Quelle est l’empreinte Carbone d’un panneau solaire ?
Depuis ces dernières années, les panneaux photovoltaïques, et les centrales au sol sont de plus en plus populaires. Ils sont très sollicités pour la production d’énergie propre et renouvelable. Ce sont des solutions efficaces pour répondre à nos besoins d’énergie tout en protégeant la planète, grâce à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. L’ensemble de tout cela nous permettra de limiter le changement climatique. Toutefois, pour savoir s’ils sont vraiment inoffensifs pour l’environnement, il faut tenir compte de leur bilan carbone. Nous allons vous expliquer dans les prochaines lignes comment fonctionnent les panneaux solaires photovoltaïques et analyser leur bilan carbone. Ainsi, il sera plus facile pour vous de comprendre leur rôle dans la lutte contre le réchauffement climatique.
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L’empreinte carbone ou bilan carbone : de quoi s’agit-il exactement ?
On entend par empreinte carbone ou bilan carbone l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre qu’un secteur ou une activité émet directement ou indirectement. Pour pouvoir le mesurer, l’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie) a mis en place un système de barème que l’on appelle le bilan carbone. Pour l’analyser, il faut prendre en compte de plusieurs paramètres tels que :
- Le procédé de fabrication, en analysant comment sont extraites les matières premières et comment elles sont assemblées
- Le transport du produit de l’usine de fabrication aux consommateurs finaux,
- L’utilisation,
- Le recyclage.
Il est bon de rappeler que pour les produits, il faut analyser son cycle de vie. Cela veut dire qu’il faut déterminer l’émission de gaz carbonique effectuée par le produit pendant toute sa durée de vie : fabrication, transport, utilisation, destruction, recyclage. En ce qui concerne une installation solaire photovoltaïque, l’analyse se portera sur les panneaux et ses composants (onduleurs, batterie de stockage, câbles…). Le bilan carbone des panneaux solaires est mesuré en gramme de CO2 par kWh produit.
Quel est l’impact environnemental des panneaux photovoltaïques ?
Pour connaître l’impact environnemental des panneaux solaires, il faut vraiment analyser le produit depuis sa création jusqu’à sa fin de sa vie.
Fonctionnement des panneaux photovoltaïques
Les panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité grâce aux cellules photovoltaïques qui les composent. Ces dernières sont des éléments semi-conducteurs, généralement fabriqués avec du silicium. Elles peuvent être monocristallines, polycristallines ou amorphes.
Pour un meilleur rendement, l’orientation et l’inclinaison des panneaux sont importantes. Il est également nécessaire de ne pas placer les panneaux solaires dans une zone d’ombre pour booster la puissance de l’installation.
Le rôle des cellules photovoltaïques dans la production d’électricité
Les cellules photovoltaïques captent la lumière du soleil afin de la transformer en énergie. Les photons présents dans le rayonnement solaire frappent les cellules. Ils seront par la suite transmis aux électrons situés dans les panneaux solaires. Ces électrons se mettront en mouvement et c’est cela qui entraine la production d’un courant continu.
Ce type de courant est inexploitable. C’est le courant véhiculé par les fils à très haute tension. Il doit passer par un onduleur qui le transforme en courant alternatif compatible avec les besoins des foyers. Il peut être utilisé immédiatement, injecté sur un réseau public ou stocké dans une batterie afin d’être réutilisé ultérieurement.
Le cycle de vie des panneaux solaires
Pour avoir une bonne compréhension du bilan carbone des panneaux solaires, voici une analyse de son cycle de vie.
La phase de fabrication
Bien que les panneaux solaires soient des solutions efficaces pour réduire l’émission de gaz à effet de serre, sa fabrication est loin d’être écologique. Ils sont conçus à base de silicium, la seconde matière la plus abondante sur terre après l’oxygène. C’est un matériau composé de quartz et de sable. Son extraction et sa transformation nécessitent une énorme quantité d’énergie.
Il est bon de noter que la Chine est le premier pays producteur de silicium (plus de 70 % de la production mondiale). Les usines de traitement de cette matière fonctionnent toutes à l’énergie fossile.
Le transport des panneaux photovoltaïques
Encore une fois, l’acheminement des panneaux solaires photovoltaïques provient du continent asiatique, dans la plupart des cas. Cependant, on produit actuellement des panneaux solaires dans les quatre coins du globe. Plus la distance est longue, plus l’empreinte carbone est importante.
Toutefois, la France produit également des modules photovoltaïques, ce qui réduit considérablement le transport des matériaux. Dans ce cas, l’émission de CO2 est moindre.
Lors de son utilisation
Au cours de son utilisation, le bilan carbone des panneaux solaires est proche de zéro. Cela signifie que lorsqu’ils produisent de l’électricité, il n’y a aucune émission de CO2. Néanmoins, l’entretien et la maintenance des plaques solaires nécessitent des déplacements qui utilisent de l’énergie.
Ce qu’il faut retenir c’est l’absence de CO2 lors de son utilisation. De plus, les panneaux solaires peuvent durer jusqu’à 40 ans. Ce sont quatre décennies où l’utilisation des énergies fossiles polluantes sera limitée.
En fin de vie
Lorsque les panneaux solaires ne sont plus utilisables, les modules peuvent être encore recyclés à près de 95 %.
Panneaux photovoltaïques : quel est donc son bilan carbone ?
Pour estimer le bilan carbone des panneaux photovoltaïques, tout dépendra de son origine et de son modèle. Selon l’agence de Transition écologique, ceux fabriqués en Chine ont un score de 43,9 grammes de CO2/kWh produit. Pour les modèles européens, ils sont de 32,3 et les panneaux solaires de fabrication française ont un bilan carbone de 25,2 grammes de CO2/kWh.
La bonne nouvelle est que ce bilan s’améliore d’année en année. Il est bon de savoir qu’au cours de son utilisation, un panneau solaire produit jusqu’à 30 fois plus d’énergie propre que celle dépensée lors de sa fabrication. En comparaison avec d’autres sources d’énergie fossiles, l’émission de gaz à effet de serre du solaire est 96 % inférieure à celui du charbon. Le gaz naturel quant à lui émet 93 fois plus de CO2 que le photovoltaïque.
En analysant le cycle de vie des panneaux photovoltaïques, les phases les plus polluantes sont la fabrication et le transport. Cependant, cette émission de gaz à effet de serre est compensée lors de son utilisation.
Quelles sont les initiatives pour réduire l’empreinte carbone des panneaux photovoltaïques ?
Pour réduire l’empreinte carbone des panneaux photovoltaïques, plusieurs mesures ont été adoptées.
- Le bilan carbone des panneaux solaires dépend de son pays d’origine. L’État encourage la fabrication de ces panneaux solaires en France. Cela réduirait les émissions de carbone de 5 % à 20 % par rapport à l’importation. À noter que la France détient les 3 % de production de silicium mondiale.
- Les usines de fabrication utilisent de plus en plus d’énergie moins carbonée lors de l’extraction et la transformation du silicium. Actuellement, la moyenne est de 30 g de CO2/kWh contre 55 g de CO2/kWh en 2013.
Les nouvelles générations de cellules solaires
Les ingénieurs sont toujours à la recherche de la meilleure technologie pour perfectionner les cellules solaires et faire baisser la consommation d’énergie lors de la fabrication. Parmi les cellules solaires de nouvelles générations, il y a :
- Les cellules à couches minces qui allient souplesse et légèreté. Elles sont dotées de moins de cellules semi-conductrices. Elles sont faites à base de Tellure de Cadmium (CdTe). Elles sont moins polluantes, car elle ne passe pas par la case transformation. Elles ont aussi une meilleure production électrique.
- Les cellules organiques sont également de nouvelle technologie de cellules solaires. Par rapport au silicium, elles sont plus souples, transparentes et légères. De plus, sa fabrication émet moins de CO2.
Le recyclage des panneaux solaires
Une fois à leur fin de vie, les panneaux solaires peuvent être réutilisés. Certains composants comme le verre et l’aluminium sont utilisés pour en faire des emballages. Le cuivre va servir pour la fabrication des fils électriques. Le silicium se recycle 4 fois pour en faire d’autres cellules photovoltaïques. En tout, les panneaux solaires sont recyclables à plus de 95 %.
Les panneaux photovoltaïques sont des solutions efficaces pour répondre à nos besoins en électricité tout en préservant l’environnement. Certes, leur fabrication nécessite beaucoup d’énergie, mais cela est compensé par leur absence de CO2 tout au long de son utilisation.
Les technologies qui visent à réduire le bilan carbone des panneaux solaires ne cessent d’accroître afin qu’ils puissent véritablement être moins polluants.
