Le boom du photovoltaïque

Antoine de Ravignan
Alternatives Economiques n° 283 - septembre 2009
couverture
L'économie va mieux mais... la crise n'est pas finie
septembre 2009
Coût et rentabilité moyenne d'une installation de panneaux photovoltaïques chez un particulier
Evolution du parc photovoltaïque mondial*, en mégawatts
Evolution du prix de revient du photovoltaïque et de l'électricité en Europe, en euros par kilowatt/heure
Répartition du marché mondial* du photovoltaïque en 2008, en mégawatts
Les dix premiers producteurs de cellules photovoltaïques en 2008, en mégawatts
Pour aller plus loin
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La production d'électricité solaire est en forte croissance dans nombre de pays. La France se lance à son tour dans des investissements massifs. La crise fragilise toutefois ce secteur prometteur.

Cocorico! En avril dernier, on inaugurait en France le plus grand bâtiment photovoltaïque en service au monde: la ferme des frères Westphal, en Alsace, avec ses 36 000 mètres carrés de panneaux solaires intégrés à sa toiture. Un investissement de 20 millions d'euros pour une puissance affichée de 4,5 MW (*) . L'électricité générée par cet immense hangar servira à faire sécher de l'herbe et d'autres végétaux qui, transformés en granulés à raison d'une dizaine de milliers de tonnes par an, fourniront du combustible vert.

Au-delà de cette réalisation exceptionnelle, nombreux sont ceux qui, calculette en main, se sont mis à regarder ce que pourrait rapporter l'équipement des millions de mètres carrés de toits que compte le pays. Depuis un an, les projets de couverture des bâtiments agricoles, industriels et tertiaires se multiplient dans l'Hexagone: la maison Paul Jaboulet Aîné, entreprise viticole d'une centaine d'hectares dans la vallée du Rhône, le nouveau lycée Gallieni à Toulouse, l'aéroport Le Castellet dans le Var… Ce dernier devrait d'ailleurs produire 40% de sa consommation grâce aux 5 500 mètres carrés de cellules photovoltaïques couvrant un nouveau hangar.

Records en série

L'année écoulée a également été marquée par l'apparition de centrales solaires "au sol", dont la taille ne cesse de grimper. En juin 2008, à Saint-Aunès, près de Montpellier, la première centrale de plus d'1 MW en France métropolitaine était connectée au réseau. Réalisé et exploité par l'entreprise Sunvie, cet équipement est innovant: les 8 000 mètres carrés de panneaux installés sur le parking du supermarché Leclerc de la localité servent en même temps d'auvent pour garer les autos à l'ombre. La barre des 7 MW a même été franchie avec le parc de La Narbonnaise (Aude), mis en service par EDF Energies Nouvelles (EDF-EN) en décembre dernier. Selon l'électricien, ses 80 000 mètres carrés fourniront une production correspondant aux besoins de 4 200 habitants.

Mais l'Aude ne va pas détenir longtemps le record de la plus grosse unité de production solaire hexagonale. Dans les Landes, les travaux du parc du Gabardan, au beau milieu des pins, progressent rapidement. EDF-EN, également opérateur de ce parc, devrait mettre en service en 2010 ce qui pourrait être la plus grande centrale photovoltaïque au monde: 76 MW sur une emprise de 317 hectares. Certains écologistes s'inquiètent de la déforestation engendrée par ce projet, mais celle-ci restera limitée: Gabardan ne grignotera que 0,05% de la forêt landaise pour fournir, moyennant un investissement de 350 millions d'euros, l'équivalent de la consommation de 40 000 personnes, soit 10% de la population du département. Il n'en reste pas moins vrai que, avec le développement des installations de ce type, les conflits d'usage des sols se poseront de plus en plus.

Une centrale par région d'ici à 2011

A l'occasion des Journées européennes du solaire, le 18 mai dernier, Jean-Louis Borloo a en effet lancé un appel à candidatures pour la construction "d'au moins" une centrale photovoltaïque par région d'ici à 2011, représentant une puissance totale de 300 MW (à comparer aux 1 500 MW d'un réacteur nucléaire).

De plus, l'essor du photovoltaïque ne se résume pas à celui, observé depuis un an, des grosses installations. La production française est assurée à 88% par quelque 13 200 capteurs (au 1er avril 2009), dont la puissance est inférieure à 3 kW (soit 30 m2 de panneaux fournissant en moyenne l'équivalent de la consommation d'un ménage, hors chauffage). Ce parc de particuliers continue de progresser rapidement, à un rythme qui s'est même accéléré au cours du premier trimestre 2009 (+ 45%, par rapport au trimestre précédent contre + 35% au cours des trois derniers mois de l'année 2008).

Prix garantis

Le 3 juin dernier, le ministre de l'Ecologie précisait, dans le cadre du Grenelle de l'environnement, les objectifs nationaux pour la filière photovoltaïque: 1 100 MW en 2011 et 5 400 MW en 2020. Au 31 mars 2009 pourtant, seuls 93 MW étaient connectés au réseau électrique. Il faudra donc accélérer sérieusement le rythme d'installation (44 MW seulement en 2008) pour atteindre l'objectif. Mais la dynamique est là. Selon Soler, le syndicat des professionnels du photovoltaïque, en mars 2009, 1 595 MW de projets étaient déjà dans la "file d'attente" des autorisations de connexion au réseau électrique.

Le décollage récent du photovoltaïque en France tient principalement à un facteur: l'obligation d'achat par EDF de l'électricité solaire produite par les particuliers et les entreprises à un tarif suffisamment rémunérateur pour compenser l'écart actuel entre les coûts de production de cette filière encore jeune et le prix de marché. "Un premier tarif d'achat avait été mis en place en 2002, mais, à 15 centimes le kilowattheure, il ne jouait aucun rôle incitatif, rappelle Waël Elamine, en charge du solaire au Syndicat des énergies renouvelables. La donne a complètement changé avec les nouveaux tarifs décidés en juillet 2006." Aujourd'hui, EDF rachète l'électricité solaire à 60,2 centimes/kWh lorsqu'il s'agit d'installations intégrées dans les bâtiments (toitures, façades…), quand il facture la consommation du particulier autour de 12 centimes. Ces prix de rachat sont par ailleurs garantis pour une durée de vingt ans, ce qui permet de rentabiliser l'investissement (voir graphique) et offre des assurances sur le long terme pour les industriels.

A cette pierre angulaire du système s'ajoutent d'autres incitations en direction des particuliers: une TVA à 5,5% et, surtout, un crédit d'impôt sur les équipements, fixé à 50% depuis 2006. Si les professionnels jugent ces soutiens satisfaisants, ils se plaignent encore de la lourdeur des procédures administratives, qui retardent la connexion des installations au réseau. Fin 2008, la puissance connectée se montait à 91 MW, alors que le total déjà installé s'élevait à 175 MW. Waël Elamine observe cependant des progrès: "Depuis l'été 2008, les délais d'attente ont été ramenés à trois ou quatre mois, quand il en fallait neuf auparavant. Electricité réseau distribution France (ERDF), avec qui nous sommes en discussion, vise un délai de deux mois pour l'an prochain."

Des ambitions qui restent modestes

La voie semble donc dégagée pour le photovoltaïque français. Ses ambitions restent pourtant bien modestes, tant par rapport au potentiel que représente cette source d'énergie qu'aux progrès déjà enregistrés ailleurs, en Allemagne en particulier, un pays pourtant nettement moins ensoleillé. Les objectifs fixés lors du Grenelle de l'environnement - un parc de 5 400 MW en 2020 - ne représentent en définitive que 1% de la consommation électrique actuelle de l'Hexagone et… autant que ce qui existe déjà outre-Rhin (5 350 MW en 2008).

Pourtant,"théoriquement, il suffirait en France de réaliser le seul côté sud des toits en modules photovoltaïques pour produire toute l'énergie électrique nationale", rappellent Patrick Jourde et Jean-Claude-Muller, chercheurs au Commissariat à l'énergie atomique et au CNRS. En théorie seulement, parce que l'électricité ne se stocke pas - ou alors à un prix encore prohibitif - et que le solaire est une source intermittente, offrant son meilleur rendement au milieu des jours d'été. Les variations quotidiennes et annuelles de la production sont cependant des données relativement stables. Il est donc possible de substituer du solaire à une partie de la production assurée aujourd'hui par les centrales thermiques, dont le niveau est ajusté à chaque instant en fonction de la demande, à la différence des centrales nucléaires qui, elles, fournissent en permanence un courant de "base".

Compétitif en 2020

Oui, mais à quel prix? Les coûts de production du kWh photovoltaïque varient aujourd'hui en Europe entre 20 et 40 centimes, selon les zones d'ensoleillement. Soit 1,6 à 3,3 fois le prix moyen de l'électricité payé par les ménages de l'Union à vingt-sept. Cependant, ces coûts n'ont cessé de baisser avec l'explosion de la demande mondiale (300 MW installés durant l'année 2000, 5 500 en 2008), tirée par les Etats qui ont précédé la France dans la mise en place de tarifs de rachat. Au premier rang desquels l'Allemagne et l'Espagne: à eux seuls, ces deux pays ont représenté 72% du photovoltaïque mondial en 2008, avec 1 500 MW installés dans l'année pour le premier et 2 500 pour le second.

Entre la concurrence que se livrent les industriels du secteur et les progrès technologiques que stimule une demande croissante, le prix des modules photovoltaïques a été divisé par trois au cours des vingt dernières années. Cette évolution se poursuit aujourd'hui dans un contexte où les prix de l'énergie, et donc de l'électricité, sont orientés à la hausse. Résultat: la "parité-réseau", c'est-à-dire le moment où l'électricité solaire deviendra compétitive se rapproche. "Ce point devrait être atteint en 2014 dans le sud de la France et en 2020 dans le Nord, indique Waël Elamine. La demande devrait alors exploser et, selon l'Agence internationale de l'énergie, une politique active permettrait d'arriver en 2020 à 18 GW installés, soit 3% à 4% de la consommation nationale."

Un fort potentiel

A l'échelle mondiale, selon une étude conduite par l'Association européenne des industriels du photovoltaïque (EPIA) et Greenpeace, l'électricité solaire pourrait occuper une place similaire en 2030 (4% de la demande mondiale, avec 912 GW installés). Mais elle pourrait atteindre près de 1 900 GW et 9% de la demande mondiale dans l'hypothèse de la généralisation des politiques de rachat les plus ambitieuses dans les pays riches et d'un développement accéléré du photovoltaïque au Sud, qui devrait alors être soutenu par la coopération internationale. Et si, en prime, la consommation mondiale d'électricité en 2030 se limitait à 20 TWh grâce aux économies d'énergie, au lieu des 30 TWh prévus dans les scénarios "au fil de l'eau" (*), la part du solaire dans la consommation électrique mondiale passerait à 13%… contre 0,07% aujourd'hui.

Ce potentiel est donc tout sauf anodin. L'électricité photovoltaïque permettrait alors d'éviter l'émission annuelle de 1,5 gigatonne de CO2, à comparer aux 4 gigatonnes de CO2 émises cette année par l'Union à vingt-sept. Un tel scénario a d'autres vertus: il permettrait aussi, selon la même étude, d'employer dans cette branche d'activité près de 10 millions de personnes dans le monde en 2030, contre environ 120 000 aujourd'hui. Et des centaines de millions de ruraux des pays pauvres accéderaient enfin à l'électricité, dans les zones où l'extension des réseaux classiques est trop coûteuse.

Coup de frein avec la crise

Reste qu'avec la crise financière et économique, le photovoltaïque est lui aussi à la peine. La spectaculaire montée en puissance du parc ces deux dernières années est largement attribuable au volontarisme de l'Espagne, qui a installé à elle seule 45% des capacités nouvelles en 2008. Essentiellement sous forme de centrales au sol, en raison d'un tarif de rachat particulièrement favorable pour les grosses unités: le pays comptait en juin dernier 44 des 67 centrales de plus de 10 MW dans le monde. Mais le niveau record des installations espagnoles en 2008 (2 500 MW) s'explique aussi par l'accélération des chantiers qui a suivi la décision du gouvernement de plafonner à 500 MW par an, à partir de 2009, le volume des nouvelles installations. L'Etat a en effet mis le holà à une croissance qui devenait exponentielle, et dont le financement commençait à lui coûter cher, alors que le pays est gravement frappé par la crise.

Des incertitudes pèsent également sur la progression de la demande dans les autres pays. Le renchérissement du crédit et les inquiétudes vis-à-vis de l'avenir pourraient en effet amener particuliers comme entreprises à différer ou à annuler des investissements prévus dans le photovoltaïque, en dépit des tarifs attractifs de rachat de l'électricité. Ce qui pourrait se traduire par un coup de frein important sur les nouvelles installations.

Dans ce contexte, les fabricants se retrouvent aujourd'hui avec des capacités de production d'autant plus excédentaires qu'ils ont beaucoup investi (et se sont endettés) ces dernières années, en anticipant la poursuite d'une croissance rapide. La crise de surproduction que connaît actuellement ce secteur finira par se résorber, mais elle risque entre-temps d'éliminer nombre d'industriels et accélérer les concentrations sur un marché dominé par les entreprises asiatiques, où la Chine progresse rapidement (1% du marché mondial en 2003, 13% en 2006).

Peuvent mieux faire

Les investissements consentis jusqu'à présent principalement par l'Allemagne, l'Espagne et le Japon (respectivement 36%, 21% et 18% du parc mondial en 2008) ont fait chuter drastiquement les coûts du photovoltaïque. Une situation dont peuvent aujourd'hui profiter les autres pays. La crise ne doit donc pas leur servir de prétexte pour ne pas participer davantage à l'effort. Les Etats-Unis notamment (8% du parc mondial en 2008) sont très en retard par rapport à leur potentiel et à la puissance de leur économie. L'émergence de tarifs de rachat à l'échelle locale et l'engagement du président Obama pour une croissance plus verte devraient changer la donne, mais les promesses doivent encore être concrétisées.

Quant à la France, elle pourrait aller nettement plus loin. Ne serait-ce que pour compenser son retard industriel: l'Hexagone importe actuellement la quasi-totalité de ses modules photovoltaïques, à la différence de l'Allemagne, des Etats-Unis ou du Japon, qui comptent des entreprises au top 10 mondial (voir graphique) (1). Il faut dire que notre pays consent pour la recherche-développement des efforts minimes dans ce domaine: 26 millions d'euros en 2006 (dernier chiffre connu, mais qui n'a guère évolué depuis), contre plus de 100 millions au Japon et 175 millions en Allemagne, laquelle annonce un budget de 224 millions en 2010. Il est vrai qu'en France, le budget de la recherche dans le domaine énergétique reste largement réservé au nucléaire…

    * Mégawatt : un million de watts. Le watt est une unité de puissance. Dans le photovoltaïque, celle-ci s'exprime plus précisément en watt-crête (Wc): c'est la puissance théorique maximale qu'une installation peut produire dans des conditions standard d'ensoleillement. La production électrique se mesure quant à elle en wattheure (Wh).

En savoir plus

Soler-Syndicat des énergies renouvelables: http://www.enr.fr/ Statistiques et brochures pédagogiques.
"Les perspectives de l'énergie solaire en France", Académie des technologies, juillet 2008, en ligne sur http://www.academie-technologies.fr/
"L'état de la filière photovoltaïque en France", PricewaterhouseCoopers, mars 2009, en ligne sur http://www.pwc.fr/
"Baromètre photovoltaïque", Eurobserv'ER, mars 2009, disponible sur www.eurobserv-er.org/pdf/baro190.pdf
"Solar Generation V-2008", Greenpeace-EPIA, et "Global Market Outlook for Photovoltaics until 2013", Epia. Documents disponibles sur http://www.epia.org/, le site de l'European Photovoltaic Industry Association.
"Deploying Renewables: Principles for Effective Policies", Agence internationale de l'énergie, 2008.
http://www.photon-magazine.com/ et http://www.pvresources.com/ : deux sites spécialisés sur les développements industriels.

(1) L'américain First solar a annoncé le 24 juillet dernier l'implantation d'une usine en France dont EDF-Energies nouvelles s'est engagé à acheter l'intégralité de la production durant dix ans.

Antoine de Ravignan
Alternatives Economiques n° 283 - septembre 2009
 Notes

(1) L'américain First solar a annoncé le 24 juillet dernier l'implantation d'une usine en France dont EDF-Energies nouvelles s'est engagé à acheter l'intégralité de la production durant dix ans.

 Commentaires
Tristou OCHIRO, le 26/10/2009 à 14:03
Très bien. Manque de photo(s)/schéma(s) ...
Guepard Rouille, le 15/01/2010 à 13:22
Excellent article et très encourageant pour un ancien pionnier du solaire (années 70). Je suggère, pour approfondir l'article, de regarder du côté de l'électrification rurale photovoltaïque dans les pays pauvres et des bénéfices énormes qu'elle peut générer. Voir le rapport IEG/Banque mondiale sur la rentabilité économique de l'ERP en tenant compte de tous les bénéfices, y compris non marchands (éducation, santé,...).
QuelleEnergie.fr, le 23/08/2013 à 16:27
L’actualité du solaire est plutôt riche ces derniers temps et connaît des hauts et des bas. On entend différents sons de cloche : une mesure est favorable à la filière quand la suivante semble être un pas en arrière. Où en est-on aujourd’hui ? L’Etat encourage-t-il vraiment nos industriels du marché photovoltaïque ? Quelques éléments de réponse ici : http://www.quelleenergie.fr/magazine/energie-solaire/etat-encourage-t-il-vraiment-filiere-photovoltaique-20825/
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