Développer le solaire de manière responsable
Dès 2027, la capacité de production solaire cumulée pourrait dépasser celle de l'hydroélectricité, du gaz naturel et du charbon. Nous présentons ici quelques-unes des façons dont le secteur solaire, en pleine expansion, optimise ses contributions à l'atténuation des risques climatiques.
Des moutons appartenant à l'entreprise paissent au parc éolien de Silicon Ranch parc solaire de Snipesville. [Crédit : Silicon Ranch]
Le secteur de l'énergie solaire jouera un rôle de premier plan dans les efforts mondiaux visant à atténuer les effets les plus graves du changement climatique d'origine humaine. Dans son rapport « Changement climatique 2023 » , le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) des Nations unies conclut que le déploiement de projets solaires constitue la meilleure option pour réduire les émissions de gaz à effet de serre du secteur énergétique. Relever ce défi représente à la fois une opportunité commerciale transformatrice et une source de réflexion.
Un grand pouvoir implique de grandes responsabilités. En se montrant à la hauteur de la situation, les acteurs du secteur solaire peuvent contribuer à sauver des millions de vies, à prévenir un effondrement généralisé des écosystèmes et à attirer les investissements internationaux. Pour ce faire, le secteur solaire doit lui-même fonctionner de manière durable, ce qu’il peut réaliser en réduisant au minimum son empreinte carbone, en atténuant ses impacts environnementaux, en promouvant une économie circulaire et en proposant des produits et des systèmes durables.
EMPREINTE CARBONE
Pour optimiser les avantages liés à l'atténuation des risques climatiques tout en développant ses activités à l'échelle mondiale, le secteur de l'énergie solaire doit aligner ses pratiques commerciales sur les objectifs d'atténuation du changement climatique. Le principal indicateur de réussite dans ce domaine est la réduction des émissions nettes de gaz à effet de serre. En d'autres termes, un secteur solaire en pleine expansion doit réduire au minimum son empreinte carbone croissante.
Le transport sur de longues distances des modules solaires et d’autres composants essentiels de la chaîne d’approvisionnement contribue au réchauffement climatique et au changement climatique. L’implantation d’usines de fabrication plus près du lieu d’utilisation peut réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. De plus, la relocalisation et la délocalisation de proximité des sites de production ainsi que des chaînes d’approvisionnement associées favorisent les économies locales tout en réduisant les délais de livraison des produits et les risques liés à la chaîne d’approvisionnement.
« Nous considérons tous nos projets comme une opportunité de générer un impact économique tout en minimisant le carbone incorporé », explique Nick de Vries, directeur technique chez Silicon Ranch, un développeur de projets solaires basé à Nashville, dans le Tennessee. « Aujourd’hui, nous possédons et exploitons plus de 2,3 GW d’installations solaires et avons signé des contrats visant à porter notre portefeuille à plus de 5 GW à l’échelle nationale. L’une des particularités de notre modèle économique réside dans le fait que nous prenons en compte l’empreinte carbone lors de l’évaluation de tous nos produits : modules, onduleurs et suiveurs solaires. »
« En 2019, lorsque Qcells a inauguré son usine à Dalton, en Géorgie », poursuit M. de Vries, « nous avons acheté la production de la première année. Pourquoi ? Parce que cet accord d’achat permettait de maximiser les retombées économiques locales tout en réduisant au minimum les délais de livraison vers notre projet de parc solaire de Bancroft Station. La proximité permet non seulement d’accélérer les échanges commerciaux, mais aussi de favoriser la transparence et la décarbonisation. »
IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT
L’utilisation durable des sols constitue un autre moyen pour le secteur de faciliter une transition globale vers un avenir de plus en plus alimenté par l’énergie solaire. Les pratiques respectueuses de l’environnement comprennent des adaptations de conception relativement simples, telles que l’utilisation de suiveurs solaires à un axe qui épousent le relief du terrain, ce qui minimise la perturbation de la couche arable et l’érosion. À un niveau encore plus profond, les pratiques de pointe en matière d’énergie régénérative et l’agrivoltaïque offrent des opportunités significatives pour améliorer à l’avenir l’utilisation des sols dans le cadre des projets solaires.
Le principe directeur de l'énergie régénérative consiste à identifier et à mettre en œuvre des pratiques de développement solaire qui restaurent et revitalisent les écosystèmes. En d'autres termes, son objectif est d'améliorer la qualité des sols, les habitats et la biodiversité sur les sites des projets solaires grâce à une gestion stratégique des terres. Cette approche holistique améliore la santé des sols, ralentit le ruissellement des eaux et renforce les capacités de capture du carbone. Elle permet également de réduire les dépenses d'exploitation à long terme.
« Avant que Silicon Ranch n’adopte des pratiques de gestion régénérative des terres », explique M. de Vries, « nous étions confrontés à des problèmes d’érosion et de végétation. En conséquence, nous dépensions beaucoup d’argent en réparations des infrastructures et en gestion de la végétation. Il nous arrivait parfois de devoir dépenser deux fois pour réparer les dégâts causés par les tondeuses ou par des pulvérisations excessives d’herbicides. »
« Par un heureux hasard, nous avons lancé le développement d’un projet en Géorgie et avions la possibilité d’acheter le terrain. Nous avons découvert que l’un de nos voisins était un éleveur spécialisé dans l’agriculture régénérative de renommée mondiale, Will Harris, de White Oak Pastures. Après avoir rencontré Will et en avoir appris davantage sur son approche de la gestion des terres et de la santé des sols, nous avons commencé à considérer les terres situées sous nos panneaux solaires comme un atout biologique plutôt que comme un passif opérationnel. Nous avons pris conscience que nous pouvions intégrer des pratiques de gestion régénérative des terres à la production d’énergie solaire et, au final, créer de meilleures centrales. Non seulement c’était techniquement faisable, mais cela s’avérait également économiquement viable à long terme par rapport aux pratiques conventionnelles. »
À mesure que l'énergie solaire s'étend dans des zones de plus en plus rurales, les développeurs de projets solaires se heurtent de plus en plus à la résistance des agriculteurs et à l'opposition des communautés voisines. L'agrivoltaïque— un modèle économique naissant qui vise à associer l'exploitation des terres agricoles à la production d'énergie photovoltaïque — pourrait un jour apaiser ces conflits liés à l'utilisation des terres. Les projets agrivoltaïques à grande échelle d'aujourd'hui intègrent généralement le pâturage des moutons ou des habitats pour les pollinisateurs. Des activités commerciales en phase de démarrage sont également en cours, combinant des parcs photovoltaïques surélevés au sol avec la culture de plantes en rangs tolérantes à l'ombre.
Tomates récoltées au Jack’s Solar Garden, le plus grand projet de recherche agrivoltaïque des États-Unis. [Crédit : Werner Slocum / NREL]
ÉCONOMIE CIRCULAIRE
Le recyclage et la réutilisation des équipements sont essentiels pour favoriser la durabilité à long terme du secteur et s’imposer comme acteur de référence auprès de l’opinion publique. Le dernier indice du coût actualisé de l’énergie (LCOE) de Lazard estime que l’adoption de la loi sur la réduction de l’inflation (Inflation Reduction Act, IRA) pourrait ramener le LCOE effectif de certains projets solaires et éoliens à 0 $/MWh. Face à ce bouleversement du marché, le lobby des énergies fossiles redouble d’efforts pour discréditer les énergies renouvelables. Un argument récurrent parmi les climatosceptiques est que les produits solaires en fin de vie génèrent des « montagnes de déchets ».
Bien que fallacieuse, cette propagande anti-solaire contient un fond de vérité. À ses débuts, l'industrie solaire ne produisait pas de déchets en quantité suffisante pour justifier la mise en place d'un écosystème de recyclage spécialisé. Aujourd'hui, la taille du secteur ne constitue plus un frein aux investissements dans le recyclage. Depuis sa création l'année dernière, la start-up Solarcycle a levé 37 millions de dollars afin de développer ses capacités exclusives de recyclage des modules solaires.
« Nous comptons actuellement environ un demi-milliard de panneaux solaires installés aux États-Unis », souligne Suvi Sharma, cofondatrice et PDG de Solarcycle. « Selon nos modèles statistiques, ce chiffre est suffisamment important pour permettre la rentabilité d’une activité de recyclage des panneaux solaires. Il y a trois ans, le vieillissement des installations, les pertes de rendement à la fabrication, les bris liés au transport et à l’installation, les défaillances couvertes par la garantie, les dommages causés par les intempéries et les opérations de renouvellement de parc représentaient environ un demi-million de panneaux solaires en fin de vie aux États-Unis. Aujourd’hui, ce chiffre avoisine les 2 millions — et il va augmenter de manière exponentielle. »
« Nos technologies et procédés de recyclage exclusifs permettent d’extraire jusqu’à 95 % des composants à haute valeur ajoutée des panneaux solaires en silicium cristallin. Nous pouvons ensuite réintroduire des matériaux tels que l’argent, le silicium, l’aluminium, le cuivre et le verre dans la chaîne d’approvisionnement afin de fabriquer de nouveaux panneaux solaires. Le recyclage de ces matières premières rend l’énergie solaire plus durable et plus évolutive. Par exemple, l’utilisation d’aluminium recyclé pour fabriquer de nouveaux cadres de panneaux nécessite 95 % d’énergie en moins que la fabrication de cadres à partir de minerai de bauxite vierge. »
La réutilisation d’équipements solaires mis hors service mais encore en bon état de fonctionnement peut soutenir les marchés secondaires tout en renforçant encore la durabilité. « Avant de recycler des équipements en état de marche que leur propriétaire d’origine considère comme en fin de vie, il est important de les utiliser jusqu’à la fin de leur durée de vie utile », explique Kate Collardson, cofondatrice de SolarRecycle.org et responsable senior des opérations résidentielles chez Omnidian. « Il existe de nombreuses possibilités pour vendre ou donner du matériel solaire d'occasion. Cette option permet d'optimiser la durée de vie utile d'un produit avant sa mise hors service définitive, ce qui est essentiel pour que notre secteur soit véritablement durable. »
DURABILITÉ DU PRODUIT
Prolonger la durée de vie utile des produits et projets solaires constitue le moyen le plus efficace d’améliorer la durabilité du secteur. La durabilité des produits permet de réduire au minimum la fréquence des interventions de réparation et d’entretien, tout en limitant la production de déchets et en préservant les matières premières tout au long de la chaîne d’approvisionnement. Ce faisant, elle optimise les rendements énergétiques, les performances financières, la confiance des investisseurs et la décarbonisation.
Imaginons deux installations photovoltaïques fonctionnellement équivalentes, installées l'une à côté de l'autre, dont la durée de vie prévue est de 25 ans. Dans un scénario où la durabilité des produits est faible, les modules du projet A subissent une dégradation prématurée et sont remplacés sous garantie au cours de la 12e année. Dans un scénario où la durabilité des produits est élevée, les modules du projet B se dégradent moins que prévu et restent en service jusqu'à la 50e année.
Dans le scénario pessimiste, les parties prenantes doivent déployer deux fois les modules pour répondre aux attentes de performance de base, ce qui limite la disponibilité des produits pour d’autres sites. Dans le scénario optimiste, le report de la mise hors service permet de conserver les modules pour de nouveaux sites de projet, ce qui augmente la capacité photovoltaïque cumulée et réduit les émissions nettes de gaz à effet de serre. Dans la pratique, la seule différence entre ces résultats très contrastés pourrait résider dans une modification apparemment insignifiante de la nomenclature (BOM) — et dans la rigueur de la diligence raisonnable technique exercée par les parties prenantes du projet.
Les services d’essais et de diligence raisonnable en ingénierie de RETC, parmi les meilleurs de leur catégorie, visent avant tout à atténuer les risques liés à la durabilité des produits et à la performance des actifs au niveau des projets. Les avantages de ce travail se répercutent à l’échelle du portefeuille, garantissant ainsi le retour sur investissement pour les promoteurs de projets et les assureurs, ainsi qu’un flux ininterrompu de capitaux d’investissement. En favorisant la croissance continue du marché de l’énergie solaire, ces produits et services constituent un pilier essentiel des efforts visant à promouvoir la sécurité énergétique et une décarbonisation efficace.
—Cet article a été initialement publié dans le rapport « PV Module Index » de 2023.
