Panneaux solaires photovoltaïques : idées reçues
Publié le 05 Mai 2023Lien vers l'article original: ici
 |
| © Mrganso / Pixabay - Licence : Pixabay |
L'énergie solaire souffre encore d'une mauvaise réputation qui est maintenant largement injustifiée et contre-productive. A l'heure où le tout nucléaire a montré ses limites et comporte des risques incalculables, les panneaux solaires photovoltaïques (et thermiques) présentent des avantages indéniables et accessibles à tout le monde.
L'énergie photovoltaïque a fait des progrès fulgurants dans les 10 dernières années. Le rendement des panneaux s'est accru de 25 % et le prix a été divisé par...10 ! Cette source d'énergie qui peut être décentralisée s'adapte à des lieux de consommation de toute taille : d'une ville à celle d'un simple foyer comme les panneaux solaires photovoltaïques (PV) en toiture ou même sur la terrasse ou le balcon, sans oublier les panneaux solaires thermiques.
Malheureusement, de nombreuses idées reçues perdurent sur cette énergie très peu polluante et accessible. Voici quelques mises au point.
Malheureusement, de nombreuses idées reçues perdurent sur cette énergie très peu polluante et accessible. Voici quelques mises au point.
FAUX
Les modules PV utilisés aujourd'hui ne contiennent pas de terres rares. Le composant principal est le silicium : il sert à faire les cellules PV, qui sont prise en sandwich entre 2 plaques de verre. (Le verre est aussi fait avec du silicium !)
Les terres rares désignent 17 métaux : le scandium, l'yttrium, et les quinze lanthanides (Lanthane, Cérium, Praséodyme, Néodyme, Prométhium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, et Lutécium). Contrairement à leur appellation, ces métaux sont relativement abondants dans la croûte terrestre (mais en faible concentration dans les minerais).
Ils sont très recherchés et considérés comme stratégiques car ils ont des caractéristiques exceptionnelles exploitées dans la fabrication de produits de haute technologie (téléphone, TV, ordinateur, éolienne, LED, billets de banque...).
Cependant, l'extraction et le traitement des terres rares polluent les écosystèmes, produisent des déchets toxiques et peuvent impliquer le travail forcé d'enfants.
Il y aura bientôt une pénurie de silicium
FAUX
Le silicium est le 2ème atome le plus présent sur terre (juste après l'oxygène), et se trouve partout dans la croûte terrestre. IL y a donc aucune raison qu'il y ait une pénurie de silicium. Toutefois, il arrive que la demande surpasse la capacité des usines à purifier le silicium. Cela est temporaire et résolu par l'augmentation de capacité de ces usines.
La rareté des matériaux n'est donc pas un frein pour le déploiement du PV à grande échelle.
Seul métal problématique : l'argent, utilisé comme conducteur entre les cellules.. On pourrait avoir à le remplacer par un autre conducteur, si le marché du solaire poursuit sa croissance record.
La rareté des matériaux n'est donc pas un frein pour le déploiement du PV à grande échelle.
Seul métal problématique : l'argent, utilisé comme conducteur entre les cellules.. On pourrait avoir à le remplacer par un autre conducteur, si le marché du solaire poursuit sa croissance record.
Le solaire c'est encore trop cher
FAUX
C'était vrai il y a 10 ans et encore plus il y a 20 ans. Le prix des panneaux était si élevé que le prix de revient de l'électricité solaire n'était pas compétitif face aux sources classiques d'électricité. Le photovoltaïque étaient donc utilisé là où il n'y avait pas d'accès possible au réseau (par exemple les réémetteurs en montage).
Mais en 20 ans le prix des panneaux a été divisé par 100 ! Et c'est grâce aux pays qui ont compris, il y a 20 ans, qu'il y avait un énorme potentiel de baisse de prix, à condition d'augmenter les volumes de production. D'abord le Japon, puis l'Allemagne, la Chine et les Etat Unis ont subventionné le photovoltaïque pour faire grossir le marché et ainsi faire baisser les prix.
Résultat : de 2012 à 2022, les prix du PV ont été divisés par 10 (et ils avaient déjà été divisés par 10 dans la décennie précédente). Les prix des panneaux PV ont donc été divisés par 100 en 20 ans !
Mais en 20 ans le prix des panneaux a été divisé par 100 ! Et c'est grâce aux pays qui ont compris, il y a 20 ans, qu'il y avait un énorme potentiel de baisse de prix, à condition d'augmenter les volumes de production. D'abord le Japon, puis l'Allemagne, la Chine et les Etat Unis ont subventionné le photovoltaïque pour faire grossir le marché et ainsi faire baisser les prix.
Résultat : de 2012 à 2022, les prix du PV ont été divisés par 10 (et ils avaient déjà été divisés par 10 dans la décennie précédente). Les prix des panneaux PV ont donc été divisés par 100 en 20 ans !
D'autres évolutions ont rendu l'électricité solaire compétitive :
- Le rendement des panneaux qui était de 10 % dans les années 1970, est de 24 % aujourd'hui et se rapprochera des 30% sous peu…
- La durée de vie est passée de 10 ans dans les années 80, à plus de 40 ans aujourd'hui. Les garanties des constructeurs sont de 30 ou 35 ans, avec moins de ½ % de perte de puissance par an ! Dans 35 ans, un panneau acheté aujourd'hui fonctionnera encore et aura plus de 82 % de sa puissance initiale ! Quel autre produit industriel à une telle durée de vie et une telle garantie ?
- Les onduleurs, qui transforment le courant continue des panneaux en courant alternatif qui peut être injecté dans le réseau électrique ont gagné en rendement, et baissé en prix.
- Le métier d'exploitation de centrale PV c'est fortement professionnalisé en 20 ans.
Par conséquent, l'électricité solaire coûte entre 5 centimes le kWh (50 €/MWh) (pour une grande centrale au sol) et 16 centimes kWh (160€/MWh) pour une petite installation en toiture. En comparaison, l'énergie nucléaire coûte environ 50 euro le Mwh pour les centrales classiques, avec tous les risques et déchets qu'il implique. Les centrales de dernières générations de type EPR ont un coût bien plus élevé : environ 100 €/MWh.
Bien sûr, ces prix devraient continuer à baisser.
Bien sûr, ces prix devraient continuer à baisser.
 |
| © Christophe Magdelaine / www.notre-planete.info - Licence : Tous droits réservés |
Le solaire coûte une fortune en subvention et demande beaucoup d'aides publiques
VRAI avant FAUX maintenant
Développer les énergies renouvelables a coûté de l'argent public, le temps d'aider le marché à décoller, jusqu'à ce que cette énergie soit compétitive.
Aujourd'hui les solaire est compétitif ! D'ailleurs, Aujourd'hui, ce sont les énergies renouvelables qui apportent des recettes à l'Etat et non l'inverse.
Les montants sont très importants : la CRE (Commission de Régulation de l'Energie) indique, que, dans les conditions actuelles toutes les filières d'énergies renouvelables en France métropolitaine représenteront des recettes pour le budget de l'Etat, pour une contribution cumulée, de plus de 30 Md€ au titre de 2022 et 2023 !
Les filières contributives sont, par ordre d'importance : l'éolien terrestre, le photovoltaïque, l'hydroélectricité et le biométhane. Fin 2024, les énergies renouvelables auront rapporté plus à l'Etat qu'elles n'ont coûté depuis qu'elles sont soutenues !
Aujourd'hui les solaire est compétitif ! D'ailleurs, Aujourd'hui, ce sont les énergies renouvelables qui apportent des recettes à l'Etat et non l'inverse.
Les montants sont très importants : la CRE (Commission de Régulation de l'Energie) indique, que, dans les conditions actuelles toutes les filières d'énergies renouvelables en France métropolitaine représenteront des recettes pour le budget de l'Etat, pour une contribution cumulée, de plus de 30 Md€ au titre de 2022 et 2023 !
Les filières contributives sont, par ordre d'importance : l'éolien terrestre, le photovoltaïque, l'hydroélectricité et le biométhane. Fin 2024, les énergies renouvelables auront rapporté plus à l'Etat qu'elles n'ont coûté depuis qu'elles sont soutenues !
Le solaire ne rapporte rien aux communes
FAUX
La production d'électricité photovoltaïque est soumise à l'IFER, qui est un impôt prélevé au profit des collectivités territoriales. Une partie de cet IFER est reversée directement aux communes sur lesquelles sont installées les centrales photovoltaïques.
Par exemple, une installation au sol de 20 MW apporte plus de 60 000 € / an aux collectivité locales (Département et communauté de communes) dont au moins 20 % (12 000 euro) directement à la Commune.
Ainsi, un parc de panneaux photovoltaïques sur une commune permet de baisser les impôts locaux ou de financer des projets locaux, sans solliciter les contribuables !
Le photovoltaïque ne produit pas par temps couvert et en hiver
FAUX
Un panneau produit plus en été par beau temps qu'en hiver pas temps nuageux, c'est une évidence. Cependant, un panneau PV produit bien de l'électricité toute l'année. Pour preuve : les réémetteurs de télécom en haute montagne sont alimentés par des panneaux solaires, toute l'année. Ils fonctionnement été comme hiver.
En France, en moyenne 1kWc (soit 5m²) produit environ 1300 kWh/an (1,3 MWh/an), soit un peu plus de la moitié de la consommation électrique moyenne d'un français (2200 kWh/an).
En France, bien que l'on ne soit qu'au début, en 2021, le solaire PV a déjà fourni 3 % de l'énergie électrique consommée en France (contre 2,8 % en 2020), (3 % = 14,3TWh)
En France, en moyenne 1kWc (soit 5m²) produit environ 1300 kWh/an (1,3 MWh/an), soit un peu plus de la moitié de la consommation électrique moyenne d'un français (2200 kWh/an).
En France, bien que l'on ne soit qu'au début, en 2021, le solaire PV a déjà fourni 3 % de l'énergie électrique consommée en France (contre 2,8 % en 2020), (3 % = 14,3TWh)
Les panneaux solaires ne fonctionne qu'orientés orientés plein Sud
FAUX
Si un panneau produit le maximum annuel en étant orienté plein sud, il ne perd que quelques pourcentages de sa capacité lorsqu'il est orienté sud-est et sud-ouest. Et il est tout à fait pertinent de placer quelques panneaux à l'est et à l'ouest pour profiter de l'ensoleillement du matin et du soir.
De plus, aujourd'hui de plus en plus de panneaux sont bifaciaux, cela signifie que même la face arrière produit : si elle est orientée vers le sol, est fait de l'électricité grâce à la luminosité réfléchie sur le sol, que l'on appelle l'albédo. Les panneaux à poser sur le sol vendus par Sunology sont ainsi bifaciaux.
L'orientation et l'inclinaison des panneaux est une question d'optimisation de la production, mais on a une véritable souplesse d'installation.
De plus, aujourd'hui de plus en plus de panneaux sont bifaciaux, cela signifie que même la face arrière produit : si elle est orientée vers le sol, est fait de l'électricité grâce à la luminosité réfléchie sur le sol, que l'on appelle l'albédo. Les panneaux à poser sur le sol vendus par Sunology sont ainsi bifaciaux.
L'orientation et l'inclinaison des panneaux est une question d'optimisation de la production, mais on a une véritable souplesse d'installation.
 |
| Station solaire Sunology posée sur des palettes dans un jardin © Christophe Magdelaine / www.notre-planete.info - Licence : CC BY-NC-ND |
Une installation de panneaux solaires fournit moins d'énergie que celle utilisée pour sa fabrication
FAUX
Et heureusement, sinon quel est l'intérêt ?
En France, un système PV utilisant des modules en silicium monocristallin fournit l'énergie qui a été nécessaire pour sa fabrication en moins de deux ans. Il est même passé en dessous de 1 an avec les dernières générations de panneaux, qui utilisent de moins en moins de matière, pour une puissance de plus en plus forte). Or un panneau dure plus de 40 ans. Un panneau fournit donc 40 fois plus d'énergie qu'il n'en consomme lors de sa fabrication. Ce ratio est donc excellent et place le photovoltaïque parmi les meilleures énergies.
En France, un système PV utilisant des modules en silicium monocristallin fournit l'énergie qui a été nécessaire pour sa fabrication en moins de deux ans. Il est même passé en dessous de 1 an avec les dernières générations de panneaux, qui utilisent de moins en moins de matière, pour une puissance de plus en plus forte). Or un panneau dure plus de 40 ans. Un panneau fournit donc 40 fois plus d'énergie qu'il n'en consomme lors de sa fabrication. Ce ratio est donc excellent et place le photovoltaïque parmi les meilleures énergies.
Un panneau solaire ne peut pas se recycler
FAUX
En masse, près de 95 % d'un module en fin de vie est valorisé. La filière est parfaitement organisée. Aujourd'hui on récupère le silicium (du verre et des cellules) pour en refaire du verre. Le cadre en aluminium (un autre matériau qui se recycle très bien). Le métal argent qui est utilisé pour les connexions électriques. Il ne reste que 5 % de matière non recyclée, mais l'amélioration continue.
En France, c'est l'éco-organisme SOREN qui se charge de collecter les panneaux usagés, et de les recycler. Faire recycler un panneau ne coûte rien à son propriétaire, quelle que soit la marque et l'origine du panneau, car une éco participation a été payée initialement pour financer la collecte, le tri et le recyclage.
La France est l'un de premier opérateur européen de cette activité de recyclage.
En France, c'est l'éco-organisme SOREN qui se charge de collecter les panneaux usagés, et de les recycler. Faire recycler un panneau ne coûte rien à son propriétaire, quelle que soit la marque et l'origine du panneau, car une éco participation a été payée initialement pour financer la collecte, le tri et le recyclage.
La France est l'un de premier opérateur européen de cette activité de recyclage.
Un système de panneaux solaires émet beaucoup de CO2
FAUX
Le solaire est l'une des sources d'électricité très faiblement émettrice de CO2 !
Une installation PV (sur toiture à base de panneaux en silicium monocristallin) émet en moyenne 43 gCO2eq/kWh. (Ce, en intégrant tout le cycle de vie, y compris si le panneau vient de Chine) C'est 16 à 33 x moins que les énergies fossiles. (Les centrales à énergie fossiles (à gaz, charbon ou fioul) émettent 500 à 1000 gCO2eq/kWh).
C'est 8 x moins que la moyenne des énergie électriques du réseau européen (les émissions moyennes du système électrique européen étaient de 231 gCO2eq/kWh en 2020). Non seulement le PV émet peu de CO2, mais, avec la prolongation de la durée de vie d'un panneau, et la perspective de fabrication de panneaux en Europe, les progrès techniques de fabrication font que ce ratio pourra encore s'améliorer en descendant jusqu'à ce ratio pourra encore s'améliorer en tombant à 15g puis 10 CO2eq/kWh !
Une installation PV (sur toiture à base de panneaux en silicium monocristallin) émet en moyenne 43 gCO2eq/kWh. (Ce, en intégrant tout le cycle de vie, y compris si le panneau vient de Chine) C'est 16 à 33 x moins que les énergies fossiles. (Les centrales à énergie fossiles (à gaz, charbon ou fioul) émettent 500 à 1000 gCO2eq/kWh).
C'est 8 x moins que la moyenne des énergie électriques du réseau européen (les émissions moyennes du système électrique européen étaient de 231 gCO2eq/kWh en 2020). Non seulement le PV émet peu de CO2, mais, avec la prolongation de la durée de vie d'un panneau, et la perspective de fabrication de panneaux en Europe, les progrès techniques de fabrication font que ce ratio pourra encore s'améliorer en descendant jusqu'à ce ratio pourra encore s'améliorer en tombant à 15g puis 10 CO2eq/kWh !
Une ferme de panneaux solaires dégrade les sols
FAUX
Les producteurs d'installation PV, à partir de panneaux installés au sol s'engagent à tout démonter à la fin du projet (dans 30 ou 40 ans) s'il n'est pas reconduit pour une nouvelle période (ce qui sera souvent fait en plaçant une nouvelle génération de panneaux). C'est assez simple car les supports sont généralement fixés sur des pieux battus ou vissés dans le sol (sans le moindre béton).
Toute grande installation PV au sol fait l'objet d'une étude d'impact environnemental préalablement à l'obtention de son permis de construire. Cette étude prend également en contact l'impact visuel du projet dans le paysage.
Les panneaux solaires demandent beaucoup d'entretien
FAUX
Parmi tous les moyens de production d'électricité, le photovoltaïque est celui qui demande le moins d'entretien : pas de mécanique, aucune pièce en mouvement, pas de carburant à apporter… etc.
De plus, un panneau solaire est plus solide qu'une fenêtre de toit, équivalent à un pare-brise d'automobile et plus solide que des tuiles. Pour autant des grêlons de plusieurs centimètres de diamètre peuvent les rendre hors d'usage.
C'est bien pour cela que nos satellites sont tous alimentés en électricité par des panneaux solaires (il n'est pas nécessaire d'envoyer un “astronaute de maintenance” tous les mois !) Mais aussi les balises en mer, les réémetteurs télécom en haute montagne, les refuges alpins, etc. Partout où il est difficile d'envoyer un technicien de maintenance, le photovoltaïque a été choisi avant tout pour sa simplicité d'entretien et sa robustesse. C'est aussi cette simplicité qui explique que les panneaux aient une garantie de 35 ans.
Par contre, dans une installation PV il y a aussi des onduleurs électroniques. Ils ont en général une durée de vie de 10 à 15 ans. Ils sont généralement contrôlés à distance et remplacés lorsque nécessaire.
De plus, un panneau solaire est plus solide qu'une fenêtre de toit, équivalent à un pare-brise d'automobile et plus solide que des tuiles. Pour autant des grêlons de plusieurs centimètres de diamètre peuvent les rendre hors d'usage.
C'est bien pour cela que nos satellites sont tous alimentés en électricité par des panneaux solaires (il n'est pas nécessaire d'envoyer un “astronaute de maintenance” tous les mois !) Mais aussi les balises en mer, les réémetteurs télécom en haute montagne, les refuges alpins, etc. Partout où il est difficile d'envoyer un technicien de maintenance, le photovoltaïque a été choisi avant tout pour sa simplicité d'entretien et sa robustesse. C'est aussi cette simplicité qui explique que les panneaux aient une garantie de 35 ans.
Par contre, dans une installation PV il y a aussi des onduleurs électroniques. Ils ont en général une durée de vie de 10 à 15 ans. Ils sont généralement contrôlés à distance et remplacés lorsque nécessaire.
Installer des panneaux solaires va grignoter de l'espace
 |
| Installation d'ombrières dotées de panneaux solaires photovoltaïques sur un parking de supermarché Carrefour © Christophe Magdelaine / www.notre-planete.info - Licence : Tous droits réservés |
VRAI mais en quantité limité
Prenons le cas de la France qui est en retard sur ses objectifs et qui a donc pour ambition de multiplier par 10 la puissance PV installée d'ici 2050 (annonce rappelée par le Président Macron lors de son discours à Belfort en 2022). Multiplier le parc installé par 10 revient à atteindre 100 à 130 GW installés en 2050. La production sera alors de 160 TWh/an, soit 25% de la conso totale d'électricité (qui sera de 640 TWh/an).
Quelle surface faudra-t-il pour honorer cet objectif ?
Si la moitié est installé sur des toitures et des parkings (avec des ombrières), l'autre moitié devra être installée au sol (c'est nécessaire pour atteindre l'objectif et pour produire une énergie très compétitive). Il faudrait donc installer 65 GW au sol, ce qui nécessite environ 60 000 ha.
60 000 ha c'est 0,2 % de la Surface Agricole Utile (SAU) sur 20 ans... soit un grignotage d'environ 3 000 ha/an, c'est près de 10 fois moins que les terres que l'on affecte chaque année à la construction de maisons (27 000 ha par an en moyenne de 2006 à 2016).
Quelle surface faudra-t-il pour honorer cet objectif ?
Si la moitié est installé sur des toitures et des parkings (avec des ombrières), l'autre moitié devra être installée au sol (c'est nécessaire pour atteindre l'objectif et pour produire une énergie très compétitive). Il faudrait donc installer 65 GW au sol, ce qui nécessite environ 60 000 ha.
60 000 ha c'est 0,2 % de la Surface Agricole Utile (SAU) sur 20 ans... soit un grignotage d'environ 3 000 ha/an, c'est près de 10 fois moins que les terres que l'on affecte chaque année à la construction de maisons (27 000 ha par an en moyenne de 2006 à 2016).
Les panneaux solaires sont fabriqués en Chine
VRAI
Comme une grande partie des appareils électriques que nous avons dans notre logement : du portable, au lave-linge en passant par la télé...
C'est le résultat d'un manque de clairvoyance politique en France. Pendant que la France tergiversait, la Chine s'est engagée et est devenue le leader mondial des énergies renouvelables.
Heureusement, ce n'est pas inéluctable : des projets de Giga Usines de production de panneaux solaires en France sont de nouveau à l'étude. C'est économiquement intéressant car le surcoût d'une main d'œuvre européenne (par rapport à la main d'œuvre chinoise) est compensé par la réduction des coûts de transport.
De plus, les compétences ne manquent pas en France :
C'est le résultat d'un manque de clairvoyance politique en France. Pendant que la France tergiversait, la Chine s'est engagée et est devenue le leader mondial des énergies renouvelables.
Heureusement, ce n'est pas inéluctable : des projets de Giga Usines de production de panneaux solaires en France sont de nouveau à l'étude. C'est économiquement intéressant car le surcoût d'une main d'œuvre européenne (par rapport à la main d'œuvre chinoise) est compensé par la réduction des coûts de transport.
De plus, les compétences ne manquent pas en France :
- Une R&D de haut niveau à l'INES
- Des champions des semi-conducteur (STM)
- Des champions de la conversion d'énergie (Schneider)
- Des industriels du Verre Saint-Gobain
- De grandes compétences en ingénierie industrielle.
© Christophe MAGDELAINE pour notre-planete.info
Partager en 1 clic :
Imprimer ou télécharger en PDF cet article :
Aucun commentaire :
Enregistrer un commentaire