Panneaux solaires : quelle est leur empreinte carbone ?
Pour réussir la transition énergétique de la France et atteindre la neutralité carbone à l’échelle mondiale, le photovoltaïque joue un rôle essentiel, tout comme les autres sources d’énergies renouvelables.
Néanmoins, les panneaux solaires sont souvent au cœur des débats concernant leur impact sur l’environnement.
Alors, quand est-il réellement ? Sont-ils totalement écologiques compte tenu de leur fabrication et de leur recyclage ? Contribuent-ils à réduire les émissions de gaz à effet de serre du pays ?
Dans cet article, on décrypte l’empreinte carbone des panneaux solaires.
Commençons par de courtes définitions
Tout d’abord, sachez qu’on trouve deux types de dispositifs solaires : les panneaux solaires thermiques et les photovoltaïques. Tous deux utilisent l’énergie solaire. Cependant, ils diffèrent par leur méthode de captage et par leurs usages.
- Les panneaux solaires thermiques convertissent la chaleur du soleil en énergie pour approvisionner un bâtiment en eau chaude sanitaire ou en chauffage.
- Les panneaux photovoltaïques, quant à eux, fonctionnent grâce à des capteurs qui absorbent l’énergie solaire afin de la convertir en électricité. En France, ce sont les plus couramment utilisés.
Il existe aussi des panneaux hybrides qui combinent ces deux technologies.
Puisque nous allons étudier l’impact environnemental de ces panneaux, rappelons aussi la définition de l’empreinte carbone.
👉 L’empreinte carbone correspond à la quantité d’émissions de gaz à effet de serre (directes ou indirectes) générées par un produit, une activité ou un secteur, ici le panneau solaire.
Pour la calculer, il faut réaliser l’Analyse de son Cycle de Vie (ACV). Cela inclut les émissions produites lors de l’extraction des matières premières, de la fabrication, du transport, de l’utilisation et du recyclage en fin de vie.
Ensuite, le bilan carbone d’un panneau est mesuré en grammes d’équivalent CO2 par kWh (gCO2eq/kWh).
Quelle est l’empreinte carbone des panneaux solaires ?
D’après l’ADEME, un système photovoltaïque récent (PV) installé en France métropolitaine émet en moyenne entre 23 et 25 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure (kWh). Cette estimation prend en compte les émissions émises pendant toute sa durée de vie (de sa fabrication à sa gestion en fin de vie).
Pour comprendre d’où viennent ces chiffres, arrêtons-nous sur chaque étape de son cycle de vie. 👇
🏭 La fabrication d’un panneau solaire
Un panneau solaire est composé d’un cadre en aluminium, d’une plaque de verre, de métal conducteur (cuivre ou argent), de plastique et de nombreuses petites cellules photovoltaïques.
C’est principalement la construction de ces cellules photovoltaïques qui alourdit l’empreinte carbone des panneaux solaires.
En effet, ces cellules sont fabriquées à partir d’une matière semi-conductrice qui possède une conductivité électrique modérée : le silicium.
Ce dernier est présent en grande quantité sur la Terre puisqu’il compose 25 % de la croûte terrestre. D’ailleurs, on dit qu’il est le deuxième élément le plus abondant sur Terre après l’oxygène.
Néanmoins, le silicium n’est pas présent à l’état pur. Pour être utilisé dans la construction de panneaux solaires, il doit être extrait des carrières, souvent sous forme de quartz. Ensuite, il subit une étape de purification réalisée par des méthodes chimiques. Enfin, il est transformé en wafer : une fine plaque composée de cristaux de silicium. Toutes ces étapes sont particulièrement énergivores.
Pour vous donner quelques chiffres, chaque année, on extrait des sols trois fois plus de silicium que d’énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon). Aussi, selon le CNRS, la production d’1 kg de silicium en wafer nécessite 2 933 kWh d’électricité. Heureusement, les technologies évoluent en faveur de la protection de l’environnement. Par exemple, en 1990 les fabricants utilisaient 16 grammes de silicium par watt-crête contre seulement 4 g/Wc en 2017.
Sachez aussi que la production de silicium est localisée en majorité en Chine (71 % de la production mondiale.) Et pour rappel, le mix énergétique de ce pays dépend principalement des énergies fossiles (57,6 % de charbon en 2019). Rien de bon pour les émissions de GES !
De plus, les carrières de silicium et les usines de transformation ont tendance à éroder les sols, à polluer les cours d’eau environnants et donc à porter atteinte à la biodiversité.
🛳 Son transport
Les émissions générées lors du transport des panneaux solaires sont difficiles à quantifier, car elles dépendent de plusieurs facteurs : le moyen de transport utilisé, les lieux de production, de transformation et d’utilisation.
Néanmoins, plus le lieu de fabrication est éloigné du lieu d’usage, plus les émissions de CO2 dues au transport seront importantes. Or, la majorité des panneaux solaires sont fabriqués en Asie, notamment en Chine, ce qui implique souvent des distances importantes à parcourir pour leur acheminement.
Heureusement, certains fabricants choisissent de produire en France, comme l’entreprise Voltec Solar qui fabrique des modules photovoltaïques en Alsace depuis 2010.
Et comme le souligne le ministère de la Transition écologique : « Assembler un module sur le sol français émet moins de CO2 que le faire à l’étranger, grâce au mix électrique français très peu carboné ». Autrement dit, relocaliser la filière photovoltaïque en France permet ainsi de réduire considérablement l’empreinte carbone des panneaux solaires puisque l’Hexagone bénéficie d’un mix énergétique peu carboné comparé à la Chine.
☀️ Son utilisation
Lors de leur utilisation, les panneaux solaires ont un bilan carbone quasiment nul. 🥳
En effet, leur fonctionnement ne produit pas d’émissions de gaz à effet de serre, ce qui justifie l’appellation d’énergie propre pour parler de l’électricité solaire. Cependant, ce bilan n’est pas totalement nul car il faut prendre en compte les émissions liées aux opérations de maintenance pour leur entretien.
💡 Le saviez-vous ? Pour compenser l’énergie utilisée pour fabriquer un panneau solaire, il faut entre 1 et 3 ans d’utilisation ; une durée considérée comme durable car un panneau solaire possède une durée de vie de 30 ans environ. Et même après, il peut continuer de fonctionner, mais sera moins performant !
♻️ Le recyclage des composants des panneaux solaires
En fin de vie (après en moyenne 30 ans d’utilisation), environ 95 % des composants des panneaux solaires ont une seconde vie. En effet, la plupart des matériaux sont recyclables, notamment :
- Le verre qui compose 75 % des panneaux solaires peut être recyclé à l’infini en étant à nouveau fondu ;
- L’aluminium qui compose le cadre des panneaux est lui aussi recyclable à l’infini ;
- Les métaux conducteurs sont également recyclables et peuvent être utilisés pour la fabrication de nouveaux panneaux ;
- Enfin, le silicium peut se recycler au maximum 4 fois pour fabriquer de nouvelles cellules photovoltaïques.
D’après l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), d’ici 2030, le recyclage mondial des panneaux photovoltaïques permettra de réutiliser plus de 900 000 tonnes de verre, plus de 100 000 tonnes de polymères, 75 000 tonnes d’aluminium et 29 500 tonnes de silicium ! Une perspective impressionnante concernant la gestion durable des matériaux utilisés dans cette industrie en pleine expansion. 💪
Les éléments non recyclables (environ 5 % des composants des panneaux) sont principalement les éléments de connectique et certains déchets en plastique qui restent encore difficiles à traiter.
Autre bonne nouvelle pour le bilan carbone des panneaux solaires : 100 % des procédures de recyclage s’effectuent aujourd’hui sur le sol français.
C’est l’éco-organisme Soren, une organisation à but non lucratif, qui prend en charge leur traitement en fin de vie – et c’est sans frais pour les détenteurs de panneaux solaires. En effet, selon la directive européenne de 2002/96/CE concernant les déchets d’équipement électriques et électroniques (DEEE), les distributeurs de panneaux doivent assumer les coûts et mettre en place le processus de recyclage. Seul le démontage des panneaux reste à la charge des particuliers.
💡 Le saviez-vous ? Selon ENGIE, grâce au recyclage et à l’augmentation de la fabrication des panneaux solaires, l’industrie photovoltaïque produit désormais plus d’énergie qu’elle n’en consomme ! 👏
En bref : Énergie solaire ou fossiles ?
Bien que les processus de fabrication des panneaux solaires entraînent des émissions de gaz à effet de serre, celles-ci demeurent nettement inférieures à celles générées par les énergies fossiles.
Qui plus est, l’utilisation des énergies fossiles contribue aussi à l’épuisement des ressources naturelles, à la déforestation, à la destruction des habitats naturels, à la disparition d’espèces, etc. Bref, rien de très bon pour notre planète !
À l’inverse, les panneaux solaires sont de plus en plus plébiscités pour leurs nombreux avantages.👇
- ils réduisent les factures d’énergie de 20 à 50 % ;
- Ils sont simples à installer, modulables et demandent peu d’entretien ;
- ils sont accessibles aux professionnels et particuliers ;
- il rejettent très peu d’émission de gaz à effet de serre ;
- il ne produisent quasiment aucun déchets grâce au recyclage ;
- ils contribuent à la transition énergétique de l’entreprise et plus généralement du pays ;
- ils fonctionnent même par temps de pluie.
Selon l’association SolarPowerEU, la production d’électricité solaire génère 96 % moins d’émissions de carbone que le charbon et 93 % moins que le gaz naturel.
Et selon l’ADEME, le développement des énergies renouvelables (photovoltaïque et éolien) a permis d’éviter 2 millions de tonnes d’émissions de CO2 en Europe en 2019, soit les émissions annuelles d’environ 12 millions de véhicules !
Désormais, vous connaissez tout sur l’empreinte carbone des panneaux solaires !
Alors, si vous souhaitez en installer à votre domicile ou entreprise, sachez que l’État a mis en place plusieurs dispositifs pour financer l’installation de panneaux solaires. On vous met le lien.