Une analyse réalisée par Energie Commune et le Becquerel Institute montrerait, après exégèse de la littérature relative au solaire photovoltaïque, une diminution de 30 à 50% des émissions de CO2 liées à la production photovoltaïque par rapport aux valeurs de référence du GIEC. Grâce notamment à l’amélioration du processus de fabrication des wafers. Explications !
Lorsque l’on consulte la littérature scientifique, on observe une grande variabilité dans les valeurs des facteurs d’émission rapportées pour l’électricité générée par les systèmes photovoltaïques (gCO2eq/kWh elec. produit), y compris pour une même technologie. Parmi les raisons expliquant ces variations, il y a la variabilité des paramètres pris en compte (performance du système, insolation, …) mais aussi et surtout la variabilité au niveau des données des inventaires de cycle de vie (Life Cycle Inventory – LCI) considérées, celles-ci étant d’ailleurs très souvent obsolètes.
49 et 32% de diminution des émissions
Un important exercice d’harmonisation a été réalisé par le NREL en 2012 sur les données d’un ensemble d’Analyse du Cycle de Vie (Life Cycle Assessment – LCA) publiées entre 2000 et 2010. Les valeurs normalisées selon des paramètres standard définis (1) ont donné une valeur médiane de 43 gCO2eq/kWh (cSi et thin film). C’est cette valeur qui figure encore actuellement dans la dernière version de la factsheet « Life Cycle Greenhouse Gas Emissions from Electricity Generation » du NREL publiée en septembre 2021. C’est aussi sur base de cet exercice de 2012 que sont rapportées les valeurs figurant dans l’annexe III de l’AR5 WGIII du GIEC (2014). La source de données actuellement la plus fiable pour les LCI des systèmes photovoltaïques est le rapport de l’IEA PVPS Task 12. La dernière version date de 2020 (données de 2018) et remplace la version de 2015 (données de 2011). Jusqu’ici, peu d’auteurs de LCA ont déjà utilisé cette dernière version des LCI dans leur étude. A ce titre, l’étude la plus pertinente est celle de Fthenakis & Leccisi (2021). Ceux-ci ont utilisé les LCI de IEA PVPS T12 de 2020 pour évaluer l’impact environnemental des centrales au sol photovoltaïque Si cristallin et l’ont comparé à celui évalué par une étude similaire (Leccisi et al., 2016) réalisée avec les LCI du rapport de 2015.
Les résultats montrent une réduction d’environ 49% des émissions de CO2eq par kWc pour le Si mono-cristallin et d’environ 32% pour le Si poly-cristallin, menant à des valeurs actuelles pour les facteurs d’émission de l’électricité produite respectivement de 23 et 25 gCO2eq/kWh.
Un meilleur bilan, grâce à de nouveaux processus industriels
Les raisons majeures avancées pour ce bilan carbone sont les améliorations dans la production des wafers (diminution de l’épaisseur et des pertes au sciage).
Les chercheurs et fabricants créent des cellules photovoltaïques de plus en plus minces et légères. En 13 ans, la filière est ainsi passés de 16 g/Wc à 4 g/Wc (grammes/Watt crête). L’industrie solaire utilise donc 4 fois moins de matière et d’énergie qu’auparavant pour fabriquer les cellules (poste le plus gourmand en énergie en ce qui concerne la fabrication). Et on s’attend encore à des diminutions de poids dans un avenir proche. La filière teste en effet actuellement la production de cellules solaires basée sur la technologie dite « kerfless ».
Ce procédé permet d’éviter cinq étapes complexes de la production conventionnelle de panneaux (croissance du silicium en lingot, sciage en tranches, etc). Les cellules solaires sont ici réalisées sur un substrat silicium par croissance épitaxiale, donc sans trait de coupe (« kerfless »). Au final, cette technologie offre un taux d’utilisation (matériaux et énergie) proche de 100%, alors que les procédés conventionnels enregistrent encore environ 50% de pertes. Autant d’arguments à opposer aux contempteurs du solaire qui mettent sans cesse en avant le mauvais temps de retour énergétique des modules photovoltaïques !
Le lien vers cette étude serait apprécié 🙂
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Bonjour,
Il est vrai qu’avec l’amélioration des procédés et des technologies, on observe diminution de l’impact carbone des panneaux.
Toutefois, ces valeurs font et doivent continuer à faire l’objet d’une ACV pour validation.
Quelques petites questions, concernant vos annonces. Le facteur d’émissions de 23 à 25 gCO2e/kWh prend-il en compte l’impact de toute la centrale sur l’ensemble de son cycle de vie ou s’agit-il simplement d’une extrapolation du facteur d’émission du panneau uniquement (ce qui n’est pas pertinent puisque les panneaux ne peuvent pas produire de l’énergie sans le reste des équipements). Pour ce qui est de l’utilisation de matière et d’énergie, si l’on utilise 4 fois moins de matière, cela n’implique pas l’utilisation de 4 fois moins d’énergie. Par exemple, même si les fabricants ont réduit l’épaisseur des cellules, à dimensions identiques la production d’une cellule monocristalline demande plus d’énergie que celle d’une cellule polycristalline.
Au plaisir d’échanger avec vous sur ces sujets !
Arnaud JONCKHEERE
Consultant en Performance Carbone
PINK Strategy
Bonjour,
Il est vrai qu’avec l’amélioration des procédés et des technologies, on observe diminution de l’impact carbone des panneaux.
Toutefois, ces valeurs font et doivent continuer à faire l’objet d’une ACV pour validation.
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Arnaud JONCKHEERE
Consultant en Performance Carbone
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Bonjour,
Il est vrai qu’avec l’amélioration des procédés et des technologies, on observe diminution de l’impact carbone des panneaux.
Toutefois, ces valeurs font et doivent continuer à faire l’objet d’une ACV pour validation.
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Au plaisir d’échanger avec vous sur ces sujets !
Arnaud JONCKHEERE
Consultant en Performance Carbone
PINK Strategy
Bonjour,
Il est vrai qu’avec l’amélioration des procédés et des technologies, on observe diminution de l’impact carbone des panneaux.
Toutefois, ces valeurs font et doivent continuer à faire l’objet d’une ACV pour validation.
Quelques petites questions, concernant vos annonces. Le facteur d’émissions de 23 à 25 gCO2e/kWh prend-il en compte l’impact de toute la centrale sur l’ensemble de son cycle de vie ou s’agit-il simplement d’une extrapolation du facteur d’émission du panneau uniquement (ce qui n’est pas pertinent puisque les panneaux ne peuvent pas produire de l’énergie sans le reste des équipements). Pour ce qui est de l’utilisation de matière et d’énergie, si l’on utilise 4 fois moins de matière, cela n’implique pas l’utilisation de 4 fois moins d’énergie. Par exemple, même si les fabricants ont réduit l’épaisseur des cellules, à dimensions identiques la production d’une cellule monocristalline demande plus d’énergie que celle d’une cellule polycristalline.
Au plaisir d’échanger avec vous sur ces sujets !
Arnaud JONCKHEERE
Consultant en Performance Carbone
PINK Strategy
Tout à fait d’accord avec cet article : le facteur d’émission des énergies est capital pour comparer les énergies renouvelables, vertes et fossiles.
Et la sensibilité aux données d’entrée est très importante.
Evidemment, utiliser des données vieilles de 2015 pour parler de photovoltaïque n’avait pas beaucoup de sens !? C’était la préhistoire !
De la même façon, pour l’ensoleillement, les données utilisées par l’ADEME dans la base carbone utilisent l’ensoleillement de Paris (!) pour caractériser les projets solaires en France. Ce qui est très loin de représenter la moyenne géographique des projets solaires en France… Et accessoirement, c’est 50% de moins que dans l’arc méditerranéen…
Si en plus, vous privilégiez la fabrication française des cellules (ou encore mieux du panneau) alors vous pouvez commencez à chatouiller les 10gCO2/kwh.
Et on continue de baisser chaque année.
Autre sujet : le facteur d’émission du nucléaire.
La France annonce fièrement 6,00 gCO2. (tout rond)
Le reste du monde calcule entre 13 et 70gCO2/kwh (études américaine; Singapourienne et du GIEC).
Ce qui change un peu la conclusion sur le classement du nucléaire comme énergie la plus décarbonée…
Dommage que le lien vers la source du calcul des fameux 6gCO2 dans la base ADEME soit cassé.
Il envoie vers un institut qui n’existe plus depuis plusieurs années…
On pourrait constater dans cette source que pour espérer tendre vers 6g, il faut impérativement que l’immense majorité du mix électrique soit déjà nucléaire. Et que sinon, c’est l’autre extrémité de la fourchette que l’on atteint soit 60gCO2.
Ceux qui espèrent que le nucléaire sera une filière d’avenir à l’export pour la transition énergétique ont peut-être négligé ce point…
C’est mieux que le charbon, c’est sûr. Mais moins bien que les renouvelables ! (sans parler du coût d’investissement faramineux, du prix du kwh final pas si compétitif et des risques associés…)
Tout à fait d’accord avec cet article : le facteur d’émission des énergies est capital pour comparer les énergies renouvelables, vertes et fossiles.
Et la sensibilité aux données d’entrée est très importante.
Evidemment, utiliser des données vieilles de 2015 pour parler de photovoltaïque n’avait pas beaucoup de sens !? C’était la préhistoire !
De la même façon, pour l’ensoleillement, les données utilisées par l’ADEME dans la base carbone utilisent l’ensoleillement de Paris (!) pour caractériser les projets solaires en France. Ce qui est très loin de représenter la moyenne géographique des projets solaires en France… Et accessoirement, c’est 50% de moins que dans l’arc méditerranéen…
Si en plus, vous privilégiez la fabrication française des cellules (ou encore mieux du panneau) alors vous pouvez commencez à chatouiller les 10gCO2/kwh.
Et on continue de baisser chaque année.
Autre sujet : le facteur d’émission du nucléaire.
La France annonce fièrement 6,00 gCO2. (tout rond)
Le reste du monde calcule entre 13 et 70gCO2/kwh (études américaine; Singapourienne et du GIEC).
Ce qui change un peu la conclusion sur le classement du nucléaire comme énergie la plus décarbonée…
Dommage que le lien vers la source du calcul des fameux 6gCO2 dans la base ADEME soit cassé.
Il envoie vers un institut qui n’existe plus depuis plusieurs années…
On pourrait constater dans cette source que pour espérer tendre vers 6g, il faut impérativement que l’immense majorité du mix électrique soit déjà nucléaire. Et que sinon, c’est l’autre extrémité de la fourchette que l’on atteint soit 60gCO2.
Ceux qui espèrent que le nucléaire sera une filière d’avenir à l’export pour la transition énergétique ont peut-être négligé ce point…
C’est mieux que le charbon, c’est sûr. Mais moins bien que les renouvelables ! (sans parler du coût d’investissement faramineux, du prix du kwh final pas si compétitif et des risques associés…)
Tout à fait d’accord avec cet article : le facteur d’émission des énergies est capital pour comparer les énergies renouvelables, vertes et fossiles.
Et la sensibilité aux données d’entrée est très importante.
Evidemment, utiliser des données vieilles de 2015 pour parler de photovoltaïque n’avait pas beaucoup de sens !? C’était la préhistoire !
De la même façon, pour l’ensoleillement, les données utilisées par l’ADEME dans la base carbone utilisent l’ensoleillement de Paris (!) pour caractériser les projets solaires en France. Ce qui est très loin de représenter la moyenne géographique des projets solaires en France… Et accessoirement, c’est 50% de moins que dans l’arc méditerranéen…
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Et on continue de baisser chaque année.
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La France annonce fièrement 6,00 gCO2. (tout rond)
Le reste du monde calcule entre 13 et 70gCO2/kwh (études américaine; Singapourienne et du GIEC).
Ce qui change un peu la conclusion sur le classement du nucléaire comme énergie la plus décarbonée…
Dommage que le lien vers la source du calcul des fameux 6gCO2 dans la base ADEME soit cassé.
Il envoie vers un institut qui n’existe plus depuis plusieurs années…
On pourrait constater dans cette source que pour espérer tendre vers 6g, il faut impérativement que l’immense majorité du mix électrique soit déjà nucléaire. Et que sinon, c’est l’autre extrémité de la fourchette que l’on atteint soit 60gCO2.
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C’est mieux que le charbon, c’est sûr. Mais moins bien que les renouvelables ! (sans parler du coût d’investissement faramineux, du prix du kwh final pas si compétitif et des risques associés…)
Tout à fait d’accord avec cet article : le facteur d’émission des énergies est capital pour comparer les énergies renouvelables, vertes et fossiles.
Et la sensibilité aux données d’entrée est très importante.
Evidemment, utiliser des données vieilles de 2015 pour parler de photovoltaïque n’avait pas beaucoup de sens !? C’était la préhistoire !
De la même façon, pour l’ensoleillement, les données utilisées par l’ADEME dans la base carbone utilisent l’ensoleillement de Paris (!) pour caractériser les projets solaires en France. Ce qui est très loin de représenter la moyenne géographique des projets solaires en France… Et accessoirement, c’est 50% de moins que dans l’arc méditerranéen…
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Le reste du monde calcule entre 13 et 70gCO2/kwh (études américaine; Singapourienne et du GIEC).
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Dommage que le lien vers la source du calcul des fameux 6gCO2 dans la base ADEME soit cassé.
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On pourrait constater dans cette source que pour espérer tendre vers 6g, il faut impérativement que l’immense majorité du mix électrique soit déjà nucléaire. Et que sinon, c’est l’autre extrémité de la fourchette que l’on atteint soit 60gCO2.
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C’est mieux que le charbon, c’est sûr. Mais moins bien que les renouvelables ! (sans parler du coût d’investissement faramineux, du prix du kwh final pas si compétitif et des risques associés…)