Le taux de retour énergétique du solaire atteindrait jusqu’à 45 pour 1

Un rapport du réputé Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires, publié en Allemagne en septembre 2020, conclut que le taux de retour énergétique (EROEI ou EROI, en anglais) des parcs de panneaux photovoltaïques (PV) européens oscille entre 16 et 19 pour 1. En Inde, où le soleil est abondant, ce rapport atteindrait le niveau prodigieux de 45 pour 1. Ceci rendrait cette forme d’énergie bien plus productive que le pétrole. Le rapport contient une foule d’informations sur l’évolution récente de la technologie PV, qui permet d’expliquer cette forte progression de l’EROEI.

Le rapport de l’Institut s’intéresse au temps de retour énergétique (en anglais : Energy payback time, ou EPBT), qu’on peut définir comme la période de temps nécessaire à un système de production d’énergie pour générer la quantité d’énergie utile consommée pour sa fabrication – autrement dit, en combien de temps le système rembourse-t-il son coût énergétique. Sachant ensuite combien de temps le système est censé durer, une simple règle de trois permet de calculer l’EROEI sur le cycle de vie de l’équipement.

Fraunhofer PV 1

Dans le cas du solaire en Sicile, qu’il propose en exemple, l’Institut Fraunhofer calcule qu’un parc solaire construit en 2019 aurait remboursé son coût énergétique en 1,07 année. Il considère aussi que ce parc va durer 20 ans, ce qui est assez conservateur, puisque les panneaux sont garantis pour 25 ans et qu’ils pourraient fonctionner 30 ans ou plus. Retentir le chiffre de 20 ans permet de tenir compte de la perte de rendement progressive du système et de coût (toutefois très faible) de démantèlement. Bref, si un panneau se rembourse en 1,07 année en Sicile, il produira 18,7 fois son coût énergétique en 20 ans soit un EROEI de 18,7 pour 1. Et si on utilise des panneaux européens de meilleure qualité que le matériel chinois, l’EPBT passe à 0,97 année, soit un EROEI de 20,6 pour 1.

EROEI PV

Le rapport offre des données d’EPBT pour une variété de pays. Cette valeur varie principalement en fonction de l’ensoleillement de chaque pays, mais la qualité des installations électriques des parcs locaux joue aussi, le plus souvent en faveur des pays industrialisés. J’ai monté le tableau ci-dessus pour montrer l’EROEI correspondant. Il est à noter que ces données valent pour le PV chinois, de loin le plus courant. Avec des panneaux européens ou nord-américains, l’EROEI serait de 5 à 10 % plus élevé, atteignant le niveau fantastique de 50 pour 1 en Inde.

Pourquoi cette différence avec les données existantes?

Il existe beaucoup de chiffres très bas sur l’EROEI du PV, souvent compris entre 6 et 10. Ces chiffres devraient être pris avec un grain de sel, pour trois raisons :

1. Beaucoup de ces calculs sont déjà anciens (plus de cinq ans) et se fondent sur le retour d’expérience de parcs PV plus anciens encore, âgés de 10 à 15 ans, voire plus. Au rythme actuel d’évolution de cette technologie, ces données sont totalement périmées. Le rapport de l’Institut Fraunhofer se base sur des données de 2019.

2. Beaucoup d’études anciennes faisaient énormément appel aux données des parcs allemands ou britanniques, qui sont en place depuis longtemps, mais qui occupent des sites à faible ensoleillement, ce qui fausse les données. Les retours d’expérience plus récents venus de pays tropicaux montent mieux le plein potentiel de cette technologie.

3. Beaucoup d’études ajoutent des coûts énergétiques au PV pour tenir compte de l’installation de batteries ou d’autres systèmes visant à gérer l’intermittence. Ces ajouts, en plus d’être souvent arbitraires, transforment l’EROEI standard au point de production en EROEI étendu ou en EROEI au point d’utilisation, qui sont des mesures différentes. De plus, pour faire des comparaisons justes avec le pétrole, par exemple, il faudrait inclure le coût énergétique du transport par pétrolier, du raffinage et de la distribution vers les points de vente, ce qui n’est jamais fait.

Pourquoi le rendement énergétique du PV est-il en hausse?

Le rapport de l’Institut Fraunhofer contient une foule de données intéressantes sur l’évolution de la technologie photovoltaïque depuis dix ans. Par exemple, si le rendement des cellules n’a pas beaucoup progressé en conditions de laboratoire, depuis dix ans, le rendement moyen des cellules déployées sur le terrain (conversion de la lumière en électricité, à ne pas confondre avec le facteur de charge) est passé de 12 à 17 %. Cette hausse de production se reflète directement sur l’EROEI.

Par ailleurs, la fabrication des panneaux est également devenue moins énergivore. En 2007, une cellule PV au silicium exigeait 16 grammes de matériaux par watt de puissance. En 2019, ce chiffre n’était plus que de 4 grammes par watt. De plus, la performance interne des systèmes PV s’est améliorée. Avant l’an 2000, les pertes réduisaient leur rendement à 70 % environ. De nos jours, le rendement oscille entre 80 et 90 %. La technologie des onduleurs s’est perfectionnée elle aussi.

Fraunhofer PV 2

Données sur le déploiement

Le rapport fournit aussi une foule de données sur la production et le déploiement de l’énergie solaire dans le monde. Je me contenterai ici d’en reproduire deux. Le premier graphique représente le lieu de production des panneaux solaires dans le monde. On voit qu’avant 2005, la majorité des panneaux solaires étaient produits au Japon, en Europe et, dans une moindre mesure, aux États-Unis. Sans surprise, on constate que la Chine et Taïwan ont pris le relais depuis, bien que le « reste du monde » (Rest of the world, ROW) soit en progression depuis peu.

Fraunhofer PV 3

L’autre graphique montre, année par année, le déploiement cumulatif par région du monde. Comme l’Institut Fraunhofer est un organisme allemand, il compile les données allemandes à part de celles du reste de l’Europe. Ceci se justifie compte tenu de leur importance. Le graphique montre un progrès des déploiements qui est soutenu sans être explosif. Il montre aussi un déploiement actuellement beaucoup plus rapide en Chine et dans le « reste du monde » que dans les pays occidentaux et le Japon.

Au final, ce rapport comptant 50 fiches est une mine d’informations récentes dans un format facile à consulter.

Source :

Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE with support of PSE Projects GmbH, Photovoltaics Report, 16 septembre 2020.

Électrifier les autoroutes?

Une étude publiée le 20 mai par la Chaire de gestion de l’énergie de HEC Montréal étudie la pertinence d’électrifier les autoroutes 20 (au Québec) et 401 (en Ontario) sur les 1 137 km du corridor Windsor-Rivière-du-Loup. L’idée est d’installer des fils au-dessus des voies, permettant aux camions lourds de s’alimenter en électricité à la manière d’un tramway ou d’un trolleybus. L’étude se penche sur les coûts financiers d’une telle installation, de même que sur les émissions de gaz à effet de serre qui pourraient être évités grâce à elle. Continuer la lecture de « Électrifier les autoroutes? »

Net-Zero America : le plan qui cherche à concilier carburants fossiles et neutralité carbone

Le rapport Net-Zero America, publié en décembre 2020, est actuellement le modèle le plus en vue de transition vers une économie américaine décarbonée. Il s’agit notamment l’une des principales sources d’inspiration de l’administration Biden. C’est de toute évidence en travail soigné, qui présente l’originalité de non seulement faire une liste d’équipements nécessaires, mais de les placer sur une carte, pour en montrer la distribution spatiale. Toutefois, ce genre de plan dépend largement des hypothèses de départ, qui sont ici très optimistes. Est-il vraiment raisonnable d’espérer zéro émissions nettes avec un mix énergétique reposant encore jusqu’à 38 % sur les carburants fossiles? Continuer la lecture de « Net-Zero America : le plan qui cherche à concilier carburants fossiles et neutralité carbone »

La Russie aurait passé son pic pétrolier en 2019

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Le prix du rhodium a triplé depuis l’été 2020

Le prix du rhodium a triplé depuis l’été dernier. Il se vendait alors moins de 10 000 dollars l’once troy (31,1 grammes). Depuis la fin de mars, son prix atteint environ 30,000 dollars l’once, soit près de mille dollars le gramme. C’est un record de tous les temps pour ce métal aux usages très spécialisés, dont la production satisfait de moins en moins la demande croissante. C’est aussi un métal d’intérêt pour l’industrie de l’hydrogène. Continuer la lecture de « Le prix du rhodium a triplé depuis l’été 2020 »

Bassin Permien : un déclin annoncé

Un graphique publié aujourd’hui par The Energy Bulletin Weekly illustre la montée fulgurante des forages horizontaux et de la production de pétrole de schiste dans le bassin Permien, au Texas. Mais il montre aussi les lents effets de la déplétion pétrolière sur le nombre de puits depuis 2015 et donne une mesure de ceux de la pandémie sur la production dans cette région. Bien que le recul de la production soit assez modeste en quantité, ce coup de frein très brusque suggère que cette région a dépassé son pic. Continuer la lecture de « Bassin Permien : un déclin annoncé »

Les émissions de CO2 repartent à la hausse en dépit de la pandémie

L’année 2020 a été marquée par une diminution des émissions de CO2 jamais vue depuis la Deuxième Guerre mondiale – en moyenne, sur l’ensemble de l’année. Hélas, selon un récent rapport de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) cette baisse a été de courte durée et fortement concentrée sur le début de la pandémie, au printemps. Elle s’était complètement résorbée dans les économies émergentes dès la fin de l’été. En décembre 2020, malgré une reprise plus lente dans les pays industrialisés, les émissions mondiales dépassaient déjà de 2,1 % le niveau de 2019. Le répit aura donc été de courte durée et sans conséquences durables. Continuer la lecture de « Les émissions de CO2 repartent à la hausse en dépit de la pandémie »

Recension : Radiations et révolution

Le dixième anniversaire de la catastrophe nucléaire de Fukushima, le 11 mars 2021, sera probablement marqué par de nombreux bilans et récits rétrospectifs. On peut parier que peu d’entre eux proposeront un angle aussi original que le livre Radiations et révolution, paru à la fin de février. Rédigé par Sabu Kohso, un théoricien japonais des luttes sociales et un militant anticapitaliste de longue date, il raconte comment les citoyens et les groupes sociaux se sont positionnés face à la catastrophe et comment les diverses réponses se sont inscrites dans la continuité des luttes amorcées dans la foulée de la destruction d’Hiroshima et de Nagasaki en 1945. Continuer la lecture de « Recension : Radiations et révolution »

Parution de l’édition 2021 l’État de l’énergie au Québec

Johanne Whitmore et Pierre-Olivier Pineau, chercheurs à la Chaire de gestion du secteur de l’énergie de HEC Montréal, ont lancé le 28 janvier la nouvelle édition de l’État de l’énergie au Québec. Cet ouvrage annuel, devenu un incontournable, présente les principales données énergétiques relatives à la Belle Province et donne de précieux points de repère tout en dissipant quelques préconceptions. On en trouvera ici quelques faits saillants, mais le lecteur curieux a tout intérêt à consulter le texte complet d’une soixantaine de pages, gratuitement disponible en ligne. Continuer la lecture de « Parution de l’édition 2021 l’État de l’énergie au Québec »

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Le vélo est perçu comme l’outil low tech et décroissant par excellence. Mais qu’impliquent au juste sa production et son entretien en termes d’organisation du travail, de ressources matérielles et énergétiques et de choix techniques? Cette étude s’interroge sur la forme que pourrait prendre la production de bicyclettes en contexte décroissant et sur les dépendances qu’entraîne le choix de miser sur ce mode de transport. Elle explore le concept de l’atelier de fabrication de vélos, installation plus petite et plus conviviale qu’une usine moderne, et explore les tensions entre la simplicité à atteindre et l’efficacité technique nécessaire à une activité manufacturière légère. Continuer la lecture de « Enjeux matériels de la fabrication de vélos dans un monde postcroissance »