Quel est l’impact écologique des panneaux photovoltaïques ?
Face à l’urgence climatique, le recours aux énergies renouvelables est de plus en plus encouragé. Malheureusement, les discours autour du photovoltaïque sont parfois divergents. Les panneaux photovoltaïques sont-ils réellement écologiques ? GROUPE ROY ÉNERGIE décrypte pour vous ce sujet d’actualité, et vous apporte des réponses.
Comment mesurer l’impact écologique d’un panneau photovoltaïque ?
Afin de mesurer l’impact écologique d’un panneau photovoltaïque, il faut analyser la totalité de son cycle de vie ainsi que sa composition. Des indicateurs tels que le bilan carbone ont été mis en place afin de mesurer l’impact d’un produit ou d’une activité sur l’environnement.
Dans le cas des panneaux photovoltaïques, il faut donc analyser :
- L’extraction et le transport des matières premières
L’extraction et le transport des matières premières sont des étapes essentielles de la fabrication des panneaux photovoltaïques et sont responsables d’une partie considérable de l’impact écologique de leur production. Les matières premières utilisées pour la fabrication des panneaux photovoltaïques sont des métaux qui sont extraits à partir des mines à ciel ouvert. Ces mines peuvent avoir un impact important sur l’environnement, notamment sur la biodiversité et le paysage. Par contre, attention aux idées reçues : les matières premières utilisées dans la fabrication des panneaux solaires ne sont pas des terres rares et ne nécessitent donc pas de processus chimiques hautement toxiques pour être extraites. - Le transport des matériaux
Le transport des panneaux photovoltaïques peut avoir un impact négatif sur l’environnement. Après extraction, les matières premières sont transportées aux usines de fabrication par des camions, des navires ou des avions, ce qui peut entraîner des émissions supplémentaires de gaz à effet de serre (dits GES). Étant donné que la majeure partie des panneaux solaires est fabriquée en Asie, le transport est généralement réalisé par bateau. En effet, même s’il existe des fabricants de panneaux solaires en Europe, ils restent peu nombreux. Le bénéfice de la production d’énergie verte et la durée de vie des panneaux représentent néanmoins un point fortement encourageant. - Le transport des panneaux solaires
Après transport auprès du distributeur-installateur (comme GROUPE ROY ÉNERGIE), il faut acheminer les panneaux solaires photovoltaïques sur le lieu d’installation. Ce transport peut également générer des émissions de GES, en raison de la consommation de carburant des véhicules utilisés. De plus, l’installation des panneaux solaires nécessite l’utilisation d’équipements et de matériaux de construction, qui peuvent également avoir une empreinte carbone. - Le processus d’assemblage et de fabrication
La chaîne de production des panneaux photovoltaïques commence par la fabrication des cellules solaires, qui correspondent au principal composant des panneaux solaires. La fabrication de ces composants peut entraîner des émissions de GES. Ce processus nécessite forcément une consommation d’électricité et d’énergie liée à la fabrication du panneau. Cependant, grâce aux progrès technologiques et à l’optimisation des processus, l’empreinte carbone de la fabrication des panneaux solaires a considérablement diminué ces dernières années. - L’installation du panneau photovoltaïque
La centrale est composée d’onduleurs, voire de micro-onduleurs (pour les panneaux individuels), de panneaux solaires et d’autres équipements. L’installation des panneaux nécessite donc l’utilisation d’équipements et de matériaux de construction, qui ont également leur propre empreinte carbone de façon individuelle. - Le fonctionnement du panneau
Les panneaux solaires produisent de l’électricité sans émissions directes de GES pendant toute leur durée de vie, qui va au minimum jusqu’à 30 ans (avec une garantie de rendement de 30 ans). L’électricité produite par les panneaux solaires permet de réduire la dépendance aux sources d’énergie fossile, ce qui compense généralement les émissions de GES générées pendant leur fabrication et leur installation. - La fin de vie du panneau photovoltaïque et son recyclage
La fin de vie des panneaux photovoltaïques est loin d’être négligeable. En effet, lorsqu’ils arrivent à la fin de leur vie, les panneaux photovoltaïques sont recyclés ou traités de manière appropriée pour éviter tout impact négatif sur l’environnement. La bonne nouvelle est qu’une filière dédiée existe en France et que 95 % des composants d’un panneau photovoltaïque sont recyclés. Avec un taux de recyclabilité proche de 100 %, on comprend que l’énergie solaire se veut être la plus propre possible.
De plus, l’industrie solaire continue d’investir dans la recherche et le développement de technologies plus durables, de réduire l’utilisation de substances potentiellement nocives et de trouver des moyens d’améliorer l’efficacité énergétique de la production de panneaux solaires.
Où sont produits les panneaux photovoltaïques ?
La Chine est historiquement le plus grand pays fournisseur de panneaux photovoltaïques. Deux éléments expliquent cette situation :
1/ un investissement important dans le secteur du photovoltaïque
Depuis de nombreuses années, le pays a investi dans l’énergie solaire. Cet investissement a permis de faire évoluer la filière et de rendre les panneaux photovoltaïques de plus en plus performants. Ainsi, la Chine s’est imposée comme leader dans le domaine et possède désormais un savoir-faire indéniable.
2/ des ressources précieuses
La Chine possède du silicium en grande quantité sur ses terres. Or, 90 % des panneaux photovoltaïques possèdent des cellules photovoltaïques composées de silicium cristallin. Cet avantage considérable a favorisé le leadership de la Chine dans le secteur des panneaux photovoltaïques. La Chine possède aujourd’hui 70 % de la production mondiale de panneaux solaires photovoltaïques.
La fabrication de panneaux photovoltaïques est-elle polluante ?
Comme nous l’avons vu, un panneau photovoltaïque est composé de cellules photovoltaïques à base de silicium. Les cellules photovoltaïques sont liées entre elles grâce à un circuit électrique. Ce circuit électrique est composé de câbles en argent et en cuivre. Une plaque de verre recouvre l’ensemble des éléments, et un cadre en aluminium finalise le tout.
Ces différents éléments sont donc produits et assemblés dans les usines chinoises. Comme pour toute production industrielle, cet assemblage demande de l’énergie. La Chine développe de plus en plus l’utilisation d’électricité verte sur son réseau, mais des progrès restent à faire afin de rendre la fabrication des panneaux photovoltaïques plus neutre en émissions de gaz à effet de serre.
Les panneaux photovoltaïques sont ensuite acheminés en Europe par cargos. La réduction de l’impact environnemental des cargos est un enjeu majeur du commerce international. Moins les cargos seront polluants, plus l’impact des panneaux photovoltaïques sur l’environnement sera réduit. À noter que le silicium étant extrait en Chine, un transport entre la Chine et l’Europe reste indispensable, que les panneaux soient fabriqués en Europe ou non.
Des « terres rares » sont-elles utilisées dans les panneaux photovoltaïques ?
Comme indiqué précédemment, la réponse est non.
Pour davantage de détails, précisons d’abord ce que l’on appelle des « terres rares ». Il s’agit d’une liste de 17 métaux qui sont reconnus pour leurs propriétés chimiques et physiques rares. Ces métaux sont, en grande partie, utilisés dans l’industrie du numérique (smartphone, TV, etc.).
Contrairement à ce que l’on pourrait croire, la controverse autour de ces métaux ne vient pas de leur rareté géologique, car il existe en réalité plusieurs gisements sur la planète (le principal se trouvant en Chine), mais de l’impact environnemental provoqué par leur exploitation. Une fois extraits, ces métaux doivent être isolés via un procédé chimique hautement toxique dont les résidus se retrouvent bien trop souvent dans la nature.
Bien que pensés par de nombreuses personnes, les panneaux photovoltaïques ne contiennent pas de terres rares ! 90 % des panneaux photovoltaïques produits sont composés de cellules de silicium cristallin qui n’est pas une terre rare, tout comme les autres éléments composant le panneau solaire.
Quelle est la durée de vie des panneaux photovoltaïques ?
Maintenant que nous avons analysé le processus de fabrication des panneaux photovoltaïques et ses composantes, analysons leur cycle de vie.
Grâce aux progrès technologiques, les panneaux photovoltaïques ont une durée de vie de plus en plus grande, si bien qu’aujourd’hui, la majorité des panneaux photovoltaïques sont garantis jusqu’à 30 ans par les fabricants.
À noter qu’avec le temps, le rendement des panneaux photovoltaïques baisse légèrement. À partir de 30 ans, une baisse de production d’environ 10 % est à prendre en considération, mais des récentes études montrent que les panneaux photovoltaïques restent fonctionnels jusqu’à 40 ans d’installation.
Et après… les panneaux photovoltaïques sont-ils recyclés ?
Contrairement aux idées reçues, le recyclage des panneaux solaires photovoltaïques s’est grandement amélioré au fil des années. Aujourd’hui, 95 % des composants d’un panneau photovoltaïque sont recyclés.
Ce processus de recyclage des panneaux photovoltaïques a été initié en 2007 avec la création de l’association PV CYCLE, regroupant les fabricants européens de panneaux photovoltaïques. Cette association est financée par les acteurs du photovoltaïque via l’écoparticipation. Depuis juillet 2021, PV CYCLE France est devenu Soren pour la collecte et le traitement des panneaux photovoltaïques.
Qu’en est-il du bilan carbone du panneau solaire seul ?
Qu’est-ce que le bilan carbone ?
Le bilan carbone est un outil de mesure de l’impact environnemental des activités humaines sur l’environnement et le climat. Également appelé « inventaire des émissions de gaz à effet de serre », cette méthode permet de quantifier et d’évaluer les émissions de gaz à effet de serre (GES) associées à une organisation, un événement, un produit ou un processus. Le bilan carbone est donc un outil essentiel pour évaluer l’impact des panneaux photovoltaïques sur l’environnement et le climat.
Le bilan carbone est à distinguer de l’empreinte carbone, connue sous l’acronyme GES. L’empreinte carbone fait référence à la quantité totale de gaz à effet de serre émise directement ou indirectement par une personne, une organisation, un événement ou un produit. On parle alors du volume total de gaz à effet de serre dégagé lors de la production d’un produit ou la mise en œuvre d’une activité. Elle mesure l’impact sur le changement climatique en évaluant la quantité de dioxyde de carbone (CO2) et d’autres gaz à effet de serre libérés dans l’atmosphère.
Quel est le bilan carbone du processus de fabrication des panneaux solaires ?
Les panneaux solaires photovoltaïques sont une source d’énergie renouvelable qui offre une alternative verte à l’utilisation des combustibles fossiles. Cependant, leur production et leur utilisation ont également un impact sur l’environnement, et il est important de comprendre leur bilan carbone pour être conscient des conséquences de leur utilisation.
Pendant le processus de fabrication des panneaux solaires, il faut évidemment de l’énergie dédié à extraire les matières premières, les transformer en cellule photovoltaïque puis assembler le module pour créer le panneau photovoltaïque. Celui-ci s’intégrera dans un système photovoltaïque composé de plusieurs panneaux. Une fois produit, les panneaux sont transportés, utilisés et recyclés en fin de vie.
Le bilan carbone des panneaux solaires n’est pas complètement neutre.
Le service de l’économie verte et solidaire du Ministère de la Transition Écologique a étudié la question. Voyons ce que nous dit le rapport édité en octobre 2021 sur les panneaux solaires bas-carbone en France.
Il en convient que la production d’électricité par des panneaux solaires est bien moins nocive pour le climat que l’électricité issue des centrales à gaz ou charbon. Fabriquer des panneaux solaires génère cependant une certaine consommation d’électricité. Suivant les pays de fabrication et leur mix électrique, cela correspond à des émissions de gaz à effet de serre plus ou moins élevées. D’après ce rapport, en France, l’ensemble des émissions d’un panneau solaire (comprenant la production d’électricité et à la fabrication du panneau) se situe en moyenne à 55 grammes de CO2 par KiloWattheure d’électricité produite. Il est aussi précisé que cela peut varier entre 39 et 89 grammes de CO2 selon l’ensoleillement, le pays et la technologie utilisée pour fabriquer le panneau.
Quels sont donc les avantages pour l’environnement d’utiliser des panneaux solaires ?
Les panneaux photovoltaïques sont connus pour leurs avantages environnementaux considérables. En effet, l’utilisation des panneaux solaires permet de réduire l’utilisation des combustibles fossiles et la consommation d’énergie, et par conséquent, les émissions de gaz à effet de serre. De plus, les panneaux solaires sont recyclables à 95 % et ne produisent pas de déchets nocifs. Rappelons aussi que la durée de vie des modules photovoltaïques est estimée à près de 40 ans.
Et quels sont les inconvénients des panneaux photovoltaïques ?
Cette question est légitime. Les panneaux photovoltaïques sont très efficaces pour la production d’énergie renouvelable, mais ils peuvent aussi avoir quelques inconvénients esthétiques et environnementaux comme la prise d’espace au sol et l’impact sur les habitats naturels. L’inconvénient majeur est que la production d’une centrale photovoltaïque peut être insuffisante à alimenter la totalité de l’habitat pour atteindre le 100 % d’autoconsommation. Là encore, cela dépend de la consommation du foyer ou du bâtiment, et de l’utilisation que l’on fait de ses panneaux solaires photovoltaïques. La batterie, dans certains cas, est un atout majeur pour améliorer votre autoconsommation.
Finalement, quel est l’impact environnemental de l’énergie solaire ?
On parle aujourd’hui de dette énergétique ou de temps de retour énergétique. Cet indicateur correspond au ratio entre l’énergie totale consommée au cours du processus de fabrication, de transport, d’installation, de recyclage et l’énergie produite au cours de son utilisation.
Dans le cas des panneaux photovoltaïques, une étude du programme Photovoltaic Power Systems (PVPS) de l’Agence Internationale de l’Énergie, a démontré que les panneaux photovoltaïques remboursent leur dette énergétique au bout de 1 à 4 ans maximum en fonction du volume d’ensoleillement.
Rappelons qu’un panneau photovoltaïque vit au minimum 30 à 40 ans et que, pendant son utilisation, il ne rejettera aucun gaz à effet de serre ou autre polluant. C’est donc 40 ans de production d’électricité verte !
L’industrie photovoltaïque progresse d’année en année pour baisser son impact sur l’environnement. Grâce à un temps de retour énergétique court, nous pouvons désormais conclure que le bilan carbone des panneaux photovoltaïques est positif.
Enfin, les panneaux photovoltaïques restent une source d’énergie renouvelable et une solution durable pour réduire notre dépendance aux combustibles fossiles et à l’utilisation des énergies polluantes. L’Ademe, l’Agence de la transition écologique, précise aussi que « pour atteindre la neutralité carbone en 2050, le développement massif du photovoltaïque est incontournable. »
En conclusion, devenir fournisseur d’électricité verte ou produire sa propre consommation nécessite une installation en amont qui entraîne naturellement des émissions de gaz à effet de serre (GES). Cependant, il est important de noter que ces émissions sont généralement compensées par les avantages environnementaux à long terme de l’utilisation de l’énergie solaire.
GROUPE ROY ÉNERGIE est un acteur engagé du photovoltaïque et de la transition écologique. Nous travaillons en lien avec Soren pour la gestion des déchets photovoltaïques, la collecte des panneaux photovoltaïques usagés et leur recyclage.
