Les pompes à chaleur : la technologie centrale pour un chauffage durable

"Les pompes à chaleur, alimentées par une électricité à faibles émissions, sont la technologie centrale de la transition mondiale vers un chauffage sûr et durable" souligne le récent rapport spécial de l'AIE "The Future of Heat Pumps" ⁽¹⁾. Le chauffage de la plupart des bâtiments dans le monde – tels que les habitations, les bureaux, les écoles et les usines – repose toujours sur les combustibles fossiles, en particulier le gaz naturel. Le chauffage des bâtiments est responsable de 4 gigatonnes (Gt) d'émissions de CO₂ par an, soit 10 % des émissions mondiales. Cependant, les pompes à chaleur actuellement disponibles sur le marché sont trois à cinq fois plus écoénergétiques que les chaudières au gaz naturel. De nombreuses pompes à chaleur peuvent également assurer le refroidissement, ce qui élimine le besoin d'un climatiseur séparé pour les 2,6 milliards de personnes qui vivront dans des régions nécessitant chauffage et refroidissement d'ici 2050. 

Environ 10 % des besoins de chauffage des locaux dans le monde ont été satisfaits par des pompes à chaleur en 2021, mais ce marché a connu une forte croissance ces dernières années, en raison de la baisse des coûts et de fortes incitations. Les ventes mondiales de pompes à chaleur ont augmenté de près de 15 % en 2021, soit le double de la moyenne de la dernière décennie, emmenées par l'Union européenne où elles ont augmenté d'environ 35 % (voir https://iifiir.org/fr/actualites/les-ventes-de-pompes-a-chaleur-ont-fortement-augmente-en-europe-en-2021 ). Les ventes de pompes à chaleur en 2022 devraient atteindre des niveaux record en réponse à la crise énergétique mondiale, notamment en Europe où certains pays (Pologne, Pays-Bas, Italie et Autriche) ont vu leurs ventes doubler au premier semestre 2022 par rapport à la même période l'année dernière. La Chine continue d'être le plus grand marché pour les nouvelles ventes, tandis que l'Amérique du Nord compte aujourd'hui le plus grand nombre de maisons équipées de pompes à chaleur. Ensemble, ces régions, avec le Japon et la Corée, sont également d'importants centres de fabrication, qui abritent les plus grands acteurs de cette industrie. 

Le potentiel des pompes à chaleur pour réduire la dépendance au gaz naturel pour le chauffage est particulièrement important dans l'Union européenne, où le gaz naturel est le combustible de chauffage le plus utilisé et où les prix du gaz ont le plus augmenté. Les ventes annuelles de pompes à chaleur dans l'UE pourraient atteindre 7 millions d'ici 2030, contre 2 millions en 2021, si les gouvernements réussissent à atteindre leurs objectifs de réduction des émissions et de sécurité énergétique. Ceci contribuerait à atteindre l'objectif de REPowerEU visant à mettre fin aux importations de gaz russe bien avant 2030. 

Sur leur durée de vie, les pompes à chaleur coûtent généralement moins cher que les chaudières à combustibles fossiles, grâce à leur plus grande efficacité énergétique. Un soutien politique gouvernemental est cependant nécessaire pour aider les consommateurs à surmonter les coûts initiaux plus élevés des pompes à chaleur par rapport aux alternatives. Les coûts d'achat et d'installation d'une pompe à chaleur peuvent être de deux à quatre fois supérieurs à ceux d'une chaudière à gaz. Des incitations financières pour les pompes à chaleur sont déjà disponibles dans plus de 30 pays, qui couvrent ensemble plus de 70 % de la demande de chauffage aujourd'hui. Beaucoup d'entre eux fournissent également un soutien supplémentaire aux ménages à faible revenu où les économies d'énergie d'une pompe à chaleur peuvent être importantes, allant de 2 % à 6 % du revenu du ménage. 

Dans un scénario où tous les gouvernements respectent pleinement leurs engagements énergétiques et climatiques, les pompes à chaleur deviennent le principal moyen de décarboner le chauffage des espaces et de l'eau dans le monde. L'AIE estime que les pompes à chaleur ont le potentiel de réduire les émissions mondiales de CO₂ d'au moins 500 millions de tonnes en 2030, soit l'équivalent des émissions annuelles de CO₂ de toutes les voitures en Europe aujourd'hui. Les principaux fabricants voient des signes prometteurs : l'élan et le soutien politique actuels pourraient mettre l'industrie sur une trajectoire qui triplerait les ventes d'ici 2030 - et ils ont donc annoncé des plans pour investir plus de 4 milliards de dollars dans l'expansion de la production de pompes à chaleur, principalement en Europe. 

Les pompes à chaleur peuvent également répondre aux besoins de chauffage dans l'industrie et le chauffage urbain. Des pompes à chaleur de grande taille peuvent fournir de la chaleur jusqu'à 140‐160 °C aujourd'hui, et éventuellement à des températures plus élevées encore grâce à l'innovation et à des conceptions améliorées. Les industries du papier, de l'alimentation et de la chimie présentent les plus grandes opportunités à court terme, car près de 30 % de leurs besoins de chauffage combinés pourraient être satisfaits par des pompes à chaleur.

Bien sûr, l'expansion rapide des pompes à chaleur présente certains défis. Les pompes à chaleur augmenteront inévitablement la demande d'électricité, mais l'efficacité énergétique peut réduire considérablement les impacts sur le réseau, parallèlement à une meilleure planification du réseau. Par ailleurs, la fourniture et l'installation de pompes à chaleur dans le monde pourraient nécessiter plus de 1,3 million de travailleurs d'ici 2030, soit près du triple du nombre actuel, ce qui augmente le risque de pénurie de main-d'œuvre qualifiée, en particulier côté installateurs. Des programmes de formation spéciaux et l'inclusion des pompes à chaleur dans les certifications des plombiers et des ingénieurs électriciens pourraient aider à éviter le problème de pénurie de main-d'œuvre qualifiée. 

L'investissement initial mondial supplémentaire dans les pompes à chaleur requis pour atteindre les engagements annoncés en matière de climat atteint 160 milliards de dollars par an d'ici 2030. Cependant, ces coûts sont compensés par les économies de combustible sur le plan financier, en particulier si les prix de l'énergie restent proches de leur niveau actuel. 

Source

(1) IEA (2022), The Future of Heat Pumps, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/the-future-of-heat-pumps, License: CC BY 4.0