Les enjeux de la décarbonation des villes

Pour Kristen Panerali du Forum économique mondial, la décarbonation des villes assure une meilleure qualité de vie. 

La décarbonation des villes passe par une coopération étroite entre les différents acteurs des secteurs du bâtiment, de l’énergie et des transports.  L’abandon des combustibles fossiles au profit d’énergies moins polluantes ne permet pas seulement de lutter contre le réchauffement climatique. Comme l’explique Kristen Panerali, une ville propre a aussi des effets bénéfiques sur l’emploi et la santé publique. Dans ce contexte, les technologies à la périphérie du réseau contribuent activement à améliorer l’efficacité énergétique de l’écosystème urbain. 
 

Par Marc Engelhardt

 

Pourquoi et comment limiter l’empreinte carbone des villes ? Kristen Panerali, en charge du programme « électricité et décarbonation des villes » au sein du Forum Économique Mondial (FEM), livre quelques éléments de réponse : « À l’échelle mondiale, plus de la moitié de la population réside dans des villes et les centres urbains représentent 78 % de la consommation d’énergie primaire. Dès lors, la demande en énergie se concentre principalement dans les villes. »

 

L’étude menée par la Banque mondiale en décembre 2020 est éloquente : les villes génèrent plus de 70 % des émissions de gaz à effet de serre. Ces chiffres incluent notamment les secteurs du bâtiment, de l’énergie et des transports. Selon Kristen Panerali, la solution pour décarboner les villes est donc toute trouvée : « Les villes comportent des bâtiments, des infrastructures énergétiques et des transports. Nous devons nous attacher à mettre ces différents secteurs en interrelation. »

L’efficacité systémique désigne un mécanisme intégrant au sein d’un réseau un approvisionnement en électricité zéro émission, une infrastructure énergétique intelligente et des technologies numériques. 
Kristen Panerali
Livre blanc

La décarbonation à la périphérie du réseau

La décarbonation est une évolution majeure qui touche les secteurs d’activité du commerce et de l’industrie. Découvrez comment œuvrer à la décarbonation. Télécharger gratuitement le livre blanc dès maintenant. 

Efficacité systémique

Il convient d’appréhender la ville comme un écosystème complexe constitué d’entités interconnectées. « L’écosystème urbain concentre la demande énergétique. Les entreprises, les bâtiments et les transports, particulièrement énergivores, sont regroupés sur un seul et même lieu », explique Kristen Panerali. 

 

Ainsi, si une ville dispose d’un centre de données ou d’une brûlerie de café, il conviendra de récupérer la chaleur dissipée produite par le site et de la réinjecter dans le réseau de chauffage urbain. Si une autre ville a un taux d’équipement élevé en véhicules électriques, il conviendra de veiller à recharger les voitures électriques au meilleur moment de la journée pour éviter les pics de consommation. « On entend par efficacité systémique un mécanisme intégrant au sein d’un réseau un approvisionnement en électricité zéro émission, une infrastructure énergétique intelligente et des technologies numériques. »

Les mots de Kristen Panerali relèvent du bon sens. Toutefois, les différents acteurs de l’écosystème urbain agissent souvent sans coordination. « Il n’y a aucune coordination entre les exploitants de centrales électriques et les entreprises du bâtiment, ou encore entre les gestionnaires de bâtiments et les opérateurs de réseaux de transport. Cette coordination est indispensable pour mettre en œuvre des solutions permettant d’atteindre plusieurs objectifs à la fois. »

 

Dans des environnements urbains de plus en plus électrifiés, la participation active du consommateur est essentielle pour atteindre la neutralité carbone. « À ce jour, l’approvisionnement en électricité est un flux à sens unique conçu pour satisfaire la demande. Le système électrique de demain reposera sur une gestion bidirectionnelle de l’énergie grâce à la digitalisation. Ce système inclura notamment les voitures électriques et les logements, afin d’instaurer un modèle énergétique plus flexible et d’optimiser la consommation d’énergie. »

À ce jour, l’approvisionnement en électricité est un flux à sens unique conçu pour satisfaire la demande. Le système électrique de demain reposera sur une gestion bidirectionnelle de l’énergie grâce à la digitalisation.
Kristen Panerali

Le FEM avait prédit dès 2017 que les technologies à la périphérie du réseau constitueraient une avancée majeure pour le secteur de l’énergie. Kristen Panerali est formelle : l’approvisionnement en électricité verte de secteurs comme les réseaux de transport ou la production de chaleur montre la voie à suivre pour décarboner les villes.  

Des bâtiments intelligents ultraperformants

Imaginons un bâtiment capable de régler la température et la luminosité en temps réel selon le profil d’occupation des locaux. Imaginons un bâtiment doté d’un système de gestion technique mettant en œuvre un mécanisme d’approvisionnement faisant appel à des agrégateurs de la demande. Dans un tel environnement, l’approvisionnement en électricité gagnerait alors en flexibilité et les opérateurs pourraient proposer de nouveaux services. 

 

Les bâtiments ultraperformants constituent la clé de voûte de la décarbonation, selon une étude récente du FEM intitulée « Net zero carbon cities: An integrated approach » (Villes neutres en carbone : une approche intégrée). Les bâtiments intelligents peuvent produire de l’électricité à partir de sources renouvelables et distribuer localement l’électricité ainsi produite ou la réinjecter dans le réseau public. L’efficacité énergétique des bâtiments est loin d’être un sujet anodin. Les bâtiments représentent près de 40 % des émissions de gaz à effet de serre dans le monde. Ces émissions sont générées à 75 % par l’exploitation des bâtiments, à 10 % par leur construction et à 10 % par les matériaux utilisés.

Trop souvent, nous nous concentrons sur les coûts d’un projet sans en mesurer les effets bénéfiques sur l’emploi ou sur les économies induites pour le système de santé. 
Kristen Panerali

Les bâtiments connectés ultraperformants disposent d’infrastructures énergétiques intelligentes, de compteurs intelligents, d’un réseau de distribution sûr et efficace, ainsi que de bornes de recharge pour les véhicules électriques. Les matériaux de construction affichent à la fois un bilan carbone neutre et de hautes performances. L’électricité consommée est produite à partir d’énergies renouvelables. 

 

Comme le rappelle Kristen Panerali, un réseau électrique intelligent requiert des investissements. « Les décisionnaires ne doivent pas seulement considérer les dépenses engagées. Ils doivent mesurer les effets bénéfiques sur l’ensemble de la chaîne de création de valeur. Ce changement de perspective permet de protéger la planète tout en stimulant la croissance. » 

Considérer la création de valeur plutôt que les coûts

Lors de la première vague de la pandémie, un groupe de CEO du FEM a fait le constat suivant : si la transition énergétique permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre, elle constitue également un levier pour l’économie et le secteur de l’énergie. Ils ont alors imaginé un concept pour aider les acteurs du système à prendre les bonnes décisions. 

 

Baptisé « System Value framework », ce concept établit une douzaine de critères d’évaluation pour mesurer les impacts environnementaux, économiques, sociaux et techniques du système électrique du futur. En ville, par exemple, la réduction des émissions de gaz à effet de serre, l’amélioration de la qualité de l’air et la création d’emplois figurent parmi les principaux effets de la décarbonation.   
 

Toutefois, cette approche intégrée fonctionne uniquement si nous élargissons nos perspectives. Trop souvent, nous nous concentrons sur les coûts d’un projet sans en mesurer ses effets bénéfiques sur l’emploi ou sur les économies induites pour le système de santé. 

Le cadre de la valeur du système recommande une série de solutions de récupération, y compris celles applicables dans l'écosystème de la ville. 

 

Système de recharge électrique intelligent, installation d’une infrastructure énergétique flexible, optimisation de la consommation d’énergie : en Europe, la décarbonation pourrait créer 680 000 emplois d’ici 2030. Dans le même temps, elle permettrait de réduire les émissions polluantes de 243 Mt et d’économiser 14 Md € sur le budget de la santé grâce à une meilleure qualité de l’air. 

 

Au Brésil, un million d’emplois seraient créés à l’horizon 2025, notamment dans le secteur de la domotique et de la modernisation du réseau. Cela correspond à une économie de 45 Mt de CO2. Les bénéfices sur la santé se chiffreraient à 3,4 Md $. 

L’union fait la force

Selon Kristen Panerali, la décarbonation des villes passe par une meilleure coordination entre les différents acteurs. Cette coordination est d’autant plus importante que les villes n’ont pas la main sur le développement des sources d’énergie renouvelables, sur l’interconnexion des réseaux électriques et sur les mécanismes de régulation visant à améliorer l’efficacité de l’approvisionnement en électricité. 

 

« Les enjeux sont trop importants pour que la décarbonation soit confiée à un seul groupe d’acteurs. Au sein du Forum, nous nous attachons à rassembler les principales parties prenantes des différents secteurs concernés. Il s’agit notamment de dirigeants venus monde de l’entreprise, des experts consultants de la société civile ou de décisionnaires opérant à l’échelle d’une collectivité territoriale ou d’un pays. »

 

La décarbonation des villes est aujourd’hui un enjeu majeur. La réflexion sur ce sujet doit tenir compte de la création de valeur engendrée pour la société dans son ensemble.  

13 juin 2021

 

Auteur : Marc Engelhardt est journaliste économique et écrivain. Il s’intéresse aux évolutions économiques, scientifiques, politiques et énergétiques à l’œuvre dans le monde. Il a été correspondant pour de nombreux médias germanophones, notamment pour le Neue Zürcher Zeitung, ARD et Die Zeit.

Crédits photographiques : Getty Images, World Economic Forum, Siemens

Kristen Panerali dirige le secteur de l'électricité au Forum économique mondial. Elle a 25 ans d'expérience dans le secteur public et le secteur privé lié à l'énergie. Elle s'attache aujourd'hui à permettre aux activités des secteurs public et privé d'identifier les politiques, les actions et la coopération les plus efficaces pour accélérer la transition énergétique. Elle est titulaire d'un MBA de l'école de commerce IESE en Espagne.

Abonnez-vous à la newsletter

Restez à jour à tout moment : ce que vous devez savoir sur la transformation numérique au sein des infrastructures et des industries.