Photovoltaïque : le vrai du faux en 2023

L’énergie photovoltaïque a fait des progrès fulgurants durant les 10 dernières années. Leur rendement s’est accru de 25% et leur prix a été divisé par…10 ! Cela bouleverse le rôle que peut tenir le photovoltaïque dans la transition énergétique.

De nombreux décideurs n’avaient pas vu venir ces progrès et, dans les débats actuels, on constate qu’ils sont encore nombreux à ne pas avoir pris en compte les données réelles du photovoltaïque d’aujourd’hui : ils utilisent encore de nombreux arguments qui n’ont plus lieu d’être au sujet de cette énergie.

Il est temps de distinguer le vrai du faux !

Bienvenue dans le podcast de UNITe, le podcast dédié aux énergies vertes.

(Ceci est le transcript du podcast UNITe sur l’électricité verte)

Notre expert : Stéphane Maureau

Stéphane MAUREAU travaille dans les énergies renouvelables depuis 1990, est ingénieur de formation et Directeur Général de UNITe. Dans cette interview, il nous apportera son regard sur les fausses vérités et les vrais problèmes du photovoltaïque en France.

L’interview

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Le vrai du faux en photovoltaïque :

Au sujet de la Fabrication des panneaux photovoltaïques :

Les modules / panneaux photovoltaïques utiliseraient des terres rares ?

Faux

Les modules photovoltaïques utilisés aujourd’hui ne contiennent pas de terres rares.

Le composant principal est le silicium : il sert à faire les cellules photovoltaïques, qui sont prises en sandwich entre 2 plaques de verre. Le verre est lui même également conçu avec… du silicium.

Nous vous confirmons qu’il n’y a aucune terre rare dans le photovoltaïque !

Il y aura bientôt une pénurie de silicium ?

Faux

Le silicium, le 2ème atome le plus présent sur terre (juste après l’oxygène), et facile d’accès (partout dans le croûte terrestre).

Il n’y a pas de pénurie de silicium et il n’y en aura pas. Il n’y a pas de pénurie de matière première. Parfois, en raison de la forte croissance de la demande, il y a des demandes supérieures à la capacité des usines qui purifient le silicium. C’est une problématique temporaire, rapidement résolue par l’augmentation de capacité de ces usines.

La rareté des matériaux n’est donc pas un frein pour le déploiement du photovoltaïque à grande échelle.

Au sujet de l’intérêt économique du photovoltaïque et des panneaux solaires :

Le photovoltaïque, c’est cher et non compétitif 

Ce n’est plus vrai du tout

C’était vrai il y a 10 ans et encore plus il y a 20 ans. Pendant 20 ans, les pays qui ont compris le potentiel de baisse des prix de cette énergie ont subventionné le solaire pour “booster” le marché, faire grossir les industries et donc faire baisser les prix.

Le Japon, l’Allemagne, la Chine, les Etat Unis ont suivi cette démarche et cela a porté ses fruits :

De 2012 à 2022, les prix du photovoltaïque ont été divisés par 10 (et ils avaient déjà été divisés par 10 dans la décennie précédente).

Les prix des panneaux photovoltaïques ont donc été divisés par 100 en 20 ans !

Le rendement qui était de 10% dans les années 1970, est de 24% aujourd’hui et atteindra 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 35 ans, avec moins de ½ % de perte de puissance par an ! Dans 35 ans, le panneau fonctionnera encore et aura plus de 82% de la Puissance initiale ! Quel autre produit industriel à une telle durée de vie et une telle garantie ?

Le métier d’exploitation de centrale photovoltaïque s’est fortement professionnalisé en 20 ans.

En conséquence de tous ces progrès, le prix de l’électricité photovoltaïque a diminué de manière spectaculaire. Le solaire photovoltaïque est maintenant compétitif par rapport aux autres sources d’énergie électrique, et l’électricité solaire coûte entre 5 centimes le kWh (50 € / MWh pour une grande centrale au sol) et 16 centimes (160 € / MWh) pour une petite installation en toiture.

Le nucléaire des centrales de dernière génération est de plus de 10 centimes par kWh (100 € / MWh)

L’électricité solaire est donc désormais compétitive, y compris par rapport au nucléaire.

Et ce n’est pas fini, la baisse des coûts du solaire va continuer.

L’electricité photovoltaïque est une énergie intéressante économiquement

Est-ce que le photovoltaïque coûte une fortune en subvention ? Est-ce que l’énergie solaire demande beaucoup d’aides publiques ?

Ce n’est plus vrai du tout

Développer les énergies renouvelables a coûté de l’argent public, le temps d’aider le marché à décoller, jusqu’à ce que ces énergies deviennent compétitives.

Aujourd’hui les énergies solaire sont compétitives !

D’ailleurs, aujourd’hui, ce sont les énergies renouvelables qui apportent des recettes à l’Etat et non l’inverse.

Selon la CRE (Commission de Régulation de l’Energie), les montants sont très importants : une contribution cumulée de 30,9 Md€ au titre de 2022 et 2023 (Recettes pour le budget de l’Etat, dans les conditions actuelles, pour l’ensemble  des filières d’énergies renouvelables en métropole continentale)

Les filières contributives sont, par ordre d’importance : l’éolien terrestre, le photovoltaïque à hauteur, 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 photovoltaïque ne rapporterait 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.

Un parc photovoltaïque sur une commune permet de baisser les impôts locaux ou de financer des projets sans solliciter les contribuables !

En France, le photovoltaïque ne produirait rien par temps couvert et en hiver ? (ou presque rien)

Faux

Un panneau produit plus en été par beau temps qu’en hiver par temps nuageux, c’est une évidence. Cependant, un panneau photovoltaïque 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 fonctionnent été comme hiver.

En moyenne en France, 5 m² de panneaux solaires produisent 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).

Bien que l’on ne soit qu’au début des installations, en 2021 le solaire photovoltaïque a fourni 3% de l’énergie électrique consommée en France (contre 2,8 % en 2020).

(3% = 14,3 TWh)

Les panneaux solaires ne fonctionnent que s’ils sont exactement orientés plein Sud ?

Faux

Un panneau produit le maximum annuel s’il est orienté plein sud. Mais il ne perd que quelques pourcents s’il est orienté sud-est ou sud-ouest.

Aujourd’hui les panneaux sont bifaciaux, cela signifie que même la face arrière produit de l’énergie : si elle est orientée vers le sol, elle émettra de l’électricité grâce à la luminosité réfléchie sur le sol (que l’on appelle l’albédo).

L’orientation et l’inclinaison des panneaux est une question d’optimisation de la production, mais on a une véritable souplesse d’installation.

Au sujet de la pertinence environnementale de l’énergie solaire :

Une installation photovoltaïque fournit-elle plus d’énergie que ce qui a été consommé pour sa fabrication ?

Oui ! Beaucoup beaucoup plus ! Et depuis des années !

En France, un système photovoltaïque (utilisant des modules en silicium monocristallin) remboursera l’énergie qui a été nécessaire pour sa fabrication en moins de 2 ans.

Ce délais 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 solaire dure plus de 40 ans. Ce ratio est donc excellent et place le photovoltaïque parmi les meilleures énergies.

Un panneau photovoltaïque pollue et ne se recycle pas ?

Faux et archi 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. Les cadres sont conçus en aluminium (un autre matériau qui se recycle très bien).

Il ne reste que 5% de matière non recyclée, mais l’amélioration continue.

Le recyclage est parfaitement organisé : l’éco-organisme SOREN 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 même l’un des premiers opérateurs européen de cette activité de recyclage.

Un système photovoltaïque émet beaucoup de CO2 ?

Faux

Le solaire est l’une des sources d’électricité très faiblement émettrice de CO2 !

Une installation photovoltaïque (sur toiture à base de panneaux en silicium monocristallin) émet en moyenne 30g de CO2 par equivalent kWh (en intégrant tout le cycle de vie, y compris si le panneau vient de Chine).

C’est 16 à 33 fois moins que les énergies fossiles (les centrales à énergie fossiles, à gaz, charbon ou fioul, émettent 500 à 1000g de CO2 par équivalent kWh).

C’est 8 fois moins que la moyenne des énergies électriques du réseau européen (les émissions moyennes du système électrique européen étaient de 231g de CO2 par equivalent kWh en 2020.

Non seulement le photovoltaïque 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 tombant à 15g puis 10g de CO2 par equivalent kWh !

Bref : le photovoltaïque est l’une des meilleures solutions pour produire de l’électricité décarbonée

Une installation photovoltaïque au sol dégraderait les sols ?

Faux !

Les producteurs d’installation photovoltaïque 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).

Le démontage est assez simple car les supports sont généralement fixés sur des pieux battus ou vissés dans le sol (sans le moindre béton).

Soulignons que toute grande installation photovoltaïque au sol fait l’objet d’une étude d’impact environnemental préalablement à l’obtention de son permis de construire !

Le photovoltaïque au sol c’est visuellement hideux

Tout est relatif !

Ce n’est certes pas invisible, mais c’est souvent très discret : de nombreuses personnes roulent chaque matin à côté d’un champ de panneaux solaires sans même le savoir. Souvent des haies installées à la périphérie du site cachent les installations au sol. Comme le long d’une autoroute par exemple.

En tous cas, les installations ne sont pas en hauteur, elles ne font pas de bruit… l’impact visuel est souvent très limité.

Plus limité par exemple qu’une centrale au charbon, une centrale nucléaire, etc… .

A noter : l’étude d’impact prend en compte l’impact visuel lors de la conception du projet.

Au sujet de l’exploitation des centrales

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.

C’est bien pour cela que nos satellites sont tous électrifiés par panneaux solaires (il n’est pas nécessaire d’envoyer un “astronaute de maintenance” tous les mois !) C’est le cas également pour 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.

C’est aussi cette simplicité qui explique que les panneaux aient une garantie de 35 ans.

Cependant, dans une installation photovoltaïque il y a aussi des onduleurs électroniques. Ils ont en général une durée de vie de 10 à 15 ans. Ils sont le plus souvent contrôlés à distance et remplacés lorsque nécessaire….

En bref de l’entretien oui, mais beaucoup moins que les autres moyens de production d’électricité.

Un panneau solaire, c’est fragile ?

Faux.

C’est plus solide qu’une fenêtre de toit. C’est équivalent à un pare-brise d’automobile… et plus solide que des tuiles.

Bref, ce n’est pas incassable, mais ce n’est pas fragile.

Au sujet de la vision à l’échelle Française, à moyen terme

La France est en retard sur ses objectifs en photovoltaïque

C’est Vrai, malheureusement

La programmation pluriannuelle de l’énergie prévoit 20 GW (Gigawatts) installés en 2023 et entre 35 et 44 GW en 2028. En septembre 2021, 13,2 GW étaient raccordés, soit 66% de l’objectif 2023.

La France est le seul pays de l’UE en retard sur ses engagements.

Le rattrapage du retard coûtera 500 Millions d’Euros au Gvt français (et donc au contribuable)

La France annonce qu’elle veut accélérer et changer d’échelle et développer plus de « fermes solaires ».

Une ferme solaire, c’est du photovoltaïque sur une ferme agricole ?

Non

Cette expression vient d’une traduction littérale de l’anglais « photovoltaïc farm ».  Un ferme photovoltaïque est tout simplement une installation de panneaux photovoltaïques, au sol, sur un grand terrain, pour produire de l’électricité. En bon français on devrait dire une « centrale photovoltaïque ».

Développer plus de fermes solaires, c’est développer plus d’installations de grande surface…

A ce sujet, on dit que les surfaces nécessaires seraient hallucinantes

Faux

Ayons les ordres de grandeur en tête :

La France à l’ambition  de multiplier par 10 la puissance photovoltaïque installée d’ici 2050 (annonce rappelée par le pendant le discours de 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 alors de 640 TWh/an)

Si la moitié de cette production est installée sur des toitures, des parkings, l’autre moitié devra être installée au sol (c’est nécessaire pour atteindre l’objectif et pour produire une énergie très compétitive).

Quelle surface faudra-t-il ? 0,2% de la Superficie agricole utilisée (SAU)

Il faudrait donc installer 65 GW au sol ? Cela demanderait environ 60 000 ha, soit seulement 0,2% de la Superficie agricole utilisée (SAU), soit 2 millièmes des terres agricoles (La SAU totale de la France est de 29 millions d’ha).

Et on ferait cela en 22 ans (d’aujourd’hui à 2055), il faudrait donc trouver 2 700 ha/an  (60 000 / 22 = env 2727)

Pour avoir un point de repère : C’est 10 fois moins que les terres que l’on affecte chaque année à la construction de maisons (27 000 ha par an en moyenne sur 2006-2016)

La production d’une part importante de notre électricité par énergie solaire ne demande pas des surfaces hallucinantes.

Non, nous n’aurons pas de choix cornélien à faire entre souveraineté énergétique et souveraineté alimentaire !

Les énergies renouvelables seraient un risque pour la stabilité du réseau électrique ?

Faux

Pour l’instant le photovoltaïque produit environ 3% du mix électrique. L’objectif est de monter à 25% d’ici à 2050. Cela ne fera pas courir de risque sur la stabilité du réseau.

Et c’est RTE qui le dit : RTE est le gestionnaire du réseau de transport d’électricité, chagé notamment d’assurer la stabilité du réseau à moyen et long terme.

Par ailleurs, RTE souligne aussi qu’il est indispensable d’accélérer le développement des énergies renouvelables pour répondre à la croissance de la demande d’électricité en France (quelle que soit la part qui serait produite par le nucléaire.)

Pour aller au-delà de 25%, après 2050, il faudra sans doute continuer d’améliorer nos solutions de flexibilité et de stockage.  Des travaux sont déjà en cours, mais il n’y a aucune raison de ne pas accélérer jusqu’en 2050.

Les panneaux solaires sont fabriqués en Chine

C’est vrai… tout comme votre téléphone portable.

C’est vrai et c’est regrettable : avant le moratoire de 2011 des projets industriels étaient en préparation. Les tergiversations françaises les ont fait renoncer… Lorsque nous nous sommes arrêtés, les chinois ont accéléré. Ils ont eu raison.

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 tout à fait possible, 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.

Et on a toutes les compétences pour réussir une industrie photovoltaïque 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 grande compétence en ingénierie industrielle.

Plusieurs projets de construction d’usines en France et en Europe sont en cours. 

Mais alors le photovoltaïque contribue-t-il ou non à notre indépendance énergétique ?

Oui !

Il faut bien distinguer l’usine et le carburant !

Lorsqu’un panneau est installé, (d’où qu’il vienne) il va produire de l’électricité, là où il est installé, pendant 40 ans, sans que l’on n’ait rien à importer (ni gaz, niche charbon, ni uranium…)

Le « carburant » est le rayonnement solaire. Aucun pays ne peut ne couper ce robinet-là. Donc même avec des panneaux importés, le solaire contribue à notre indépendance.

Et ce sera encore plus vrai, encore plus satisfaisant, lorsque nous produirons les panneaux en France…

Donc oui, le photovoltaïque contribue à notre indépendance énergétique 

Ajoutons que :

• Le photovoltaïque peut se mettre en œuvre très vite si on le souhaite, au cœur des territoires
• Le photovoltaïque contribue aussi la baisse des prix de l’électricité donc au pouvoir d’achat des consommateurs et à la compétitivité de notre économie
• Le photovoltaïque contribue à la décarbonation de notre énergie
• Le photovoltaïque peut apporter des services utiles au monde agricole
• Le photovoltaïque contribuera certainement à la réindustrialisation de la France

Le photovoltaïque est l’une de plus belle raison d’être optimistes face aux défis actuels : Il faut que nous nous y engagions de manière unie, avec enthousiasme…

Il est urgent d’évacuer les arguments faux ou surannés et les polémiques stériles.