Sieć ciepłownicza (znana również jako sieć ciepłownicza , zdalne ogrzewanie sieciowe ) to instalacja rozprowadzająca ciepło wielu użytkowników, wytwarzane przez jeden lub więcej kotłów , poprzez zestaw rur transportujących ciepło (z polietylenu lub stali). Rozprowadzone w ten sposób ciepło wykorzystywane jest głównie do ogrzewania budynków i ciepłej wody użytkowej ; niektóre sieci dostarczają również ciepło do użytku przemysłowego.
System ciepłowniczy jest systemem ciepłowniczym na skalę miejską (w przeciwieństwie do ogrzewania na skalę budynku, w którym ciepło jest wytwarzane in situ, na poziomie budynku użytkownika lub w bezpośrednim sąsiedztwie).
Globalnie w 2018 r. sieci ciepłownicze pokrywały 5% końcowego zużycia energii w sektorze przemysłowym, 5,2% w sektorze mieszkaniowym i 4,9% w sektorze usługowym. 88,3% produkcji ciepła do zasilania tych sieci pochodziło z paliw kopalnych: węgiel 42,8%, ropa naftowa 3,7%, gaz ziemny 41,8%; energia odnawialna obejmowała 11,5%, z czego 4,3% stanowiła biomasa, a 3,2% odpady. Rosja i Chiny łącznie dostarczyły ponad dwie trzecie światowej produkcji ciepła dla sieci ciepłowniczych: odpowiednio 36,5% i 31,8%.
Klasyczna sieć ciepłownicza składa się z trzech elementów:
Działa wiele typów kotłowni, które mogą różnić się mocą i zużywaną energią.
Niektóre kotły sieci ciepłowniczej wytwarzają ciepło i energię elektryczną w procesie kogeneracji , co umożliwia poprawę ogólnej sprawności systemu w porównaniu z produkcją osobną. Na przykład sprawność kogeneracji sieci ciepłowniczej Bellevue w Nantes wynosiła od 70,6% do 74,5% w latach 2009-2010. Przyczynia się również do wzmocnienia i decentralizacji mocy produkcyjnych energii elektrycznej.
Wykorzystane energieCiepło może być wytwarzane z wielu źródeł. W sieciach ciepłowniczych najczęściej wykorzystywane są następujące energie:
Udział źródeł pochodzenia kopalnego ma tendencję do zmniejszania się na korzyść energii odnawialnych i odzyskiwanych. Jednak miks energetyczny zależy od każdej sieci, a sytuacje mogą być bardzo różne w zależności od kraju.
OpisKotłownia jest generalnie w formie budynku dedykowanego (ale są kotłownie wkomponowane w budynki o innej funkcji głównej, np.: elektrownia).
Wewnątrz tego budynku, którego parametry techniczne i architektoniczne (kominki, magazyny opału, dostępność gazową lub drogową itp.) mogą się różnić w zależności od zużywanej energii, znajduje się jeden lub więcej kotłów .
Kocioł jest jednostką techniczną wytwarzającą ciepło. Może to być kocioł na paliwo (gaz, węgiel, olej opałowy, drewno...). Nadużywając języka, kocioł jest również czasami określany jako jednostki produkcji ciepła poprzez wychwytywanie/odzyskiwanie, albo z odwiertu geotermalnego, albo poprzez wymiennik do odzysku ciepła odpadowego.
Zakłady produkujące spaliny wyposażone są w wyrafinowane i kontrolowane systemy oczyszczania, które znacznie zmniejszają ich wpływ na jakość powietrza w porównaniu z pojedynczymi systemami, dla których tego rodzaju oczyszczanie jest zbyt drogie.
Ogólnie rzecz biorąc, sieć ma główny bojler, który pracuje w sposób ciągły, oraz bojler zapasowy, używany jako rezerwa w godzinach szczytu lub jako zamiennik w razie potrzeby. Ale możliwe są inne kombinacje, w zależności od użytych energii, charakterystyki potrzeb itp.
Rury transportują i rozprowadzają ciepło przez nośnik ciepła (gorącą wodę lub parę). Są to najczęściej usieciowane rury polietylenowe lub stalowe otoczone warstwą izolacji ( polietylen usieciowany lub pianka poliuretanowa ), sama pokryta osłoną z polietylenu o wysokiej gęstości (falistą lub nie). Istnieją również rury z tworzyw sztucznych, mniej izolowane, ale łatwiejsze w montażu dzięki swojej elastyczności i brakowi spawów do wykonania na placach budowy.
W ogólnym przypadku obieg do przodu transportuje gorący płyn pochodzący z kotłowni, a obieg powrotny odprowadza z powrotem płyn, który stracił kalorie w węźle wymiany. Płyn jest następnie ponownie podgrzewany przez kotłownię, a następnie zawracany do obiegu. Dlatego w wykopach instaluje się równoległe rury.
Niektóre sieci mają różne organizacje: obwód otwarty (brak kierunku powrotu), wiele pętli umożliwiających obsługę kilku typów sąsiedztw o różnych reżimach temperaturowych itp.
Rury można układać w zakopanym kanale, co zapewnia ochronę mechaniczną i minimalizuje wpływ wilgoci Poprzez wentylację tych kanałów. W niektórych miastach rury umieszczone są w wielosieciowych podziemnych galeriach. Generalnie jednak układanie odbywa się w wykopach , co wymaga, aby kanały były otoczone folią chroniącą przed wilgocią i ułożone na wystarczającej głębokości, aby przejmowały siły podłoża. Rzadziej rury mocuje się na zewnątrz, na budynkach lub konstrukcjach (technika stosowana zwłaszcza przy przekraczaniu cieków wodnych). Koszt zainstalowania jednego metra sieci wynosi od 1000 do 2000 euro . Zależy to od wielu czynników związanych z projektem .
Istnieją różne reżimy temperaturowe dla płynu krążącego w rurach; główne z nich to:
Węzły cieplne zlokalizowane u podnóża budynku umożliwiają przenoszenie ciepła przez wymiennik pomiędzy siecią ciepłowniczą a wewnętrzną siecią rozdzielczą budynku lub niewielkiej grupy budynków.
Węzły na ogół nie są przystosowane do spalania (poza węzłem pełniącym również funkcję rezerwową do produkcji ciepła), co eliminuje wszelkie niedogodności związane ze spalaniem (hałas, wpływ na jakość ogrzewania) powietrze, zagrożenia wybuchowe... ).
Węzeł jest standardowo wyposażony w licznik ciepła , dzięki któremu można poznać zużycie energii przez budynek, do którego jest dołączony, dane niezbędne do rozliczeń.
Sieci ciepłownicze istnieją od czasów starożytnych, ale współczesne sieci, odpowiadające obecnemu działaniu, pochodzą z XX wieku.
W starożytności gorące źródła mogły być wykorzystywane do zasilania łaźni termalnych lub ogrzewania w kompleksie mieszkaniowym. Zasada techniczna sieci ciepłowniczej, raczej szczątkowa, dlatego już istniała.
We Francji, uważamy, że pierwsza sieć cieplna dnia XIV th century w miejscowości Chaudes-Aigues , grupa domów ogrzewa się za pomocą systemu ogrzewania geotermalnego.
Epoka nowożytnaGłówne sieci cieplne, jakie znamy dzisiaj zostały opracowane pod koniec XIX th wieku i początku XX th wieku.
Pierwsza nowoczesna sieć ciepłownicza, nadal działająca, to sieć nowojorska , uruchomiona w 1882 r. przez New York Steam Company, po zintegrowaniu z Consolidated Edison .
Rozwój sieci ciepłowniczych w Europie podążał za rozwojem w Stanach Zjednoczonych. W większości krajów europejskich, w których są rozwinięte sieci, istnieją cztery główne okresy: początek XX th century, sieci ciepłownicze są ustawione w dużych miastach, zarówno przez mieszkańców i ich potrzeb ogrzewania. Po II wojnie światowej odbudowie towarzyszyły duże programy urbanistyczne, które niekiedy obejmowały sieci ciepłownicze. Trzeci okres jest odpowiedzią na szoki naftowe lat 80., z chęcią zmniejszenia zależności od paliw kopalnych ze względów ekonomicznych. I wreszcie obecny okres, który rozpoczął się wcześniej lub wcześniej w zależności od kraju, wpisuje się w politykę walki ze zmianami klimatycznymi i rozwojem odnawialnych źródeł energii.
Sieci ciepłownicze silnie rozwinęły się również w czasach sowieckich w ZSRR. Tak więc same kraje byłego ZSRR stanowią dziś ponad połowę zainstalowanej mocy na poziomie światowym. Jednak instalacje są często zniszczone, co powoduje poważne problemy z efektywnością energetyczną.
Sieci ciepłownicze są uważane przez kilka krajów za narzędzie rozwoju wykorzystania energii odnawialnej i odzyskanej w ogrzewaniu budynków. Tytułem ilustracji, Europa przyznaje im ważną rolę w swojej polityce energetycznej i klimatycznej.
Ich miejsce w krajobrazie energetycznym tych krajów z pewnością będzie się zatem umacniać. Na przykład we Francji odpowiadały one za około 6% ogrzewania w 2007 r. na 2 miliony ekwiwalentów mieszkaniowych. Cel 2020 wyznaczony w ramach Grenelle de l'Environnement polega na pomnożeniu tej liczby ekwiwalentów mieszkaniowych przez 3, przy jednoczesnym znacznym zwiększeniu udziału energii odnawialnej.
Sieci zoptymalizowane pod kątem efektywności energetycznejAby ograniczyć straty ciepła, sieci ewoluują. Ich reżimy temperaturowe spadają (sieci niskotemperaturowe w 60-80 ° C w kierunku do przodu, w porównaniu do 90-110 ° C dla konwencjonalnych sieci ciepłej wody). Pozwala to również na poprawę kompatybilności sieci ciepłowniczych z nowymi dzielnicami, których potrzeby grzewcze są mniejsze.
Sieci mogą być wyposażone w układy dynamicznej regulacji, zdolne do modulowania początkowej temperatury nośnika ciepła zgodnie z rzeczywistymi warunkami pogodowymi. Inne parametry, takie jak zapotrzebowanie użytkowników na energię mierzone w czasie rzeczywistym lub przewidywane na podstawie wcześniejszych pomiarów, można również zintegrować w celu dokładniejszego modulowania temperatury.
Sieci ciepłownicze pracują przez większość czasu ze zmiennym natężeniem przepływu, podczas gdy pompy, które je zasilają, są w większości napędzane silnikami o stałej prędkości. Zużycie energii elektrycznej można zmniejszyć o prawie 50%, dołączając elektroniczny wariator do silników. Umożliwia to obniżenie prędkości pomp przy stałym ciśnieniu. Dzięki temu punkt pracy pompy jest zoptymalizowany.
Magazynowanie energii w postaci ciepła zastosowań dojrzewać i opanowaniu technologii. Dzięki temu możliwe jest połączenie sieci grzewczych z systemami magazynowania.
Niektóre źródła ciepła produkują przez cały rok, bez możliwości zatrzymania produkcji lub bez znaczenia ekonomicznego lub środowiskowego. Dotyczy to na przykład ciepła odzyskanego ze spalarni odpadów lub centrów danych lub energii wytwarzanej przez termiczne panele słoneczne .
Nadmiar ciepła wytworzony latem można zmagazynować, a następnie wykorzystać zimą. I odwrotnie, zimą możemy przechowywać chłód, a latem ochłodzić budynki. Magazynowanie może odbywać się w silosach wodnych, w piwnicy, w lodzie... Może to być dzienne (usuwanie szczytów godzinowych), tygodniowe (równoważenie różnych dni tygodnia) lub międzysezonowe (magazynowanie energii latem dla zużycie zimą).
Sieciowe magazynowanie ciepła jest już rozwinięte w niektórych krajach europejskich, takich jak Dania, Niemcy i Szwecja.
Nowe źródła energiiJedną z cech charakterystycznych sieci ciepłowniczych (w szczególności inteligentnej sieci ciepłowniczej ) jest ich zdolność do wykorzystania szerokiej gamy źródeł energii. Oprócz dominujących obecnie konwencjonalnych paliw kopalnych oraz odnawialnych i odzyskiwanych energii (drewno, energia geotermalna, ciepło odpadowe ze spalarni) można zmobilizować inne źródła. Na przykład :
Bardziej anegdotycznie, ale ilustrując możliwości adaptacyjne sieci ciepłowniczych, kilka sieci w Szwecji i Szwajcarii odzyskuje ciepło z krematoriów.
Inteligentna sieć termicznaJeśli pojęcie smart grid lub smart grid jest często kojarzone z siecią elektroenergetyczną , dotyczy to również sieci ciepłowniczych.
Połączenie dużej liczby źródeł energii, pracujących w różnych reżimach czasowych, różnych mocach, coraz bardziej rozproszony charakter w miastach (wzrost liczby punktów produkcji / wychwytu ciepła) potęguje potrzebę dostosowania sieci do swojego działania w czasie rzeczywistym.
W tym celu sieci są wyposażone w czujniki komunikacyjne, inteligentne podstacje, regulatory, z których wszystkie są połączone z budynkami (są coraz bardziej inteligentne), czujniki pogodowe, magazyny energii i inne sieci energetyczne (elektryczność, gaz).
W ten sposób inteligentna sieć cieplna umożliwia zwiększenie ogólnej efektywności energetycznej i optymalizację udziału najbardziej wartościowych energii (lokalnej, odnawialnej, ekonomicznej) w jej koszyku energetycznym.
W Szwecji, w Kalmarze , NODA i operator Kalmar Energi pracują nad inteligentną siecią ciepłowniczą poprzez koncepcję o nazwie Smart Heat Grid . Analiza w czasie rzeczywistym ciepła już obecnego w budynkach pomaga regulować produkcję ciepła i unikać szczytów produkcyjnych.
Optymalizacja energii poprzez daneRosnąca złożoność sieci ciepłowniczych, w połączeniu z imperatywami ekonomicznymi, środowiskowymi i społecznymi, wymaga coraz bardziej zoptymalizowanego trybu działania przy jednoczesnym zapewnieniu dostaw ciepła.
Pierwszym krokiem jest ustalenie planu pomiarowego, zarówno na poziomie produkcji, jak i dystrybucji. Ustawa Grenelle 2 wprowadziła w szczególności obowiązek wyposażenia wszystkich sieci ciepłowniczych w systemy pomiarowe dla ciepła dostarczanego do podstacji w dniulipiec 2015.
Drugi krok polega na ogół na pozyskiwaniu prostych narzędzi pozwalających na monitorowanie wskaźników sieciowych.
Trzecim krokiem, który rozwija się poprzez akwizycję wszystkich danych z sieci, jest dodanie klocka optymalizacyjnego. Celem jest zatem lepsze dostosowanie produkcji do zapotrzebowania, lepsze przewidywanie szczytowych okresów grzewczych i ograniczenie strat energii.
Dziś sieci ciepłownicze zwracają się w szczególności w stronę rozwiązań sztucznej inteligencji. W oparciu o modele fizyczne, oprócz danych sieciowych, rozwiązania te umożliwiają dokładne przewidywanie zapotrzebowania sieci, wykrywanie anomalii na poziomie podstacji i obliczanie kompromisów w zakresie miksu energetycznego, harmonogramowania kotłów lub dostosowania różnych urządzeń .
Francja przeżywa znaczący boom na sztuczną inteligencję stosowaną w energetyce, jak wynika z raportu Ministerstwa Gospodarki opublikowanego wluty 2019 . W ten sposób firmy oferują rozwiązania optymalizacji energii z wykorzystaniem danych .
Skuteczność jest porównywalny z profilem w poszczególnych kotłów . Na przykład sieć ciepłownicza Bellevue w Nantes wynosiła 86-87% w latach 2009-2010.
Sieci ciepłownicze mają znaczną przewagę nad zdecentralizowanymi rozwiązaniami wytwarzania ciepła, szczególnie pod względem efektywności energetycznej , mobilizacji energii odnawialnej i lokalnej oraz redukcji emisji gazów cieplarnianych :
Sieci ciepłownicze pozwalają również na ograniczenie zagrożeń, jakie ponoszą obsługiwane przez nie terytoria w obliczu zmian w globalnym krajobrazie energetycznym. Z jednej strony ułatwiają mobilizację lokalnych zasobów energetycznych, z drugiej zmniejszają zmienną część rachunków, w której dominuje amortyzacja instalacji (część stała, nie podlegająca wahaniom energii cena.).
Sieci ciepłownicze to instalacje, które stanowią znaczną inwestycję początkową, większą niż inne sieci energetyczne, ze względu na instalację cięższej infrastruktury. Dlatego ryzyko gospodarcze należy rozpatrywać przez długi czas.
Z tego powodu sieci ciepłownicze nie mogą być rozmieszczane wszędzie: potrzeby grzewcze, związane z licznikiem zainstalowanej sieci (rury) i watami mocy zainstalowanej (kotłownia), muszą być wystarczające, aby zagwarantować, że dochód ze sprzedaży ciepło i abonamenty pokryją koszty przez okres amortyzacji. Najbardziej odpowiednimi obszarami są zatem te, które mają określoną gęstość termiczną (ilość zużytego ciepła na metr ułożonej rury). Aby zidentyfikować te strefy, można przeprowadzić terytorialne badania map ciepła; Europejska dyrektywa o efektywności energetycznej (2012) nakłada ją na wszystkie państwa członkowskie Unii Europejskiej. We Francji ADEME dotuje projekty powyżej 1,5 MWh / metr bieżący / rok wykopów do 60%
Sieci ciepłownicze to również systemy lokalne, które należy dostosować do każdego terytorium. Jest to zaleta w tym sensie, że pozwala na zintegrowanie lokalnej specyfiki, ale także wadą, ponieważ sprawia, że inicjatywa i realizacja projektów są bardziej złożone w porównaniu z innymi sieciami energetycznymi, których modele są bardziej znormalizowane w danym kraju.
Po ich silnym rozwoju na przestrzeni kilkudziesięciu lat coraz więcej sieci (starych i/lub uszkodzonych) musi być remontowanych. We Francji AMORCE i CEREMA, z pomocą ADEME, przeprowadziły ankietę na ten temat z władzami lokalnymi i operatorami starych i/lub wadliwych sieci ciepłowniczych, w celu uzyskania technicznych i prawnych informacji zwrotnych , ekonomicznych i środowiskowych (stopniowanie prac , rząd wielkości kosztów, metod, technik i technologii itp . ).
Sieci ciepłownicze pokryły 3,0% światowego zużycia energii finalnej w 2018 r.: 301,3 Mtoe z 9 937,7 Mtoe ; udział ten wyniósł 5,0% w sektorze przemysłowym, 5,2% w sektorze mieszkaniowym i 4,9% w sektorze usługowym.
| Źródło | 1990 | 2000 | 2010 | 2015 | 2018 | % 2018 | zm. 2018/1990 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rosja | 9 398 | 6 487 | 6016 | 5,207 | 5 482 | 36,5% | -42% |
| Chiny | 626 | 1461 | 2 978 | 4016 | 4 770 | 31,8% | + 662% |
| Stany Zjednoczone | 101 | 324 | 508 | 418 | 477 | 3,2% | + 372% |
| Niemcy | 448 | 316 | 515 | 458 | 467 | 3,1% | + 4% |
| Ukraina | 1,719 | 747 | 622 | 378 | 411 | 2,7% | -76% |
| Kazachstan | 527 | 284 | 402 | 408 | 389 | 2,6% | -26% |
| Polska | 740 | 341 | 336 | 281 | 295 | 2,0% | -60% |
| Białoruś | 426 | 279 | 278 | 242 | 260 | 1,7% | -39% |
| Korea Południowa | 0 | 140 | 192 | 205 | 253 | 1,7% | ns |
| Włochy | 0 | 0 | 205 | 217 | 230 | 1,5% | ns |
| Finlandia | 87 | 150 | 209 | 178 | 190 | 1,3% | +118% |
| Szwecja | 78 | 158 | 224 | 183 | 190 | 1,3% | + 143% |
| Francja | 20 | 135 | 161 | 163 | 175 | 1,2% | +775% |
| Dania | 92 | 119 | 152 | 131 | 135 | 0,9% | + 47% |
| Czechy | 155 | 139 | 130 | 121 | 118 | 0,8% | -24% |
| Holandia | 48 | 172 | 160 | 139 | 106 | 0,7% | +121% |
| Razem na świecie | 15 899 | 12 242 | 14171 | 13 703 | 15 023 | 100% | -5,5% |
| Źródło danych: Międzynarodowa Agencja Energii . | |||||||
Światowa produkcja systemów ciepłowniczych spadła o 23% w latach 1990-2000 (-31% w Rosji, -57% na Ukrainie, -46% w Kazachstanie, -54% w Polsce), po upadku reżimów komunistycznych w Europie , po czym nastąpiły masowe inwestycje w efektywność energetyczną dla zainteresowanych krajów. Następnie wzrosła o 22,7% w ciągu 18 lat dzięki rozwojowi sytuacji w Chinach, Stanach Zjednoczonych, krajach skandynawskich i niektórych krajach Europy Zachodniej (Francja, Włochy) i Korei Południowej.
| Źródło | 1990 | % | 2000 | % | 2010 | % | 2015 | 2018 | % 2018 | zm. 2018/1990 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Węgiel | 4 833 | 30,4% | 4 331 | 35,4% | 5 445 | 38,6% | 5822 | 6 431 | 42,8% | +33% |
| Olej | 2,551 | 16,0% | 1 160 | 9,2% | 843 | 6,0% | 600 | 555 | 3,7% | -78% |
| Gazu ziemnego | 8102 | 51,0% | 6232 | 51,1% | 6581 | 46,6% | 5 793 | 6 284 | 41,8% | -22% |
| Całkowite skamieniałości | 15 486 | 97,4% | 11 723 | 95,8% | 12 869 | 91,2% | 12 214 | 13.270 | 88,3% | -14% |
| Jądrowy | 44 | 0,3% | 19 | 0,2% | 27 | 0,2% | 26 | 26 | 0,2% | -40% |
| Biomasa | 174 | 1,1% | 214 | 1,8% | 449 | 3,2% | 538 | 641 | 4,3% | + 269% |
| Marnotrawstwo | 86 | 0,5% | 200 | 1,6% | 333 | 2,4% | 423 | 478 | 3,2% | + 457% |
| Geotermalna | 15 | 0,1% | 18 | 0,15% | 26 | 0,2% | 34 | 44 | 0,3% | +188% |
| Słoneczna gr. | 0,006 | ε | 0,024 | ε | 0,2 | 0,001 | 1,0 | 2,3 | 0,02% | x378 |
| Innych źródeł | 94 | 0,6% | 67 | 0,5% | 412 | 2,9% | 467 | 561 | 3,7% | + 502% |
| Razem EnR | 368 | 3,1% | 489 | 4,0% | 1 221 | 8,6% | 1 463 | 1,727 | 11,5% | + 369% |
| Razem na świecie | 15 899 | 100% | 12 242 | 100% | 14 116 | 100% | 13 703 | 15 023 | 100% | -6% |
|
Źródło danych: Międzynarodowa Agencja Energii . Energie odnawialne: biomasa, odpady, energia geotermalna i słoneczno-termalna. | ||||||||||
Ogromna przewaga paliw kopalnych jest spowodowana głównie Rosją (90,0% podzielony na węgiel: 20,7%, ropą naftową: 3,7%, gaz ziemny: 65,5%), Chinami (99,2%, z czego węgiel: 83,4%) i Stanami Zjednoczonymi ( 88,9% w tym gaz ziemny: 75,6%); odwrotnie, kraje europejskie zużywają więcej biomasy (w Szwecji: 56%, zwłaszcza drewna), odpadów (w Szwecji: 24%) oraz urządzeń do odzysku ciepła z otoczenia lub ciepła odpadowego (w Szwecji: 9%); Francja zajmuje pozycję pośrednią z 44% energii z paliw kopalnych (głównie gaz: 36%) i 56% energii odnawialnej (biomasa: 28,5%, odpady: 21,6%, energia geotermalna: 3,5%, inne: 2,6%).
Sieci ciepłownicze są, w przeciwieństwie do sieci elektrycznych czy gazowych, silnie zdecentralizowanymi sieciami energetycznymi. Ponieważ ciepło nie może być transportowane na bardzo duże odległości, sieci ciepłownicze nigdy nie zostały połączone w sieci krajowe, tak jak było to możliwe w przypadku sieci gazowych i elektrycznych.
Rezultatem jest inna organizacja aktorów.
W większości krajów sieci ciepłownicze są wynikiem inicjatyw miast lub podmiotów zależnych od miast (lokalne agencje, lokalne spółki publiczne, przedsiębiorstwa anglosaskie itp.). Budowa i eksploatacja sieci może być prowadzona przez samo miasto lub przez firmę działającą w jego imieniu, w ramach misji publicznej. Ramy zależą zarówno od kontekstu prawnego każdego kraju, jak i od wyborów dokonywanych na poziomie lokalnym przez każdą społeczność.
Istnieją również prywatne sieci inicjatywne, które mogą pochodzić od operatora lub od użytkowników zgrupowanych w stowarzyszeniu lub spółdzielni.
Istnieją różne kategorie podmiotów krajowych lub ponadnarodowych:
Sieci ciepłowniczych opracowali silnie w Danii od pomieszczeń w XIX th wieku i pierwszej nowoczesnej sieci w kraju w 1903 roku.
Od lat 80. były one włączone do lokalnego planowania energetycznego, z możliwością określania przez społeczności stref ich terytorium, ustalając sposoby zaopatrzenia w energię.
Duńskie sieci ciepłownicze zaspokajają obecnie ponad 60% krajowego zapotrzebowania na ciepło, a ponad 50% jest zasilane energią odnawialną i odzyskiwaną. Dania jest dziś jednym z najbardziej zaawansowanych krajów pod względem sieci ciepłowniczych, zarówno pod względem innowacji technologicznych, jak i ich integracji z polityką rozwojową i energetyczną.
Chociaż nowoczesne sieci ciepłownicze narodziły się w Stanach Zjednoczonych, obecnie sieci ciepłownicze pokrywają jedynie 4% zapotrzebowania na ciepło w kraju. Zostały one zaprojektowane przez dostawców energii elektrycznej w USA pod koniec XIX th century jako sposobów wykorzystania śmiertelny ciepło utracone podczas produkcji energii elektrycznej.
Sektor komercyjny oraz kampusy uniwersyteckie są głównymi użytkownikami amerykańskich sieci ciepłowniczych.
Podczas gdy inicjatywy publiczne stanowią większość w Europie, w Stanach Zjednoczonych własność i odpowiedzialność w większym stopniu spada na firmy prywatne. Jednak coraz więcej miast, które jako jedyne mają wizję długoterminową, angażuje się w nowe, bardzo kapitałochłonne projekty sieciowe.
Niektóre polityki federalne lub stanowe mogą pośrednio wspierać sieci poprzez wspieranie kogeneracji , z którą są bardzo często kojarzone. Z kolei bezpośrednie wsparcie dla sieci ciepłowniczych jest słabo rozwinięte.
Międzynarodowe Stowarzyszenie Energetyki Okręgowej prowadzi kampanię na rzecz większej federalnej polityki wsparcia dla sieci ciepłowniczych, podkreślając zdolność sieci do masowej mobilizacji energii odnawialnej i odzyskiwanej, zbliżając się w ten sposób do praktyki europejskiej.
Sieci ciepłownicze rozwinęły się tam głównie po 1950 r. , nawet jeśli dwie najważniejsze (Paryż i Grenoble) są starsze.
W 2012 roku 480 sieci ciepłowniczych (i chłodniczych) obsługiwało 2,3 mln ekwiwalentów mieszkaniowych (lub 2 mln ton ekwiwalentu ropy naftowej), z czego ⅔ w sektorze mieszkaniowym.
Występują głównie w gęstych obszarach miejskich, 38% z nich jest zasilanych energią odnawialną i odzyskiwaną. Sieć paryska jest największa we Francji. Utworzony w 1927 roku i zarządzany przez Compagnie Parisienne du Chauffage Urbain (CPCU), zaopatruje aglomerację paryską w ogrzewanie i ciepłą wodę. Jest własnością miasta Paryż (33%) i Engie (66%), ogrzewa równowartość 500 000 domów, czyli około jednej trzeciej mieszkań zbiorowych w Paryżu. W 2016 roku, jego energii mieszanki zawierającej ponad 50% odnawialnych i odzyskuje się energię, dzięki platformie logistycznego biomasy na głównego miejsca produkcyjnego ( Saint-Ouen-sur-Seine ), dzięki czemu, aby pomieścić 1300 ton / dzień z Pelety W 10% jego rocznej produkcji ciepła; przy 41% termicznego odzysku odpadów z trzech centrów Syctom w Paryżu , międzygminnego związku zbierania i przetwarzania odpadów z gospodarstw domowych, plus 10% biomasy, 2% biopaliwa i 1% energii geotermalnej, udział energii odnawialnej osiągnął 54 % wobec 30% gazu i 16% węgla; Inne główne sieci to sieć Metz, zasilana przez elektrownię Metz, sieć Grenoble lub sieć Toulouse, zasilana przez spalarnię odpadów; obecnie rozbudowywany, który będzie również wykorzystywał ciepło grupy superkomputerów . ES Services Énergétiques (spółka zależna Électricité de Strasbourg) powstała w wyniku fuzji Ecotral i Dalkia Bas-Rhin, zarządza sieciami ciepłowniczymi, w tym w Strasburgu, z trzema dużymi instalacjami o łącznej mocy 400 GWh i zasilającymi 40 000 domów.
W 2018 r. , pomimo tego rozwoju, Trybunał Obrachunkowy ostrzegł przed „utrzymującą się luką w odniesieniu do wyznaczonych celów” przez Francję w zakresie energii odnawialnej (cel 2020: 23% energii odnawialnej we francuskim miksie energetycznym wobec zaledwie 15 , 7 % w 2016 r.), podczas gdy rząd kontynuował uproszczenia administracyjne. Te kroki miałymarzec 2019już zajmuje się energią wiatrową , fotowoltaiką i fermentacją beztlenową , które powinny zostać uwzględnione w planie „uwolnienia energii odnawialnej”. Sektor sieci ciepłowniczych, na który istnieje duże zapotrzebowanie w ramach wieloletniego programu energetycznego (PPE), domaga się zatem uproszczeń i uważa się za niewystarczająco wspierany, podczas gdy kraj zużywa znacznie więcej ciepła niż energii elektrycznej.
W 2019 r. PPE uważa, że mogą one masowo odzyskać kalorie wcześniej stracone przez spalarnie, w szczególności energię odnawialną, taką jak biomasa i energia geotermalna, w służbie transformacji energetycznej i dlatego muszą być silnie rozwijane (zarówno pod względem liczby użytkowników przyłączonych niż za udział dostarczającej je energii odnawialnej i odzyskanej). Od kilkudziesięciu lat wspiera je państwo, Ademe i regiony (za pośrednictwem Funduszu Ciepłego) . Trwają również prace nad uproszczeniem ram prawnych.
W marzec 2019Emmanuelle Wargon (Sekretarz Stanu ds. Ekologicznej i Włączającej Przemiany) powołała grupę roboczą ds. sektora odnawialnych źródeł ciepła i chłodu, której celem jest dystrybucja ciepła i chłodu. Łącząc administracje, społeczności i federacje zawodowe, musi pracować nad następującymi tematami: tworzenie i rozwijanie konkurencyjnych i bardziej atrakcyjnych sieci grzewczych i chłodniczych; zazielenianie koszyka energetycznego (w tym energii odzyskanej); narzędzia wspomagające projektowanie i zarządzanie. Jego propozycje są oczekiwane przed końcemczerwiec 2019. Rząd chce, aby w 2023 r. podłączyć 3,4 mln gospodarstw domowych i zwiększyć udział OZE z 40% do 59%, przy czym biogaz będzie musiał sięgnąć 10% zużycia, jeśli jego koszty się zmniejszą ponieważ nadal jest o 40% droższy niż gaz kopalny. Fundusz Ciepła wzrośnie z 315 mln euro w 2019 roku do 350 mln euro w 2020 i 2021 roku, a jego wykorzystanie zostanie uproszczone (zaliczki zwrotne zastąpione dotacjami). Sieci ciepłownicze i chłodnicze uważają się za „zapomniane przez pomoc państwa” .
Według Pascala Rogera (prezesa Fedene, Federacji Usług Energetycznych i Ochrony Środowiska) na koniec 2018 r.: sieci te powinny przynieść dwie trzecie oszczędności, o które wnioskował pierwszy PPE (2016-2018), przy dwuipółkrotnym wnioskowaniu o zazielenienie większe niż odnawialna energia elektryczna.
Według Thierry'ego Francka de Préaumont, prezesa SNCU (Krajowego Związku Ciepłownictwa i Klimatyzacji Miejskiej), w 2017 r. 761 sieci ciepłowniczych i chłodniczych dostarczyło we Francji 25 TWh ciepła (już częściowo bezemisyjnego) i 1 TWh chłodzenia , za pośrednictwem ponad 5600 km sieci, z miksem energetycznym zawierającym około 56% energii zielonej lub odzyskanej, z czego 25% pochodzi z jednostek odzysku energii, a 22% z biomasy. Zawartość węgla w kilowatogodzinach sieci ciepłowniczej wynosi około 116 gCO 2/ kWh.
Tempo instalacji nowych sieci ciepłowniczych we Francji zwolniło w 2019 r. Fundusz Ciepła został obliczony dla określonej trajektorii podatku węglowego; poziom pomocy nie został skorygowany po przerwaniu tej trajektorii, nawet jeśli konkurencyjność sieci ciepłowniczych w porównaniu z gazem spada.
Z 50% udziałem w krajowym miksie energetycznym (2011), Szwecja jest daleko w rozwoju energii odnawialnej i odzyskiwanej w porównaniu z innymi krajami europejskimi. Sieci ciepłownicze są tam również znacznie bardziej rozwinięte niż w większości krajów. Jest to główna metoda ogrzewania w 240 z 290 gmin w Szwecji (wszystkie gminy liczące powyżej 10 000 mieszkańców są wyposażone w sieć ciepłowniczą).
Energia odnawialna i odzyskiwana stanowi 75% miksu energetycznego szwedzkich sieci ciepłowniczych, które w 2012 r. dostarczały około 50 TWh lub 4,5 MTep. Jeśli porównamy średnią liczbę mieszkańców, sieci ciepłownicze rozprowadzają 0,45 toe/mieszkańca w Szwecji, wobec 0,03 toe/mieszkańca we Francji. Sieci ciepłownicze w Szwecji obsługują 60% mieszkań, 30% sektora usług i 10% przemysłu.
Szwedzkie sieci ciepłownicze są własnością i są obsługiwane przez organy w pełni publiczne (powiązane z miastami).