Une solution d’énergie propre peu connue pourrait bientôt atteindre son « décollage »

Les pompes à chaleur géothermiques pourraient apporter le chauffage et le refroidissement géothermiques à des millions de foyers au cours de la décennie à venir, conclut un rapport fédéral.

L'avenir est prometteur pour une méthode de chauffage et de refroidissement peu connue mais très efficace, conclut un nouveau rapport du ministère américain de l'Énergie.

Les pompes à chaleur géothermiques pourraient chauffer et climatiser l’équivalent de 7 millions de foyers d’ici 2035, contre un peu plus d’un million aujourd’hui, selon le rapport.

Une telle utilisation généralisée réduirait la demande de pointe sur le réseau électrique du pays de 12 gigawatts en été et de 40 gigawatts en hiver, selon le rapport. Cela équivaut à maintenir hors ligne des dizaines de centrales électriques au charbon ou au gaz pendant de telles périodes de forte demande.

« Il y a des économies et des avantages potentiels très importants sur le réseau lorsque ces systèmes sont adoptés à grande échelle », a déclaré Jigar Shah, directeur du bureau des programmes de prêts de l'agence, lors d'un événement jeudi sur le rapport.

Les pompes à chaleur géothermiques exploitent l’énergie géothermique à basse température pour chauffer et rafraîchir les maisons. Ces appareils sont similaires aux pompes à chaleur à air plus largement déployées, qui fonctionnent comme des climatiseurs, utilisant des ventilateurs et des compresseurs pour extraire la chaleur des bâtiments en été. Contrairement aux climatiseurs, les pompes à chaleur fonctionnent également à l’envers, captant la chaleur vers les bâtiments pour les réchauffer en hiver.

Lorsque la température de l’air extérieur augmente en été ou chute en hiver, les pompes à chaleur à air doivent travailler plus fort, ce qui les rend moins efficaces. Cependant, les pompes à chaleur géothermiques tirent généralement la chaleur de puits souterrains forés à plusieurs centaines de pieds de profondeur ou de champs de canalisations enfouis juste sous la surface de la terre, où les températures sont d'environ 54 degrés Fahrenheit toute l'année. Cela en fait une source de chauffage et de refroidissement très efficace tout au long de l’année.

« Ils offrent essentiellement cette solution rentable pour le chauffage et le refroidissement, et la raison qui compte est qu'une part importante de la consommation énergétique américaine, de la consommation énergétique mondiale, est consacrée au chauffage et au refroidissement des locaux », a déclaré Lauren Boyd, responsable de l'énergie. Bureau des technologies géothermiques du ministère.

Le rapport, publié la semaine dernière, fait partie des rapports Liftoff que l’agence a publiés depuis 2022 dans le cadre d’un effort plus large sous l’administration Biden visant à accélérer le déploiement des technologies d’énergie propre jusqu’au point où elles parviennent à un « décollage » ou à une commercialisation à grande échelle. Des rapports antérieurs se sont concentrés, entre autres, sur le nucléaire avancé, l’hydrogène propre et l’énergie éolienne offshore.

Les coûts d’investissement élevés, y compris les dépenses liées au forage de puits et à la pose de tuyaux sous terre, constituent un défi pour une adoption plus large des pompes à chaleur géothermiques. Même si la haute efficacité des appareils s'avère payante au fil du temps, les coûts d'installation pour un système résidentiel typique s'élèvent à 19 000 $ après incitations fiscales, selon le rapport.

Les crédits d'impôt fédéraux couvrent actuellement 30 pour cent ou plus des coûts d'installation. L’avenir de telles incitations sous l’administration Trump reste incertain, même si l’énergie géothermique est généralement considérée comme plus populaire parmi les Républicains que d’autres formes d’énergie propre, comme l’énergie éolienne et solaire.

Les réseaux d'énergie thermique, dans lesquels plusieurs bâtiments partagent un système de chauffage et de refroidissement, peuvent contribuer à réduire les coûts et jouer un rôle clé dans l'expansion géothermique, ajoute le rapport. Des dizaines d’universités à travers le pays ont déjà installé de tels réseaux avec des pompes à chaleur géothermiques.

Le rapport note que cette approche peut également constituer une solution à faible émission de carbone pour les sociétés de services publics de gaz ayant des objectifs de décarbonation.

Eversource Energy a achevé en juin le premier réseau d'énergie thermique par pompe à chaleur géothermique jamais construit par un service public de gaz à Framingham, dans le Massachusetts. Le rapport note que des projets pilotes similaires et des déploiements à plus grande échelle à l'échelle du quartier par les sociétés de services publics de gaz pourraient favoriser davantage l'adoption des pompes à chaleur.

William Hinkle, porte-parole d'Eversource, a déclaré que le rapport concordait avec les conclusions de son entreprise sur le chauffage et le refroidissement géothermiques et leur potentiel futur.

« La géothermie est encore une industrie relativement petite avec une marge de croissance importante, et sa maturité à plus grande échelle devrait à terme réduire les coûts », a déclaré Hinkle dans un e-mail. « Nous constatons personnellement bon nombre de ces leçons avec notre premier projet géothermique en réseau de ce type à Framingham, dans le Massachusetts, et nous pensons que le taux de croissance annuel projeté par le rapport, d'environ 10 pour cent, nécessaire au « décollage », est réalisable, en particulier si on le compare aux modèles de croissance d’autres technologies renouvelables qui ont déjà été observés.

Richard Meyer, vice-président de l'American Gas Association, une organisation professionnelle représentant les sociétés de services publics de gaz, a déclaré que les réseaux d'énergie thermique « sont l'une des nombreuses voies que nos entreprises membres explorent pour la décarbonisation aux côtés de l'hydrogène, du GNR (gaz naturel renouvelable) et de l'efficacité énergétique. technologies. »

Ryan Kerr, directeur des solutions énergétiques à faible émission de carbone chez GTI Energy, anciennement Gas Technology Institute, un organisme de recherche qui développe de nouvelles technologies pour l'industrie du gaz naturel, a déclaré que les réseaux d'énergie thermique offrent un potentiel de décarbonation important ainsi que des avantages pour le réseau électrique en raison de leur faible consommation d'énergie. demandes.

« Cependant, il y a beaucoup d'inconnues », a déclaré Kerr dans un courriel. Au premier rang d’entre eux : quels modèles réglementaires et commerciaux soutiendraient le mieux le développement et l’exploitation.

GTI Energy travaille avec le ministère de l'Énergie et d'autres pour relever les défis techniques et autres liés à la géothermie.

Zeyneb Magavi, directrice exécutive de HEET, une organisation à but non lucratif de Boston qui travaille au développement de systèmes de chauffage et de refroidissement géothermiques à l'échelle du quartier, a déclaré qu'elle pense que l'intérêt récent pour les systèmes géothermiques en réseau par les services publics de gaz pourrait contribuer à favoriser l'adoption rapide de cette technologie.

« Je pense en fait que nous pourrions même aller plus loin », a déclaré Magavi en référence à la projection du rapport selon laquelle 7 millions de foyers seraient équipés de pompes à chaleur d'ici 2035.

Elle a déclaré que le rapport actuel donne une visibilité accrue à l’industrie émergente des fabricants de pompes à chaleur géothermiques à travers le pays.

« Je pense que cela le rehausse, cela le rend visible », a déclaré Magavi. « Et cela pourrait bien être un point de basculement où ce marché décollera. »