Le développement du solaire photovoltaïque dans le monde
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Le solaire photovoltaïque est, avec l’éolien, l’énergie qui se développe le plus vite dans le monde. Mais il va falloir accélérer pour atteindre en 2050 l’objectif de « neutralité carbone »1. Pour cela, il faut multiplier les grands parcs photovoltaïques au sol mais aussi l’installation des panneaux sur les toits des parkings, des bâtiments collectifs et des maisons individuelles.
© SUNPOWER CORP - Installation photovoltaïque sur le toit d'un centre de conférences à Denver, au Colorado.
Comment mesurer l'effort à accomplir ?
Un produit directement de l’ quand il est exposé au soleil. En 2021, la production d’électricité photovoltaïque dans le monde a atteint 1 000 térawatts-heure (TWh)2. Or l’Agence internationale de l’énergie, qui a établi des « scénarios » pour parvenir à terme à la neutralité carbone, a estimé que la contribution du solaire devrait atteindre 6 970 TWh en 2030. En gros, il faut en dix ans multiplier par 7 nos performances actuelles en solaire photovoltaïque3.
Quelle est la part du solaire dans le mix électrique mondial ?
Pour réduire la place des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) qui sont plus polluantes et limitées, l’électricité « verte » doit être de plus en plus présente dans notre vie quotidienne, notamment dans le chauffage et nos modes de transport. La part des ou décarbonées est encore très faible. En 2021, le solaire a permis de produire un peu plus de 3,7 % de l’électricité mondiale. Soit en chiffres absolus 1 000 TWh, derrière l’éolien (1 820TWh), le nucléaire (2 750 TWh) et l’hydraulique des grands barrages (4 200 TWh).
Quels sont les pays leaders ?
C’est le pays le plus consommateur de charbon, à savoir la Chine (1,4 milliard d’habitants), qui est en même temps celui qui développe le plus le solaire et les autres renouvelables, car ses besoins en énergie sont énormes. Elle représente 30 % du total de la production mondiale d’électricité photovoltaïque et a assuré en 2021 les trois quarts de la progression mondiale. L’Europe, grâce à l’Allemagne, avait été pionnière en , Elle représente 20 % de la production mondiale, l’Allemagne assurant la moitié de cet apport, devant l’Italie, l’Espagne et - nettement plus loin - la France. Les États-Unis quant à eux développent également fortement les renouvelables avec 16 % de la production mondiale dédiée au photovoltaïque. Ils sont dans le même temps, de par la richesse de leur sous-sol, de grands producteurs de produits fossiles.
Quelles perspectives de développement mondial ?
Le solaire photovoltaïque bénéficie de grands avantages pour soutenir son essor. Les améliorations technologiques arrivent pas vagues successives et permettent d’améliorer le rendement4 des cellules photovoltaïques. La filière très dominante aujourd’hui est fondée sur le
, qui est le deuxième élément le plus abondant sur terre. Dans ces conditions, le coût de l’électricité produite par le solaire baisse au fur à mesure que la filière se développe. Depuis 2010, les coûts de production des panneaux solaires ont baissé de 82 %.
L’ , un marché mondial émergent
L’agrivoltaïsme, qu’est-ce que c’est ?
L'agrivoltaïsme associe sur une même surface une production d'électricité photovoltaïque, avec des panneaux solaires placés en hauteur, et une production agricole ou un élevage. Des cultures très diverses peuvent bénéficier de ce procédé, notamment des vignes, des arbres fruitiers, des cultures maraichères, des rizières de même que divers élevages, comme les volailles, les ovins, voire les bovins.
Les chiffres sont encore modestes mais le mouvement s’accélère depuis le début des années 2020 avec l’implication de grandes entreprises énergétiques. L’agrivoltaïsme devient un marché émergent dans le monde.
Le nécessaire équilibre entre agriculture et énergie solaire
Il est essentiel que l’installation des panneaux ne dégrade pas la production agricole, afin de ne pas soulever l’inquiétude des exploitants.
Au fil des années, des technologies se développent avec des panneaux coulissants ou orientables, quelquefois réglés automatiquement en fonction de la position du soleil. Ils peuvent alors assurer de l’ombre, une protection contre le vent, éviter une évaporation excessive de l’eau. Selon des études, une installation bien conçue permet d’économiser de 20 à 30 % d’eau. Les animaux d’un élevage sont également mieux protégés des aléas climatiques.
L’électricité produite, qui est renouvelable et contribue donc à la , peut être utilisée localement, pour actionner une pompe ou chauffer une serre par exemple, ou bien réintroduite dans le réseau général et assurer ainsi à l’agriculteur un complément de revenus.
L’agrivoltaïsme aboutit ainsi à un partage de la lumière entre la production de l’énergie et la production agricole. Les experts estiment que les cultures et pâtures captent à peu près un tiers de la lumière du soleil.
L’agrivoltaïsme dans le monde
L’Europe a été pionnière au début des années 2000, en commençant par des serres recouvertes en partie de panneaux solaires puis en poursuivant par des installations en plein champ. L’Italie et l’Autriche, puis l’Allemagne et la France ont lancé les premiers projets.
Depuis 2004, l’agrivoltaïsme se développe rapidement au Japon, où la recherche de l’espace est une préoccupation générale. En 2023, près de 2 000 installations assuraient près de 1 % de l’électricité photovoltaïque totale du pays.
Les chiffres sont encore modestes aux Etats-Unis, avec quelques centaines d’installations. Une partie d’entre elles recouvrent des pâturages à moutons. L’Inde et la Chine ont commencé à investir en ce domaine.
La France comptait en 2023 une cinquantaine de centrales agrivoltaïques d’importance, en général de 2 à 3 hectares, mais avec plusieurs centaines de projets en préparation.
Sources :
- Définition du GIEC : Situation dans laquelle les émissions anthropiques nettes de sont compensées à l’échelle de la planète par les éliminations anthropiques de CO2 au cours d’une période donnée.
- 1 TWh = 1 milliard de kilowatts-heure. Un kWh est environ la quantité d’électricité consommée par un fer à repasser en 1 heure.
- Voir l’analyse de l’AIE
- Le rendement est le rapport entre l’énergie électrique produite et l’énergie lumineuse qui tombe sur le module.
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