L'énergie solaire photovoltaïque est-elle une véritable énergie verte ?
L’énergie solaire est captée sous plusieurs formes : énergie solaire thermique, énergie solaire thermodynamique et ce qui nous intéresse ici, l’énergie solaire photovoltaïque.
Et plus précisément, les panneaux photovoltaïques à base de silicium cristallin (95% des panneaux)
Il s’agit bien de l’énergie que l’on peut “tous” produire chez soi et qui nous fournit en électricité à l’aide de ces panneaux.
Ce renouvelable a mauvaise réputation ! Fabrication polluante, énergie intermittente, prix élevé… Cette énergie est-elle vraiment verte ? Vaut-elle mieux que l’énergie éolienne ou hydraulique ? Nous allons le découvrir dans cet article !
Histoire et répartition de l'énergie solaire photovoltaïque en France et dans le monde
les prémices du solaire remontent à l’année 1878 et relevaient de la combinaison d’un réflecteur solaire et une machine à vapeur. La première cellule photovoltaïque, quant à elle, fût créee en 1954, date de départ de la naissance des panneaux photovoltaïque de notre ère. C’est donc une énergie plutôt ancienne et toujours en amélioration encore aujourd’hui. Toujours dans une optique de rentabilité et, plus récemment, de réduction de l’impact environnemental.
La France occupe le top 10 de la production d’énergie photovoltaïque avec pour 2018, 2% de l’énergie mondiale et 10.5 TWh de production.
Avec la forte augmentation de l’électricité ces dernières années et les lois mises en applications pour respecter les accords du GIEC, la production française serait passée à 13TWh et plus de 600 000 installations photovoltaïques en 2022 (+20% par rapport à 2021). Cela représente environ 3% de la consommation électrique annuelle.
Pourtant, la France est en retard par rapport à ses voisins !
La Chine, quant à elle, redouble d’effort pour convertir son énergie très carbonée (charbon) grâce à l’énergie solaire et éolienne avec des augmentations de + 87,41 Gigawatts d’installation photovoltaïque ! (+60% par rapport à 2021) Pour un des plus grands pays du monde et surtout, pour le plus polluant, c’est une avancée majeure, le charbon étant l’énergie la plus polluante.
Beaucoup d’efforts sur les nouvelles énergies ont été mises en oeuvre ces dernières années, or, les énergies renouvelables ne sont pas sans impact environnemental, le mix énergétique et la sobriété restera notre meilleur atout pour le monde de demain.
Energie grise des panneaux photovoltaïques
Si les panneaux photovoltaïques sont censés être recyclables à environ 90% de leur masse et qu’ils ne polluent pas durant leur phase de fonctionnement, l’énergie grise émise, elle, est aussi très importante.
Pour rappel, qu’est ce que l’énergie grise ? L’énergie grise est une énergie invisible qui implique toutes les phases de vie d’un produit. Energie utilisée pour la fabrication, le transport, le recyclage… Tout ce qui pollue en dehors de la phase active du produit.
Afin d’obtenir le composant principal des panneaux, le silicium cristallin, il faudra d’abord transformer la silice à l’aide de différents composants chimiques très nocifs et polluants : ammoniaque, acide sulfurique, acétone… Un cocktail de poison pour l’environnement.
La transformation consommera aussi énormément d’énergie. La production du silicium cristallin nécessite également une quantité d’eau non négligeable.
→ Il faudrait environ 2 à 3 ans pour que le panneau photovoltaïque rentabilise sa propre consommation d’énergie.
Un défaut arrive quant à sa production d’énergie : 10% de perte au bout de 10 ans et environ 20% au bout de 25ans. La rentabilité reste présente mais elle n’est pas optimale durant toute sa durée de vie.
Malgré une énergie grise importante comparée à ses homologues du renouvelable (découvrez comment l’éolien “fait mieux” ici.)
→ L’énergie solaire photovoltaïque atteint les 48g de CO2 eq/kWh.
→ Plus de 1000g pour le charbon, 840g pour le pétrole mais aussi 8g seulement pour l’énergie marine. Alors, comme beaucoup de tentative d’alternative écologique, au même titre que la voiture électrique : Oui, c’est loin d’être parfait, oui, ça reste polluant mais oui, c’est beaucoup mieux que des énergies fossiles écocides.
Quel impact à l'énergie solaire photovoltaïque sur la biodiversité et les espaces naturels ?
Sur ce point, l’impact des centrales solaires est mitigé.
Il peut avoir un effet positif par l’arrivée d’insectes et donc faire proliférer certaines espèces de l’avifaune dans certains cas spécifiques. À l’opposé, les parcs solaires clôturés vont entrainer la migration de la faune terrestre, dans d’autres cas, cela aura un effet de réserve.
L’ensoleillement sur ces zones va aussi déclencher l’arrivée de certains pollinisateurs. À l’opposé, l’ombrage des panneaux va provoquer la disparition de certains insectes.
Du positif parfois, du négatif aussi. L’installation de grands parcs solaire photovoltaïque a un impact sur les habitats naturels non négligeable. Selon les zones d’implantations, la taille du parc ou ce qu’il a fallu “raser” ou non pour la création, cela aura un impact positif ou négatif chez les différentes espèces et la végétation.
Les parcs solaires profiteront aux plantes communes tandis que la végétation d’origine aura parfois du mal à revenir comme dans la plus grande centrale solaire de France située en Gironde. Des techniques comme le fauchage tardif pourront être mise en place, cependant il faudra éviter de construire de trop grandes centrales solaires pour ne pas affecter l’environnement et sa biodiversité. De préférence en zone déjà artificialisée, sur des toitures, des parkings… Recommande le représentant de la LPO, Geoffroy Marx.
Fabrication et recyclage des panneaux photovoltaïques
Une des causes de la pollution des panneaux photovoltaïques est son lieu de fabrication.
La Chine comptait pour 70% de la production mondiale en 2021. La France quant à elle dispose de quelques zones de productions : Alsace avec Voltec Solar, Nantes avec Systovi et enfin Marseille avec Spring.
Pourquoi on produit autant de panneaux en Chine ?
Ces dix dernières années, le principal producteur de silicium est la Chine : 71% de la production mondiale.
Le silicium étant un élément abondant sur terre, particulièrement en Chine !
→ Précision : au contraire de ce que l’on pourrait penser, la fabrication d’un panneau n’utilise pas de terres rares.
Réellement présente sur le marché depuis une vingtaine d’années, la Chine est à la pointe en ce qui concerne le savoir faire dans la conception des panneaux photovoltaïque.
Le marché du panneau solaire se trouve donc en Chine. Les alternatives françaises sont de qualité mais encore peu présentes et par conséquent, plus onéreuses (+30%).
Afin de réduire l’énergie grise consommée par les panneaux photovoltaïque, il faut favoriser les panneaux de production locale française ou européenne, l’impact carbone du transport s’en verra grandement réduit. Hélas, la silice provient la plupart du temps de Chine quand même.
On réduit aussi l’impact carbone à la fabrication : même si la Chine s’améliore en énergie renouvelable, la production de panneaux à base d’énergie fossile (charbon) est fortement polluante. À l’opposé, la France utilise une énergie peu carbonée en majorité.
Avant de parler recyclage, parlons de la durée de vie d’un panneau.
Même s’il n’est pas efficace à 100% de ses capacités, tout au long de sa vie, un panneau photovoltaïque n’est pas à jeter sous prétexte qu’il a perdu 20% de son efficacité.
Il peut être réutilisé dans d’autres domaines ne nécessitant pas d’un rendement optimal.
Il pourrait facilement être réutilisé pour un besoin en énergie inférieur comme une habitation plus petite ou pour une association en don. Pour cela, un organisme à but non lucratif existe en France : SOREN. Celui ci est financé par l’écoparticipation. Il dispose de nombreux points de collecte.
On croit à tort qu’un panneau photovoltaïque dure le temps d’une garantie, en moyenne 15ans. Or, un panneau de qualité durera minimum 30 ans et dépassera même 40ans s’il est bien entretenu.
Quelles parties des panneaux sont recyclables ?
En fin de vie, après réemploi ou casse vient le recyclage : C’est entre 90 et 95% du panneau qui est recyclable.
80% du panneau est composé de verre → Recyclable à l’infini.
Les cellules photovoltaïques/ Silicium cristallin → Réutilisées 4 fois.
Cadre en aluminium → Recyclable à l’infini.
Cuivre et argent → Fondus, infini également.
Plastique (en faible pourcentage) → Non recyclé : brûlé ou en granulé ❌
Des problèmes à long terme ?
Recyclable certes mais les méthodes utilisées viennent alourdir le bilan de l’énergie grise tout de même.
→ De plus, si l’énergie solaire photovoltaïque devient plus présente en France, aurons-nous les moyens de traiter autant de panneaux en fin de vie ?
Selon des études de l’agence internationale des énergies renouvelables IRENA, il a été estimé qu’en 2050 le monde produirait plus de 60 millions de tonnes de déchets dues aux panneaux photovoltaïques. En 2030, la France devra recycler 45 000 tonnes de panneaux dans le meilleur scenario et 2 millions dans le monde.
Les procédés de recyclage doivent progresser vers des méthodes les plus écologiques possible. Mais le problème principal reste la capacité de recyclage, tout comme les moteurs de véhicules électriques, les constructeurs de panneaux photovoltaïques sont aujourd’hui dans l’obligation de les faire recycler. Comme présenté plus haut, c’est SOREN qui s’occupe de cela en France.
En conlusion :
La France doit passer aux énergies renouvelables et surtout exclure les énergies fossiles de son mix énergétique. L’énergie solaire photovoltaïque n’est pas une mauvaise solution, la composition d’un panneau a un fort taux de recyclabilité et son utilisation est garantie dans le temps. L’énergie solaire photovoltaïque n’est pas la meilleure pour son coût en CO2 mais elle reste une énergie recommandable aux profits du charbon ou autres énergies polluantes.
Plusieurs conditions sont tout de même à respecter :
→ Respecter un accroissement du renouvelable par accord politique c’est bien mais il ne faut pas surproduire au détriment des zones naturelles ou de notre capacité à recycler les panneaux en fin de vie. La sobriété doit primer sur la productivité.
→ Le taux de recyclage est bon mais on doit continuer de rechercher des moyens plus respectueux de l’environnement pour le procédé utilisé, y compris pour sa fabrication.
→ Produire un maximum local est une bonne chose mais cela n’arrange pas la provenance de l’apport de la matière première (silice).
→ Sensibiliser aux solutions pour réutiliser et ne pas “jeter” des panneaux encore efficaces à 80%.
Enfin, le solaire est une bonne énergie, inépuisable mais la France doit composée avec un mix énergétique rationnel et se concentrer sur une sensibilisation à la sobriété.
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Sources article → Impact panneau solaire sur l’Environnement : Dossier otovo.fr 2- Les panneaux photovoltaïque sont ils recyclable ? decrypterlenergie.org 3- L’impact des parcs photovoltaïque en zone naturelle : actu-environnement.com 4- La Chine et les panneaux solaires : revolution-energetique.com 5- l’énergie solaire en France : climates.electra.com