Le solaire : une énergie propre et illimitée au service de la revalorisation du territoire
L’énergie solaire permet de fabriquer de l’électricité à partir de panneaux photovoltaïques ou de centrales solaires thermiques en captant la lumière du soleil. Inépuisables, les énergies solaires sont également peu émettrices de GES. Pour exemple, le photovoltaïque émet, en moyenne, entre 25 et 45g de CO2 par kWh1 (selon les technologies employées et le pays de fabrication) en comparaison du charbon (1060g / kWh), du fioul (730g / kWh) ou du gaz naturel (418g / kWh)2. D’un point de vue technique, le déploiement d’installations de panneaux photovoltaïques se fait assez rapidement et permet de produire une capacité énergétique très satisfaisante à un coût abordable (20$ en moyenne le mégawattheure dans les zones du globe fortement ensoleillées)3. D’après l’IEA (International Energy Agency), les énergies renouvelables devraient se positionner comme les premières sources d’électricité d’ici 2025 avec, en tête de liste parmi elles ; le solaire ! 4
Sommaire
- La Technologique photovoltaïque devenue incontournable sur le marché des énergies solaires
- Potentiel économique et écologique du solaire au sein de l’Hexagone ou comment valoriser le foncier tout en réutilisant des sols déjà artificialisés
- Les filières de recyclage des panneaux solaires photovoltaïques en nette progression malgré des efforts à consolider
- Le Projet de loi relatif à l'accélération de la production d'énergies renouvelables souhaite multiplier par dix la capacité de production d’énergie solaire d’ici à 2050
- Les avantages de l'agrivoltaïsme pour une agriculture plus durable
La technologie photovoltaïque devenue incontournable sur le marché des énergies solaires
Si les technologies solaires thermiques et thermodynamiques ont fait leurs preuves, elles semblent rester marginales dans le mix énergétique européen contrairement au photovoltaïque qui a su tirer son épingle du jeu.
Les fermes solaires photovoltaïques captent ainsi les rayons du soleil grâce à un agencement de panneaux installés en rangés et reliés entre eux. Le silicium contenu dans les panneaux réagit sous l’effet de la lumière en libérant des électrons pour créer un courant électrique continu. Un ondulateur le transforme en courant alternatif pour qu’il puisse être facilement transposé dans les lignes à moyenne tension du réseau.
Tout comme les fermes solaires, les ombrières solaires placées sur des abris de parking ou sur les toitures utilisent le même principe et permettent ainsi de produire une électricité propre et à faible coût.
En France, la filière connait une croissance exponentielle dans les années 2000 avec la mise en place de nombreuses subventions. En 2021, Elle fournit 2,9 % de la production nationale d'électricité et couvre, au premier trimestre de cette même année, 10,7% des besoins de la Corse, 8,6 % de la Nouvelle-Aquitaine et 7,4 % de l’Occitanie.5
En 2021, la France serait au cinquième rang des producteurs européens d'électricité photovoltaïque derrière l'Allemagne, l'Espagne, les Pays-Bas et la Pologne.6 « La puissance photovoltaïque installée a progressé de 26 % en 2021 au sein de l’hexagone et se concentre à 58 % dans les trois régions les plus méridionales ».7
Un classement évolutif sur ces vingt dernières années avec l’Allemagne qui se démarque largement comme champion européen dans le domaine.
Potentiel économique et écologique du solaire au sein de l’Hexagone ou comment valoriser le foncier tout en réutilisant des sols déjà artificialisés
L’intérêt de l’énergie solaire photovoltaïque et des fermes solaires est qu’elles permettent de revaloriser certaines friches industrielles délaissées. L’idée étant de donner la priorité à des zones déjà artificialisées telles que les parkings.
En 2018, l’ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) a répertorié 17 764 friches et parkings possiblement aménageables en France avec un potentiel total de production de 53 GWc, ce qui équivaut à la production de neuf réacteurs nucléaires et à la moitié de l’objectif fixé par la France pour 2050. 8
« Pour comparaison, les toitures représentent un potentiel de 364 GWc et la puissance installée dans le pays la même année était de 8,7 GWc. Le potentiel le plus important se trouve près de zones urbaines, particulièrement en Île-de-France et en Gironde. Les sites les plus nombreux dans l'inventaire identifié sont, par ordre décroissant, les dépôts d’hydrocarbures, les terrains désaffectés ayant abrité des activités commerciales, artisanales ou d’industrie mécanique, et les anciens dépôts de déchets. » 9
L’étude de l’ADEME a été corroborée par la revue Nature l’année suivante en plaçant l’Europe de l’Ouest comme une zone à fort potentiel photovoltaïque pour les investisseurs souhaitant diversifier leur patrimoine foncier dans des tiers-lieux. « Si tous les toits de l’Union européenne adaptés étaient équipés de systèmes photovoltaïques, 680 térawattheures (TWh) d’énergie solaire pourraient être produits. Cela représenterait 24,4 % de la consommation actuelle d’électricité des États membres de l’Union européenne ».10
En 2019 toujours, le Cerema (centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement) dresse un rapport s’attardant uniquement sur les zones où les enjeux de biodiversité sont limités au sein de la seule région PACA. Le rapport prend en compte terrains militaires, friches industrielles et agricoles, anciennes gares de triage et bases de travaux de la SNCF.11 On y découvre un potentiel de 11 GW de puissance supplémentaire : de quoi doubler la puissance totale installée en France qui était de 9,4 GW sur cette période.12
Les filières de recyclage des panneaux solaires photovoltaïques en nette progression malgré des efforts à consolider
S’il est vrai qu’une cellule photovoltaïque est constituée de matériaux dont l’extraction n’est pas neutre d’un point de vue sociétal comme environnemental, certaines idées reçues restent à déconstruire. Tout d’abord, la grande majorité des panneaux solaires photovoltaïques ne contiennent pas de terres rares, ces métaux précieux utilisés dans la fabrication des smartphones, tablettes, mais aussi dans les centrales nucléaires et à charbon, et dont l’extraction et le raffinage sont très polluants. 13
Pour aller plus loin : 10 idées reçues sur les énergies solaires
Ensuite, les matériaux contenus dans les panneaux ont une durée vie moyenne de trente ans et sont recyclables à 90% (pour exemple : un réfrigérateur actuel ne l’est qu’à 70%). Le verre, les plastiques, l’aluminium, le silicium, l’argent, le cuivre et autres semi-conducteurs, peuvent être récupérés et recyclés par les filières spécialisées.
Très peu d’installations sont aujourd’hui arrivées à obsolescence étant donné l’âge moyen du parc solaire dans le monde cependant, les constructeurs ont normalement pour obligation de récupérer les panneaux usagés pour les revaloriser (obligatoire en France).
Si le verre et l’aluminium se montrent assez facile à récupérer (plus de 80% de la masse d’un panneau solaire), le silicium et l’argent, plus lourds, restent encore difficiles à réutiliser. De plus, valoriser ne signifie pas forcément recycler.
Le verre est souvent récupéré pour être transformé en fibre de verre et perd en valeur. Il en va de même des polymères qui deviennent souvent des combustibles. Aujourd’hui, il n’est donc pas encore possible de créer un nouveau panneau solaire à partir d’un ancien.
Cependant, de jolies initiatives ont pu voir le jour afin d’améliorer le potentiel de recyclage de la filière. Le 22 septembre 2022, l'entreprise d'insertion ENVIE 2E Aquitaine inaugurait la première ligne de réemploi et de traitement de panneaux photovoltaïques en Europe. Au lieu de broyer les panneaux, l'organisme propose d'utiliser une technologie de « délamination » importée du Japon. Cette technologie permet de découper le panneau photovoltaïque et de séparer la couche de verre de ses composants métalliques afin de mieux revaloriser les matériaux (95%).
« Le volume cumulé de panneaux en fin de vie dans le monde était estimé fin 2016 entre 43 500 et 250 000 tonnes. Cela représente 0,1 % à 0,6 % du volume de panneaux photovoltaïques installés. En prenant une durée de vie moyenne de 30 ans, le volume cumulé de panneaux à recycler commencera à être important à partir de 2030, où il représentera environ 35 fois le volume de 2016. En 2050, il pourrait dépasser les 60 millions de tonnes, dont plus de la moitié en Chine, aux États-Unis, au Japon et en Inde. À titre de comparaison, le volume de déchets électriques et électroniques pour la seule année 2014 était de près de 42 millions de tonnes dans le monde. » 14
Il est donc légitime de penser que de nombreux leviers d’amélioration sont encore à activer pour que la filière soit aujourd’hui exemplaire dans le monde. En 2012, l’UE a mis en place une directive sur les déchets électriques et impose aux fabricants de panneaux photovoltaïques de réaliser à leurs frais la collecte et le recyclage de leurs produits. « Cette directive fixe un objectif minimal de collecte de « 65 % du poids moyen de tous les équipements électriques et électroniques mis sur le marché au cours des trois années précédentes dans l’État membre concerné, ou de 85 % des déchets d’équipements électriques et électroniques produits, en poids, sur le territoire dudit État membre ».15
Le Projet de loi relatif à l'accélération de la production d'énergies renouvelables souhaite multiplier par dix la capacité de production d’énergie solaire d’ici à 2050
En 2020, la France a été pointée du doigt par l’Union Européenne comme étant le seul pays à ne pas avoir atteint le chiffre de 23% de part d’énergies renouvelables dans son mix énergétique. Trois ans plus tard, le 24 janvier 2023, députés et sénateurs se réunissent et trouvent un accord sur une version finale d’un projet de loi supposé multiplier par dix la production d’énergie solaire et ainsi dépasser les 100 GW sur le territoire.
Le projet de loi facilite notamment l'installation de panneaux solaires sur les bords de routes et d’autoroutes, sur les friches en bordure des littoraux, dans les communes montagneuses et sur les parkings extérieurs existants de plus de 2500 m2 (qui auront obligation d’installer des panneaux solaires sur au moins la moitié de leur surface). 16
Comment investir dans les énergies solaires et l'agrivoltaïsme avec Lumo ?
Les avantages de l'agrivoltaïsme pour une agriculture plus durable
L'agrivoltaïsme offre une alternative verte en exploitant simultanément le potentiel agricole des terrains et la génération d'électricité à partir du soleil. En installant des panneaux solaires au-dessus des cultures, l'ombre ainsi créée favorise une réduction de l'évaporation, limitant ainsi les besoins en eau pour l'irrigation. Cette optimisation de l'utilisation des ressources en eau revêt une importance capitale, surtout dans un contexte de changements climatiques et de pressions croissantes sur les réserves hydriques.
Pour en savoir plus : Comment fonctionne l'agrivoltaïsme, quels sont ses avantages et ses limites ?
De plus, l'agrivoltaïsme contribue à la réduction des émissions de gaz à effet de serre en favorisant la production d'énergie renouvelable, une pierre angulaire de la transition énergétique. Cette double vocation, agricole et énergétique, renforce la résilience des exploitations en diversifiant leurs sources de revenus, limitant ainsi leur dépendance aux fluctuations du marché agricole.
Sur le plan économique, les avantages pour les agriculteurs sont substantiels. En intégrant des panneaux solaires dans leurs exploitations, ces derniers peuvent bénéficier de revenus supplémentaires issus de la production d'électricité. De plus, l'agrivoltaïsme permet une utilisation plus efficiente des terres, maximisant ainsi les rendements agricoles. Les agriculteurs peuvent cultiver des cultures qui bénéficient de l'ombrage des panneaux solaires, favorisant une diversification des cultures et une meilleure résistance aux aléas climatiques.
Sources :
1 2022, ADEME, Centre de ressources sur les bilans de gaz à effet de serre https://bilans-ges.ademe.fr/documentation/UPLOAD_DOC_FR/index.htm?renouvelable.htm2 https://www.equilibredesenergies.org/12-10-2018-le-contenu-en-co2-du-kwh/ 3 https://www.cea.fr/presse/Pages/actualites-communiques/energies/solaire-photovoltaique-atout-pour-europe.aspx4 https://www.carbonbrief.org/renewables-will-be-worlds-top-electricity-source-within-three-years-iea-data-reveals/5 Panorama de l’électricité renouvelable, juin 2021, Agence Ore6 https://www.cea.fr/presse/Pages/actualites-communiques/energies/solaire-photovoltaique-atout-pour-europe.aspx 7 https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_solaire_photovolta%C3%AFque8 https://presse.ademe.fr/2019/05/etude-limportant-potentiel-des-friches-et-des-parkings-pour-developper-lenergie-photovoltaique.html9 https://www.louersonterrain.fr/etude-evaluation-gisement10 https://reporterre.net/Solaire-la-France-delaisse-les-panneaux-sur-les-toits11 https://www.cerema.fr/fr/projets/evaluation-macroscopique-du-potentiel-photovoltaique12 ttps://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produire-de-l-electricite/le-solaire-photovoltaique-en-chiffres13 https://www.greenpeace.fr/impact-environnemental-solaire/?codespec=7013V000000LNC014 https://decrypterlenergie.org/les-panneaux-photovoltaiques-sont-ils-recyclables#fn-2160-815 https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT00002938712416 https://www.vie-publique.fr/loi/286391-projet-de-loi-energies-renouvelables-eolien-solaire