Renewable energy heating networks in France: the example of Mulhouse Alsace Agglomeration-M2A - OFATE Conference 13 March 2019

Renewable energy heating networks in
France: the example of Mulhouse Alsace
          Agglomeration-M2A

             OFATE Conference
              13 March 2019

             Emile-Jean WYBRECHT   1
                                         CS (04)

What we do

             2

Energy transition for m2A : a global approach

 The 3 pillars                   But far beyond that      Issues

 •   Consuming less energy       •   A territorial        •   Economy
     (sobriety)                      approach             •   Society
 •   Improve energy              •   An economic          •   Environment
     efficiency, particularly        approach
     in the building,            •   An innovative
     transport and industrial        approach
     sector                      •   A project approach
 •   Develop the energy          •   A mobilization
     mix (renewable                  approach
     energies in line with the
     potential of each
     territory)

Evolution and objectives for reducing GHG emissions
                with m2A (KTeqCO2)

                         Target achieved to stabilize
                         GHG emissions compared to
                         1990 (ref: Kyoto Protocol)

                                                        4

The territorial alliance for the energy transition

                 Understand, exchange, share, advise
Forum                                                              Commission

           Strategic                                    Steering
                          Implementation
          committee                                    committee
                                m2A                       m2A
                            Communes
                            Companies
                            Associations
                              Citizens

                               Project
Experts                                                              Club of
                                teams
                                                                   communes
                            Co-production

A strategic and operational energy transition plan (PSOTE)
 adopted on 10 December 2015 by the urban council for a
                      period of 5 years
  7 main areas of intervention

• Mobilize around the challenges of the energy transition

• Optimize the energy efficiency of public assets

• Optimize the energy efficiency of private homes

• Promote and develop the energy mix

• Make transport a vector in the energy transition

• Support communes in the energy transition

• Encourage and support innovation and green growth

Axis 6: Promote and develop the energy mix

In 5 years, the territory has set itself the following
objectives

•   Increase the total capacity of renewable heat production by
    about 50 %
•   Create at least 2 new renewable energy production or recovery
    units

Actions carried out to date

   Elaboration of a blueprint for heating networks: objectives for connections to new subscribers (2014-
    2016)
   Extension and consolidation of the Illberg heating network (construction 2017, commissioning 2018)
   Creation of a new intercommunal heating network as part of a PSD: VALORIM project (commissioning in
    2020)
   Adopt an energy planning and blueprint for energies by linking it to urban planning documents: MARITEE
    project with ADEME (2016-2019)

First major step from 2014 to 2016
Implementation of a blueprint for heating
          networks on m2A

                                            8

Heating networks: a vector of the energy transition
                                                                         Engagement début 2014 par
•   Tool for the development and valorisation of renewable               m2A d’un Schéma directeur de
    energies and recovery in m2A: wood biomass or                        réseaux de chaleur qui avait 2
    geothermal power plants, waste heat from certain                     objectifs:
    industrial activities...                                                         Consolider les 2
                                                                                      réseaux existants
•   Spatial planning tool: new economic activities,                                   Illberg et Rixheim
    construction of buildings and collective housing…
•   A way to stabilize energy costs in the long term:                              Identifier des
    controlled pricing policies, positive social and economic                       extensions ou des
    impacts for subscribers                                                         créations de
                                                                                    nouveaux réseaux
•   A way for local authorities to control energy production                        si les conditions
    and distribution while reducing GHG emissions                                   techniques et
                                                                                    économiques sont
                                                                                    favorables

Les réseaux de chaleur, une réponse opérationnelle à la fois à
          des enjeux économiques : compétitivité du prix de l’énergie
           proposée
          des enjeux environnementaux : réduction des émissions de
           GES
                                                                                                   9
          des enjeux sociaux : maîtrise des coûts

First operation resulting from the blueprint: the extension
                   of the Illberg network
•   Une nécessité qui s’inscrit dans la continuité
    de la modernisation de la Centrale thermique
    de l’Illberg en 2013:
          17 millions d’investissement
          13 MW de production bois énergie intégrés
           au mix énergétique de la CTI

•   Baisse régulière des consommations de
    chaleur des abonnés historiques : travaux
    d’économies d’énergie
                                                       Chaudière bois de 4 MW en cours d’installation à la Centrale Thermique de

•   Optimisation du fonctionnement de la
                                                                                  l’Illberg en 2013

    Centrale thermique: les chaudières bois seront
    sollicitées sur de plus grandes périodes

•   Permet le maintien d’un prix compétitif de la
    chaleur proposée aux nouveaux abonnés
    comme aux abonnés historiques

                                                       Le pôle « mères/enfants » du groupe Hospitalier Région Mulhouse Sud
                                                                   Alsace raccordé à ce jour au réseau de l’Illberg

The construction site for the extension of the Illberg network: April to Octobre 2017

                                                                   Raccordement du
                                                                   site du Hasenrain

                                                                                                      Raccordement
                                                                                                      Emile Muller 1
                                                                                                           et 2
                       Traversée de l’Ill
                        en « Souille »
                                                                                       Raccordement
                                                                                           EM3
             Traversée du                   Passage sous le Pont
            Campus par la                     Canal à Brunstatt
            rue des Frères
               Lumières

A singular point of the work: the crossing of the island by the network

The connection of the hospital centre to the Illberg network: financial
                              elements
 Total cost of the operation: € 10 205 000
   excluding VAT, of which € 8 024 000 for the
   construction

 Contribution of the Fonds Chaleur ADEME
     3,5 millions d’euros (60 % d’aides sur la partie
      éligible)
     15 % à la signature de la convention (notifiée
      en date du 9 novembre 2015 )
     2 phases:
                                                              Vues de la chaufferie et des locaux de la cogénération (à gauche
        • raccordement prioritaire des hôpitaux: 3 sous-                   sur la photo) de l’Hôpital Emile-Muller
          stations
        • raccordement     de    4     puits  de    chaleur
          supplémentaires sur le parcours: le Learning
          Center de l’UHA, 2 piscines, de m2A, une école et
          une Maison de personnes agées sur Brunstatt-                                                   Traversée du
          Didenheim, éventuellement des copropriétés                                                      Campus de
          privées                                                                                       l’Université de
        • Contribution du FEDER : 418 000                                                               Haute Alsace-
          euros                                                                                         UHA , rue des
                                                                                                       Frères Lumières

 Average   price for heat offered in 2018 to all
   subscribers (old and new prospects)

The connection of the hospital centre to the Illberg network
 113 000 MWh/an distribués par le réseau étendu

 43 % de chaleur distribués en plus chaque année par le
  réseau étendu dont 36180 MWh pour le seul Centre
  hospitalier

 Optimisation du fonctionnement des chaudières bois

 Pratiquement doublement du réseau: 6 400 ml
  supplémentaires

 La densité énergétique globale du réseau étendu reste
  élevée après extension (> 8 MWh/ml/an)

 Consommation de 6 000 à 8 000 tonnes de bois
  supplémentaires

 Réduction des émissions de GES de l’ordre de 4000
  tonnes/an supplémentaires grâce au bois consommé en
  plus

 Démarche de transition énergétique globale et intégrée:
  les cendres des chaudières bois (environ 400 tonnes/an)
  servent d’amendement à des agriculteurs de m2A            Epandage des cendres de bois de la Centrale
  (finalisation en 2018 d’un plan d’épandage encadré par    Thermique de l’Illberg sur des terres agricoles
  la DREAL)                                                               situées sur m2A

Second operation resulting from the blueprint: the
consolidation of the historic Rixheim network with the
  creation of a new intercommunal network for heat
                        recovery

                 La centrale thermique de Rixheim    15

Optimization of the existing Rixheim network
•   Exploité et géré depuis le 1er janvier 2018 dans le cadre de la DSP par les Société
    RCUA et Dalkia (Valorim)

•   Recherche continue d’une amélioration de l’efficacité énergétique de la production
    et de la distribution pour maintenir un prix compétitif de la chaleur distribuée

•   Implication régulière de m2A notamment dans le cadre des relations à plus de 220
    abonnés dont de nombreux pavillons

                                                                                    16

The forward vision of the blueprint for m2A

Objectives :
  • Identify the « heat sinks » important enough to develop new
    heating networks

  • Identify new renewable energy and recovery sources likely to
    supply future networks or extensions

  • Work on complementarity between existing heating networks and
    new projects

                                                               17

Schematic of the forward vision of the blueprint

                                                   existant

                                                   prospectif

                                                       18

The project
•   Un délégataire unique RCUA – DALKIA pour 2 réseaux

•   Exploitation du réseau historique,
      Créé en 2009 et exploité jusqu’à ce jour en régie
      10 MW de puissance souscrite aujourd’hui, 11 200 MWh
        distribués
      Mix énergétique: chaufferie biomasse bois (75 %) et gaz
        (25 %) : poursuite de l’exploitation de la chaudière
        biomasse
      Alimente aujourd’hui environ 220 clients situés sur les
        communes de Rixheim et Habsheim.

•   Création et exploitation du nouveau réseau de 14,5 km
      21 MW souscrits et 31000 MWh distribués par an
      Déployé via différentes phases sur les communes de Rixheim et
       Riedisheim, Illzach et Mulhouse,
      L’énergie distribuée (TVA à 5,5) proviendra à 75 % de la chaleur
       de récupération issue de l’Usine d’Incinération des Résidus
       Urbains-UIRU du SIVOM de Mulhouse
      Création d’une chaufferie gaz en complément sur un terrain à
       Rixheim
      Le parcours comporte différents points singuliers techniques:
       traversée de la voie ferrée vers Bâle, passage du grand Canal

The scope of the PSD

Network implementation and phasing

                                     21

The development of the energy MIX on m2A also
   includes the SIVOM methanisation project

                 Site de Sausheim (UIRU + STEP)

The project

•   The SIVOM of Mulhouse manages 5 wastewater treatment plants (STEP),
    with a capacity of 1 300 to 480 000 population equivalent

•   22 000 tonnes of sludge (plants of Sausheim, Pulversheim and Feldkirch)
    and 480 tonnes of greases are co-incinerated at the incineration plant of
    Sausheim (UIRU)

•   Greases for grease trays in catering and industrial applications

•   2 methanizers of 5 100 m3

•   Investment: 14,1 million euros (excluding tax)

•   Production of 21 000 MWh of biomethane/year

Extending the approach to all
                 renewable energies

 The territorial approach: the MARITEE project =

Méthodologie d’Aménagement tenant compte des
                15 Juin 2016
Réseaux, Intégrant la Transition Energétique et les
               Revue de projet
         enjeux Economiques associés

The energy planning tool (entitled Opportunity) will make
                 it possible to achieve
1. The final energy consumption balance sheet
       Residential sector
       Tertiary sector
       Other economic sectors (industry, agriculture)
       Road transports

2. The balance of energy production on the territory
       All vectors
       Renewable electricity
       Renewable heat
       Renewable gas

3. To carry out diagnoses of energy distribution networks

4. Analyze energy vulnerabilities

5. To carry out a energy blueprint for the territory, challenges and strategic paths

Cadastre solaire
Potentiel brut - solaire PV : 36 MWc

                                              26