Mix de consommation - par usage

Comme mentionné plus haut, le calcul d’un contenu en CO2 par usage relève nécessairement de simplifications méthodologiques et de conventions. Ainsi, face à certaines insuffisances méthodologiques de la méthode historique « saisonnalisée par usage » introduite en 2005 et suite à la décision de l’Etat de retenir une nouvelle approche dans le cadre de la réglementation du bâtiment RE2020, il a été fait le choix dans la Base Carbone® de présenter deux méthodes de calcul des facteurs d’émissions par usage qui reposent sur des logiques d’allocation des impacts différentes :

-La méthode « moyenne mensualisée par usage », méthode de référence pour tout calcul d’émissions par usage, notamment en lien avec les réglementations du bâtiment,

-La méthode « saisonnalisée par usage à la maille mensuelle », qui s’inscrit dans la continuité de la méthode saisonnalisée historique en en corrigeant certains biais méthodologiques, et peut être utilisée en dehors des réglementations bâtiments en complément de la précédente pour la réalisation d’analyse de sensibilité.  

Nous rappelons que pour la réalisation d’un Bilan d'émissions de GES, le "Mix de consommation - moyen" doit être utilisé et non "Mix de consommation - par usage" qui ne peuvent être utilisés à titre « indicatif », en information complémentaire de l’estimation via le "Mix de consommation - moyen".

En 2025, il a été décidé d’arrêter de calculer ces FE par usage. L’utilisateur ne trouvera donc pas de FE « mix de consommation par usage » ultérieurs à ceux relatifs à 2023  « Electricité/2023 – usage ».

Principes communs

Ces deux méthodes, leur logique de construction, et leur domaine d’application sont explicitées en détail ci-après. Toutefois, elles suivent l’une comme l’autre les grands principes suivants :

■ Elles respectent la somme totale des émissions : sur l’ensemble des usages, la somme du produit du contenu CO2 de chaque usage par sa consommation d’électricité annuelle est égale aux émissions CO2 de l’ensemble du parc électrique français corrigées des émissions liées aux imports et exports.

■ Elles sont basées sur les données historiques moyennées sur plusieurs années (4 ans – par exemple, les FE de 2016 sont basés sur les données moyennées de 2012 à 2015) permettant de gommer les variations dues à des situations particulières, aussi bien en termes de fonctionnement du parc qu’en termes de climatologie.

■ Le périmètre retenu est celui de la France continentale, hors production autoconsommée, avec prise en compte des interconnexions et échanges (le solde exportateur est considéré comme un usage ; le solde importateur comme un moyen de production).

■ L’utilisation de données au pas mensuel car la « variance » du contenu CO2 est en grande partie expliquée par la composante saisonnière (par opposition aux variations horaires au sein d’une semaine). Les études à pas de temps plus fin nécessiteraient des travaux complémentaires non menés à ce jour dans le cadre du GT « Electricité ».

Les principales caractéristiques des deux approches se résument par le tableau suivant :

Méthode moyenne mensualisée

La méthode mensuelle par usage est la méthode de référence pour tout exercice de comptabilité carbone cherchant à différencier les usages de l’électricité, et en particulier la réglementation bâtiment (RE2020, DPE, décret tertiaire…) ou tout autre réglementation qui s’appuierait sur cette approche méthodologique.

Son principe général repose sur le fait de relier le contenu CO2 moyen du système électrique, au pas de temps mensuel, avec un profil d’usage. Pour cela, on procède de la manière suivante :

1)Pour chaque mois, on calcule un contenu CO2 moyenné du parc de production électrique français (valeur en gCO2/kWh), tenant compte de la part respective de chaque moyen de production et de leur facteur d’émission propre ;

2)Pour chaque mois également, on calcule la part de la consommation de l’usage sur sa consommation annuelle (valeur en %, pour chaque mois), tel que représenté ci-dessous ;

3)Ensuite, on calcule le produit de ces deux résultats (valeur en gCO2/kWh) pour chacun des 12 mois de l’année et on somme les valeurs, de sorte à obtenir un résultat de contenu CO2 reflétant le profil annuel de cet usage.

Le contenu CO2 moyenné du parc de production électrique français se calcule par la formule suivante, basée sur les moyens de production identifiés (nucléaire, hydraulique, éolien, solaire, thermique renouvelable, charbon, fioul, gaz et imports) :

Avec :

Ainsi, le calcul réalisé pour un usage donné est :

Avec :

On retrouve ces éléments dans la note du Ministère en charge de l’Environnement, publiée le 28/07/2020 sur le site www.batiment-energiecarbone.fr/ qui précise la formule pour l’usage du chauffage (extrait) :

A titre d’exemple, le graphe ci-dessous illustre le calcul réalisé sur l’année 2019. Il met en perspective :

-Le facteur d’émission CO2 mensuel du parc de production (en gCO2/kWh) ;

-La part de la consommation de l’usage sur sa consommation annuelle (en %), pour les usages Chauffage (violet) et Industrie (bleu).

Cette approche répartit les émissions mensuelles de façon homogène sur tous les usages.

Retrouvez le détail du calcul de la méthode moyenne mensualisée dans le rapport technique détaillé proposé par l’ADEME.

Méthode saisonnalisée à la maille mensuelle

La méthode « saisonnalisée par usage mensuelle » s’inscrit dans la continuité de l’approche de la méthode saisonnalisée historique de la Base Carbone®. En 2021, afin d’améliorer la prise en compte du développement de la production d’électricité photovoltaïque et de l’usage « climatisation », la méthode a été revue pour ne pas se limiter à une maille annuelle (répartition des quantités d’énergie selon une part annuelle de base et une part annuelle saisonnalisée) et adaptée pour mieux intégrer la maille mensuelle permettant ainsi une analyse plus fine des évolutions.

La méthode consiste, pour chaque type de production (nucléaire, hydraulique, éolien, solaire, thermique renouvelable, charbon, fioul, gaz, imports), à séparer la production à la maille mensuelle entre une part « en base » et une part « saisonnalisée », puis de calculer le contenu CO2 de chacune de ces deux composantes de la production.

Pour chaque moyen de production, la part « en base » correspond au minimum de production mensuelle d’électricité atteint sur l’année. La part « saisonnalisée » correspond à la différence entre la production du mois et ce minimum.

La formule de calcul des contenus CO2 de base et saisonnalisé pour l’ensemble du parc, soit 9 moyens de production (dont les imports) est :

et

Avec :

Concernant la consommation, la méthode distingue également, pour chaque mois, la part « en base » et la part « saisonnalisée » à la maille mensuelle de chaque usage (climatisation, éclairage, chauffage, etc.). Cette distinction se fonde sur le minimum mensuel de l’usage au cours de l’année (part en base) et sur la différence entre la consommation du mois et ce minimum (part saisonnalisée).

La méthode affecte alors à ces deux parts de consommation, le contenu CO2 associé (respectivement celui de la production mensuelle en base et celui de la production mensuelle saisonnalisée). L’ensemble de ces valeurs sont alors sommées sur les 12 mois de l’année, puis cette somme est divisée par la quantité d’électricité consommée par l’usage concerné.

La formule de calcul pour chaque usage est :

Avec :

A titre d’exemple, les graphes ci-dessous illustrent le calcul réalisé sur l’année 2019. Ils mettent en perspective :

-Les facteurs d’émission CO2 mensuels du parc de production – en base et saisonnalisé (en gCO2/kWh) ;

-Les quantités d’électricité considérées en base ou saisonnalisée, à la maille mensuelle, pour les usages Chauffage (1er graphe) et Industrie (2nd graphe).

Nota : la quantité d’électricité « en base » est nulle, dans cet exemple, pour le chauffage

Cette approche vise à tenir compte à la fois des caractéristiques intrinsèques à chaque usage et de la réponse du système de production à ces usages, en se basant sur le principe d’un lien entre la variabilité saisonnière des émissions de CO2 à la variabilité saisonnières des usages.

Elle peut être utilisée pour réaliser des études de sensibilité pour les différents usages en complément de la méthode moyenne mensualisée, dès lors qu’une approche par usage est choisie, dans le but de rendre compte de l’incertitude liée aux règles d’allocation des émissions (allocation moyenne vs allocation saisonnalisée).

Retrouvez le détail du calcul de la méthode moyenne mensuelle dans le rapport technique détaillé proposé par l’ADEME.

"Règle" d'application des facteurs d'émission par usage

Guide pour l'utilisation des données