Quel avenir pour l’industrie photovoltaïque en Europe ?

Décou­vrez le troi­sième numé­ro de notre maga­zine Le 3,14, dédié au bilan car­bone des éner­gies en France

Il est vrai qu’au plan tech­no­lo­gique, l’industrie des pan­neaux solaires est carac­té­ri­sée aujourd’hui par une cer­taine homo­gé­néi­té. La plu­part des acteurs exploitent une tech­no­lo­gie à base de sili­cium poly­cris­tal­lin ou qua­si-mono­cris­tal­lin, mis en œuvre selon dif­fé­rentes architectures.

Cela ne signi­fie pas qu’il n’y a pas d’innovation, mais plu­tôt que celle-ci a sui­vi jusqu’ici une logique incré­men­tale. Les amé­lio­ra­tions n’en sont pas moins, dans la durée, signi­fi­ca­tives, sur les per­for­mances et sur les coûts. Concer­nant la per­for­mance des dis­po­si­tifs : le pre­mier pan­neau à pro­pre­ment par­ler, déve­lop­pé en 1954 par les Bell Labs (qua­rante ans après les pre­miers essais de cel­lules pho­to­vol­taïques au sili­cium), avait un ren­de­ment de 6 %. Il y a quelques années, on en était à 13 ou 14 %, et aujourd’hui une bonne par­tie des pan­neaux solaires sur le mar­ché ont un ren­de­ment aux alen­tours de 20 %.

Le coût des pan­neaux a chu­té de 80 % en dix ans pour de bonnes et de mau­vaises raisons. 

Quant au coût des pan­neaux, il a chu­té de 80 % en dix ans, pour de bonnes et de mau­vaises rai­sons : les bonnes, ce sont les pro­grès tech­no­lo­giques et le pas­sage à l’échelle por­té par l’accélération de la tran­si­tion éner­gé­tique. Les mau­vaises, ce sont des sub­ven­tions mas­sives, notam­ment en Alle­magne, qui, au lieu de faire décol­ler l’industrie euro­péenne, ont conduit à des sur­ca­pa­ci­tés indus­trielles et à une guerre des prix à laquelle seuls quelques indus­triels chi­nois ont pu sur­vivre ; ils exercent aujourd’hui une domi­na­tion écra­sante sur le mar­ché. Aujourd’hui, le prix est le prin­ci­pal cri­tère, bien devant la per­for­mance, tant chez les ins­tal­la­teurs de parcs pho­to­vol­taïques que chez les particuliers.

Non, et ceci pour au moins trois rai­sons. La pre­mière est que le mar­ché est en plein boom, et qu’il y a de la place pour de nou­veaux acteurs. On n’a pas encore les chiffres défi­ni­tifs pour 2022, mais en 2021, d’après l’Agence inter­na­tio­nale de l’énergie¹, la pro­duc­tion d’énergie pho­to­vol­taïque mon­diale a aug­men­té de 179 TWh (soit + 22 %), un record, pour dépas­ser les 1 000 TWh. Cette crois­sance est tirée par le mar­ché chi­nois, sui­vi par les États-Unis et l’Union euro­péenne. Si l’on suit le scé­na­rio Net Zéro des Nations Unies, il fau­dra atteindre un niveau de pro­duc­tion solaire pho­to­vol­taïque annuelle d’environ 7 400 TWh en 2030. En par­tant des 1 000 TWh actuels, cela implique une crois­sance moyenne de la pro­duc­tion d’environ 25 % par an pen­dant la période 2022–2030.

Dans ce gigan­tesque mar­ché, la pro­duc­tion réa­li­sée en Chine res­te­ra domi­nante, et il faut regar­der de près ce qui se passe aux États-Unis. Mais la crois­sance du mar­ché euro­péen sera éga­le­ment très impor­tante, ce qui ouvre des pers­pec­tives pour les acteurs euro­péens de reve­nir dans la course, car — c’est la deuxième rai­son — nous entrons dans une phase d’arrivée à matu­ri­té de plu­sieurs inno­va­tions tech­no­lo­giques qui, sans être des rup­tures à pro­pre­ment par­ler, consti­tuent des accé­lé­ra­tions décisives. 

La plus pro­met­teuse : les cel­lules « tan­dem » qui asso­cient sili­cium et pérovs­kite. Cela per­met de mieux exploi­ter le spectre solaire, en ajou­tant les ultra­vio­lets à la lumière visible et aux infra­rouges (bien cap­tés par le sili­cium). Une telle tech­no­lo­gie déplace la bar­rière théo­rique qui pla­çait jusqu’ici le maxi­mum de ren­de­ment à un peu plus de 29 %. Elle se situe désor­mais aux alen­tours de 40 %. En labo­ra­toire, on va déjà très loin : en sep­tembre der­nier, des cher­cheurs néer­lan­dais ont réus­si pour la pre­mière fois à pas­ser le seuil des 30 % de ren­de­ment². L’industrialisation est en vue : l’IPVF, qui regroupe les forces de nom­breux acteurs (dont EDF, Tota­lE­ner­gies, le CNRS et l’Ecole Poly­tech­nique) va ins­tal­ler, en Alsace, une pre­mière ligne de pro­duc­tion uti­li­sant cette tech­no­lo­gie tan­dem sili­cium-per­ovs­kite avec son par­te­naire indus­triel, Vol­tec Solar. Sur cette tech­no­lo­gie de rup­ture, l’Europe est donc en pointe tant en recherche qu’en développement.

Une troi­sième rai­son est que si la « com­mo­di­ti­sa­tion » des pan­neaux solaires va conti­nuer, avec des pro­duits stan­dar­di­sés, on assiste éga­le­ment aujourd’hui à l’essor d’un mar­ché d’applications beau­coup plus variées, ani­mé par une logique de dif­fé­ren­cia­tion. Je vous en cite­rai trois exemples. 

Le pre­mier, c’est l’agrivoltaïque, avec des pan­neaux semi-trans­pa­rents per­met­tant d’optimiser l’association entre cultures et pan­neaux sur ombrières. On est ici dans des réglages fins, au plus près du mar­ché, des besoins, des condi­tions météo­ro­lo­giques : au plan com­mer­cial et indus­triel, il y a de la place pour des pro­duits dif­fé­ren­ciés, por­tés par des acteurs capables de four­nir du service.

Inci­tés par une régle­men­ta­tion bien pen­sée, des acteurs indus­triels allon­ge­ront la chaîne de valeur jusqu’à la der­nière par­tie du cycle de vie : le recyclage. 

Deuxième exemple, le solaire sur les véhi­cules. Aujourd’hui c’est une niche, avec quelques exemples dans l’industrie des navires de plai­sance³ (l’enjeu : cou­per le moteur sans cou­per la clim et le fri­go…). Mais l’essor des voi­tures élec­triques amène un besoin mas­sif de solu­tions pour rafraî­chir le véhi­cule à l’arrêt ou, inver­se­ment, tenir la bat­te­rie au chaud afin de ne pas perdre de per­for­mance en hiver. Le solaire est un bon can­di­dat : construc­teurs et équi­pe­men­tiers ont des pro­jets dans leurs cartons.

Troi­sième exemple : les pan­neaux solaires, c’est bien dans le bâti­ment, mais ce n’est pas très élé­gant. Un mar­ché de tuiles solaires est en train d’émerger, qui là encore va se déve­lop­per selon des besoins plus locaux (toutes les tuiles ne se res­semblent pas, il y a des dif­fé­rences régio­nales) et sur de la qua­li­té esthé­tique, à par­tir de niches appe­lées à gros­sir. Là encore, il y a de la place pour des acteurs agiles et locaux. Récem­ment, on a obser­vé le déve­lop­pe­ment de tuiles pho­to­vol­taïques de desi­gn très proche des tuiles tra­di­tion­nelles⁴. 

Oui, notam­ment dans la logique du Green Deal euro­péen, qui asso­cie poli­tique indus­trielle et exi­gence éco­lo­gique. En matière de pan­neaux pho­to­vol­taïques, les normes et régu­la­tions euro­péennes ont jusqu’ici prê­té peu d’attention à la ques­tion du cycle de vie. Or, celle-ci est appe­lée à gagner en impor­tance. Deux points en par­ti­cu­lier pour­raient faire la dif­fé­rence : le pre­mier est la quan­ti­té d’énergie consom­mée (et le CO2 émis) pour fabri­quer un pan­neau. À l’heure actuelle, le « retour éner­gé­tique » des pan­neaux n’est pas très bon : un module pho­to­vol­taïque doit fonc­tion­ner envi­ron deux à trois ans pour com­pen­ser l’énergie néces­saire à sa fabri­ca­tion. De sur­croît, ceux fabri­qués en Chine ont un bilan car­bone peu tra­çable, et pro­ba­ble­ment pas très bon. Une régu­la­tion met­tant l’accent sur cette dimen­sion chan­ge­rait la donne.

Dans le même esprit, un autre aspect du cycle de vie est appe­lé à prendre de l’importance : la recy­cla­bi­li­té. Cela pour­rait favo­ri­ser une forme d’économie cir­cu­laire, dès lors que, inci­tés par une régle­men­ta­tion bien pen­sée, des acteurs indus­triels allon­ge­ront la chaîne de valeur jusqu’à cette der­nière par­tie du cycle de vie. Là encore, c’est à l’échelle régio­nale — celle de l’UE — que cette inté­gra­tion entre indus­trie et ser­vices aura le plus de pertinence.

Richard Robert