capacité globale du réseau thermique à gérer la pointe (ex. Solar Drake Landing en Alberta).
« En créant des réseaux d’énergie thermique qui capturent et font circuler ces abondantes sources de chaleur, le Canada pourrait chauffer et refroidir à bon marché ses bâtiments sans contribuer à la surchauffe de la planète, tout en allégeant les pressions d’un agrandissement du réseau énergétique. »
– Nikhitha Gajudhur, Institut climatique du Canada
La biénergie, une fausse solution
Présentée comme une solution climatique, l’entente de biénergie conclue en 2022 entre Hydro-Québec et Énergir constitue en réalité une fausse solution : elle maintient l’usage du gaz fossile et retarde l’électrification complète des bâtiments. En prolongeant la durée de vie des systèmes au gaz par des contrats d’au moins dix ans, elle enferme les ménages québécois dans une dépendance inutile alors que des options décarbonées existent déjà. De plus, la biénergie risque de coûter plus cher aux consommateurs et consommatrices et oblige Hydro-Québec à compenser financièrement Énergir, ce qui en fait une mesure avantageuse surtout pour l’entreprise gazière plutôt que pour la population ou le climat.