Le rapport Futurs Energétiques 2050 de RTE prévoit un développement très important des énergies renouvelables dans le mix de production électrique Français (à hauteur d’environ 50% selon les différents scénarios). Les panneaux photovoltaïques seront l’une des sources d’énergies renouvelables les plus importantes dans ce futur mix. Les recherches pour diminuer leurs empreintes carbone sont donc essentielles pour assurer leurs développements, leurs compétitivités et contribuer à atteindre la neutralité carbone à horizon 2050.
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Une production concentrée en Chine
La chaine de valeur de production des panneaux est actuellement concentrée en Chine. La première étape commence par le raffinage du dioxyde de silicium (SiO2) en polysilicium de qualité solaire. La Chine représente plus de 80% de cette étape contre environ 30% il y a 10 ans. Mêmes proportions pour les étapes suivantes qui transforment le polysilicium en lingots, plaquettes, cellules et enfin panneaux solaires avec plus de 80 % de la capacité mondiale.
Si l’on considère le cycle de vie d’un panneau solaire, c’est la fabrication qui génère le plus fort impact environnemental. Il faut extraire des matières premières, les traiter, et les assembler. Tout ce processus est énergivore : 12 000 kWh en moyenne pour une tonne de silicium.
Impact du lieux de fabrication
Le lieux de fabrication des panneaux a un impact très important. En effet, l’électricité est le principal facteur d’émissions de carbone tout au long de la chaîne de production: entre 52% à 69%. (source Solar Energy Materials and Solar Cells septembre 2021). En 2021, la production électrique de la Chine était issue du charbon à hauteur de 62,6%, donc fortement carbonée. (source BP statistical Rewiew of world Energy 2022).
Quels axes pour diminuer l’empreinte carbone ?
Le premier axe consisterai à relocaliser la production en France ou en Europe. En effet l’utilisation de matériaux fabriqués en Europe permettrait de bénéficier d’un mix électrique bas carbone.
A titre d’exemple, le CEA à l’INES (Institut National Pour L’énergie Solaire) vient de réaliser un démonstrateur utilisant de nouvelles technologies ainsi que des éléments de fabrication européens. Il permet d’obtenir un rendement moyen de 22.9% avec un bilan carbone de 317 kgCO2éq/kWc à comparer aux panneaux chinois standard (700 à 800 kgCO2éq/kWc)
Par ailleurs le transport des panneaux en provenance de Chine impacte également sensiblement leur bilan carbone. Pour autant les productions européennes doivent encore acheminer par transports maritime les matériaux actuellement extraits en Asie, ainsi que certains composants électroniques non produits sur le sol Européen.
Le sujet de la compétitivité de la production des panneaux photovoltaïques en Europe reste également néanmoins un obstacle majeur à leur fabrication en Europe.
Deuxième axe : travailler sur la fin de vie et le recyclage des panneaux solaires
Les filières Européennes de recyclage de panneaux solaires se développent. Les panneaux photovoltaïques peuvent actuellement être recyclés à 95%. Deux intérêts : un bilan carbone amélioré et une réutilisation des matériaux pour produire de nouveaux panneaux. L’aluminium et le verre sont recyclable à l’infini (mais au prix d’un cout énergétique élevé). Le silicium se recycle jusqu’à 4 fois, l’argent et le cuivre utilisés pour les connexions sont également réutilisables. Le recyclage lui-même n’est pas neutre en CO2, mais il reste moins énergivore que la fabrication actuelle en Chine.
Au vu des ambitions énergétiques et environnementales, à quand un grand plan Européen d’indépendance des ressources et de relocalisation de la production des panneaux photovoltaïques ?
Quelques sources :
Rapport RTE Futurs Energétiques 2050
Chine : la consommation d’énergie et la production d’électricité en 2021
Photo by Joanna Kosinska on Unsplash 
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