%JF 'FSOXÊSNF · Referat von Joachim Ködel Gruneko AG Ingenieure für Energiewirtschaft...
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Sixièmes rencontres, 18 janvier 2007Palais des congrès de Bienne
Innovations et questions d’actualité
Le chauffage à distance SUR DE NOUVELLES VOIES
P A U L S C H E R R E R I N S T I T U T
Eaux des tunnels alpins, un potentiel pour des projets de chauffage de proximité à prix concurrentiels
Joachim KödelChef équipements énergétiques, conduites, Gruneko AG, Bâle
• Compte rendu des tunnels de base du Gothard et du Lötschberg
• Potentiel d’eau alpestre avec ou sans besoin de refroidissement avant utilisation
• Energie de basse température pour irrigation de serres et piscicultures
• Potentiel de projets de chauffage de proximité
• Investissements et rentabilité de projets de chauffage de proximité
22.10.2006 DTP1:Drucksachen:Fernwärme:Tagung_Fernwärme_2007:Referate_D_19_12_06:Ködel_Referat_F.doc
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Exploitation de la chaleur des eaux de tunnel
Sources thermiques
Les nouveaux tunnels ferroviaires ont une longueur de 57 km (Saint-Gothard) et 34 km (Lötschberg). De
l’eau de montagne à des températures atteignant 35°C s’accumule dans les tunnels puis est évacuée vers
les portails, à raison de 80 à 550 l/sec. Cette eau chaude doit éventuellement être canalisée vers les
collecteurs en passant par un refroidissement préalable dans un bassin ou dans des tours de
refroidissement. D’un autre côté, la chaleur évacuée est disponible pour une autre utilisation. Cela signifie
que l’on a aux portails du tunnel des potentiels de source thermique de 3,3 MW à 23 MW.
Possibilités d’exploitation
A la demande de la confédération, des cantons et communes et avec l’appui des entreprises électriques, la
société Gruneko SA a étudié durant la période de 2001 à 2004 la possibilité d’exploiter la chaleur des eaux
de tunnel. Les possibilités suivantes ont été examinées:
- zones résidentielles et bâtiments publics - industrie et artisanat - agriculture (fongiculture, serres) et pisciculture - installations de loisirs
Concepts d’exploitation
A proximité des portails du tunnel de base du Saint-Gothard, il a été relevé des zones d’approvisionnement
thermique à courte distance. Au portail sud, 5 à 6 îlots permettraient d’approvisionner certaines zones des
localités de Biasca et Bodio. Au portail nord, jusqu’à 7 îlots seraient réalisés dans les localités d’Erstfeld,
d’Altdorf, Schattdorf et Attinghausen.
Au portail sud du tunnel du Lötschberg, le chauffage à courte distance de quelques quartiers et localités
serait également possible. A cela s’ajoute l’approvisionnement d’une nouvelle zone industrielle également
envisageable. Au portail nord du Lötschberg, une exploitation de la chaleur est en préparation pour
l’aquaculture et la pisciculture.
Les besoins en chaleur utile des zones étudiées se situent entre 8'100 et 23'700 MWh/an.
Une exploitation directe des eaux de tunnel pour consommateurs individuels et pompes à chaleur
individuelles est également prévue.
Caractéristiques économiques
L’exploitation de la chaleur des eaux de tunnel nécessiterait aux portails des investissements allant de 7 à
17 millions de CHF. Ces investissements englobent la distribution de l’eau de tunnel, les centrales et la
fourniture de la chaleur jusqu’aux consommateurs.
Pour les îlots de chauffage à courte distance, les frais de revient de l’énergie thermique se situeraient entre
8,6 et 14 ct./KWh.
L’exploitation directe des eaux de tunnel en cas d’applications à basse température serait possible dès
environ 2 ct./KWh à condition que la densité énergétique soit suffisante.
Le point de vue écologique
Les mesures d’exploitation des eaux de tunnel examinées et économiquement intéressantes permettraient
des économies de CO2 de l’ordre de 13'300 tonnes par an.
Conclusion:
Une exploitation des eaux de tunnel serait très intéressante du point de vue économique et énergétique.
Des avantages de site apparaissent surtout dans le cadre de projets permettant une exploitation pour les
chauffages à basse température.
1
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
Le chauffage à distanceSur de nouvelles voies
Chauffage au l‘eaux des tunnels18. janvier 2007
Referat von Joachim Ködel
Gruneko AG Ingenieure für Energiewirtschaft
Güterstrasse 137 4002 Basel
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
aperçu du tunnel de base
utilisation et concept
chiffres indice commerciales
réflexions écologiques
prévisions
aperçu
2
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
Gothard
Lötschberg
aperçu du tunnel de base
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
RaronFrutigenPollegioSchattdorfEinleitort Tunnelwasser
5'300 l/s2'620 l/s610 l/s3'000 l/sMinimaler Abfluss
Winter
3.0°C0°C3.9°C3.5°CMinimale Temperatur
Winter
Portal RaronPortal FrutigenPortal BodioPortal Erstfeld
Basistunnel LötschbergBasistunnel Gotthard
+1.5°C+0.5°C+1.5°C+1.5°C
Max. Erwärmung im
Winter, nach Einleitung
Tunnelwasser
RhôneEngstligen
KanderTicinoReussFliessgewässer
situation de la conduite de décharge
3
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
520 l/s, 20°C
(Raron)
50 l/s, 20°C
(Kander)
70 l/s, 20°C
(Engstligen)
39 l/s, 29°C
(Pollegio)
110 l/s, 32.5°C
(Biasca)
170 l/s, 31.5°C
(Schattdorf)Max. Einleitung
Tunnelwasser
(Einleitort)
RhôneEngstligen
KanderTicinoReussFliessgewässer
introduction de l'eau du tunnel dans la conduite de décharge
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
20 - 25°C19 - 20°C30 - 35°C30 - 34°CWassertemperatur
am Portal
80 - 181 l/s150 l/s80 - 460 l/s60 - 555 l/sVolumenstrom
3.3 - 7.6 MW6 MW3.3 - 19 MW2.7 - 23 MWWärmequellen-
potential
LBT-Süd
Portal Raron
LBT-Nord
Portal Frutigen
GBT-Süd
Portal Bodio
GBT-Nord
Portal Erstfeld
situation de l'eau du tunnel aux portails
4
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
tracé des conduites
possibilité d'une utilisation directe
pompes thermiques
installations existantes
autres sources de chaleur
aménagement du territoire
bâtiments publics
nouveau projets et planification des zones
Critères par l'approvisionnement de chaleur avec eau de tunnel
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
Wärmequelle Heizzentrale Wärmeverteilung
(Bergwasser AlpTransit) (Raumheizung,
Brauchwarmwasserbereitung)
Wärme-
speicher
Wärme-
pumpe
M
Tunnelwasser-Leitung (Bergwasser)
Portal
Alp Transit
direkte Nutzung
(z.B. Gewächshaus)
Fliessgewässer
ohne
Zwischenkreis Heiz-
kesselWärme-
bezüger
Wärmeinsel
Prinzipschema Wärmenutzung für Heizzwecke
Wärme-
bezüger
5
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
5 - 673 - 43Nombre d‘îles de chaleur
étroites
Aquakultur
Blumenzentrum
Gärtnereien
PilzzuchtGärtnereienTropenhausProjets de basse
température
11'180 MWh/a
8.1 MW
23'700 MWh/a
12.1 MW
10'400 MWh/a
5.4 MW
8'100 MWh/a
4.1 MWBesoins en chaleur
1'970 Whg.2'900 Whg.1'350 Whg.1'000 Whg.Equivalent de logement
(à 5 KW)
SudNordSudNord
Gothard - BaseLötschberg - Base
LBT / GBT aperçu d'utilisation
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
LBT
Portai
Frutigen
LBT- nord territoire d'enquête
6
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
Tunnelwasserleitung
Geothermie-Nahwärme
NT-Grossverbraucher
Holz-Nahwärme(bestehend)
LBT
Aquakultur
Tropenhaus
LBT / GBT aperçu d'utilisation
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
LBT- nord projet tropical de Frutigen
7
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines LBT- portail sud
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
projektiertes
Gewerbegebiet
Portai Raron
Portai Niedergesteln
Pumpstation
Autobahn-restaurant
LBT- sud concept d'utilisation
Tunnelwasserleitung
PotentielleVersorgungsgebiete
potentielle Gebiete; Wirtschaftlichkeit?
unwirtschaftliche Gebiete
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Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
Entnahme Bodio
Portai
GBT- sud concept d'utilisation
Tunnelwasserleitung
PotentielleVersorgungsgebiete
unwirtschaftliche Gebiete
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
GBT
Portai
Altdorf
Erstfeld
Seedorf
Attinghausen
Bürglen
Schattdorf
GBT- nord territoire d'enquête
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Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
flux énergétique à l'exemple du Gothard sud
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
Exemples
Erstfeld Gewerbegebiet 0,87 Rp/KWh
Zentrum 2,20 Rp/KWh
Raststätte A2 4,40 Rp/KWh
Schattdorf Gewerbegebiet 0,75 Rp/KWh
Altersheim 2,10 Rp/KWh
Pollegio 0,40 Rp/KWh
Biasca 1,80 Rp/KWh___________________________________________________________________________________
Moyenne achat chaleur 1,80 Rp/KWh
de basse température
frais de production de la chaleur à basse température
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Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
Exemples
GBT-Nord Erstfeld 9,50 Rp/KWh
Schattdorf 13,3 Rp/KWh
GBT-Sud Bodio 11,0 Rp/KWh
Biasca 8,90 Rp/KWh___________________________________________________________________________________
Moyenne achat 10,7 Rp/KWh
erfasste Nahwärmeinseln 8,6 - 14 Rp/KWh
frais de production de la chaleur à courte distance
Chauffage au l’eaux des tunnels alpines
2'050 MWh/a--30'000 MWh/aWärmebedarf NT-Wärme
11'180 MWh/a23'700 MWh/a10'400 MWh/a-Wärmebedarf Nahwärme
Rp/KWhRp/KWhRp/KWhRp/KWhWärmegestehungskosten
Nahwärme
2'800 to/a5'900 to/a2'600 to/aCO2-Minderung
(Nahwärme)
SüdNordSüdNord
Gotthard - BasisLötschberg - Basis
aperçu des chiffres - indice
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Chauffage au l’eaux des tunnels alpinesrésumé / prévisions
Grande importance pour des projets de basse
température
- Agriculture
- Race de poisson
- Loisir, tourisme
- Bâtiment, climat
Doit s‘orienter étroitement vers une réalisation rentable
Justifiable de normes de politique énergétique
Réduction (renonciation) sur des installations de
refroidissement technique par des Alptransit