Quel bilan carbone pour un panneau solaire ?

Le bilan carbone mesure l'empreinte carbone d’un objet de sa fabrication à sa fin de vie.

L’ADEME adopte une méthodologie pour mesurer l'empreinte carbone des objets qu’elle nomme le bilan carbone. 

Cette méthode consiste à calculer les émissions de gaz à effet de serre tout au long du cycle de vie (ACV) de l’objet en question.

Pour cela, l’ADEME comptabilise ces émissions de GES à chaque étape de la vie de l’objet : 

Le bilan carbone d’un panneau solaire décompte donc tous les gaz à effet de serre émis, de la fabrication au recyclage du panneau, sans oublier son transport ou encore lors de son utilisation.

👋 L’analyse du cycle de vie des panneaux solaires photovoltaïques (comme tout autre objet) donne une moyenne. Bien entendu, certains panneaux peuvent être plus ou moins polluants. Cette analyse permet de comparer le coût moyen des différentes solutions énergétiques.

🌅 Pour les panneaux solaires, le bilan carbone prend donc en compte les panneaux, le matériel et les câbles qui constituent toute l'installation. L'unité pour mesurer l'empreinte carbone d’un panneau solaire est le gramme équivalent CO₂ par kWh (gCO₂eq/kWh).

Équivalent CO₂, Kézako ?

Comme nous l'avons vu dans notre article “L’effet de serre”, les gaz à effet de serre ne sont pas tous égaux. Le méthane, par exemple, provoque un effet de serre 28 fois plus important que le dioxyde de carbone. Pour lisser cette différence, parfois grande, entre les différents GES, le GIEC a mis en place une unité de mesure de base qui permet de calculer les effets des GES sur le climat. 

Le CO₂ a été choisi simplement parce qu’il s'agit du gaz qui représente la plus forte part des émissions dans le monde. Avec cette unité, tous les gaz sont ramenés à cette mesure commune, facilitant la comparaison entre les objets, leurs émissions de GES et leurs conséquences.

C’est le protocole de Kyoto qui a déterminé les principaux gaz à effet de serre dans le monde : 

Maintenant que l’on comprend le bilan carbone d’un panneau solaire et son unité de mesure, entrons dans le vif du sujet.

C’est la première étape de la vie du panneau solaire, sa création.

Si les matières premières pour fabriquer un panneau solaire ne sont pas rares, elles produisent tout de même des GES lors de leurs extractions. Le pays où sont collectées ces matières premières est important car certains exploitent des ressources plus carbonées que d’autres.

Présent dans le contact arrière des cellules photovoltaïques et dans le cadre du panneau solaire, l'onduleur, ou encore la structure de fixation, l'aluminium est un métal qui demande une grande quantité d'énergie pour être extrait. Plus encore, cette activité crée des émissions d’hexafluorure de soufre ou SF6, gaz à effet de serre bien plus dangereux que le CO₂ à proportion égale (coefficient de 22 200 contre 1 pour le CO₂).

Le silicium est le matériau le plus important dans un panneau solaire car c’est lui qui provoque le phénomène physique qui permet la transformation de la lumière en électricité. Si on peut fabriquer du verre avec le même matériau sans trop émettre, confectionner du silicium solaire consomme 60 fois plus d’énergie (selon le CNRS, il faut 2 933 kWh d’électricité pour produire 1 kg de wafer en silicium).

Métal rare et onéreux, l’argent est présent en petite quantité dans les panneaux solaires (le cuivre aussi).

☠️ On peut aussi trouver d’autres substances dangereuses et polluantes comme le plomb, le cadmium, ou le brome dans les panneaux solaires.

🚮Certains matériaux ne sont pas dangereux. Cependant, ils ne peuvent pas être recyclés, comme l’EVA ou le Tedlar.

La fabrication en elle-même des panneaux solaires requiert beaucoup d'énergie. Les procédés industriels en place ont, en plus, recours à des produits chimiques qui émettent des GES. On peut notamment citer les gaz à effet de serre de type CF4 ou des produits inorganiques (HNO3, HCI, NH3, HF, etc.).

🔌Les câbles électriques, les onduleurs solaires, et tous les équipements qui composent l'installation solaire ont aussi leur propre empreinte carbone qui doit être incluse dans le calcul du bilan carbone d’un panneau solaire.

Ça y est ! Le panneau est sorti de l’atelier de fabrication et est prêt à se dorer la pilule au soleil pour créer de l'électricité ! Afin que le panneau rejoigne son/sa propriétaire, il faut le transporter. Plus le panneau sera produit loin, plus le coût du transport sera important au moment de calculer le bilan carbone d’un panneau solaire.

🚛La logistique comme le transport entraînent donc des émissions de GES qui sont ajoutées à l'empreinte énergétique du panneau solaire.

⛴️Les panneaux produits en Chine (90 % de la production mondiale de panneaux solaires proviennent de la Chine) ont donc une empreinte carbone, liée au transport, plus élevée. Pour autant, il faut relativiser ce coût, car les panneaux sont acheminés en grandes quantités par bateau, ce qui, remplacé à l’échelle d’un seul panneau solaire, ne représente pas un coût immense.

Le panneau est enfin chez lui. Maintenant, il faut qu’il soit installé sur le toit ou au sol, et cela aussi va consommer de l’énergie. Percer, fixer, éclairer, tout cela utilise de l’énergie qui est à ajouter à l'empreinte carbone du panneau solaire. Toutefois, une fois mis en marche, le coût écologique s’inverse puisque le panneau solaire commence à produire de l'électricité à partir d’une ressource renouvelable. La production d'électricité pendant toute la durée de fonctionnement de l'installation solaire ne dégage donc aucun GES complémentaire.

⏱️La durée de vie d’un panneau solaire se compte en décennies (entre 30 et 35 ans en moyenne pour les panneaux les plus modernes), de quoi largement rembourser le coût écologique de sa production et de son transport.

🌨️En hiver, un panneau solaire produit moins qu'en été

🏡Avec le partenariat Solaire Box et Ekwateur, deux spécialistes de l’énergie solaires sont à vos côtés pour construire un studio de jardin, un carport solaire ou un abri de jardin équipée de panneaux solaires !

⚰️Après des années de bons et loyaux services, le panneau solaire ne fonctionne plus (ou mal), il est temps de le recycler !

Contrairement à une idée reçue, les panneaux solaires sont recyclables en grande partie ! En effet, près de 95 % des matériaux d’un panneau solaire peuvent aujourd'hui être recyclés. Le verre photovoltaïque (qui représente 80 % du panneau) peut ainsi être fondu et réutilisé, à l'infini, comme l'aluminium ! En ce qui concerne le silicium, il doit être raffiné pour être réutilisable (il peut être raffiné jusqu'à 4 fois !).

🦸PV Cycle est un organisme sans but lucratif qui gère la fin de vie des panneaux photovoltaïques et peut donc aider au recyclage des panneaux solaires pour les particuliers et les professionnels.

C’est en prenant en compte toutes ces données que l’ADEME a publié en 2022 le bilan carbone des panneaux solaires photovoltaïques : 

Bien entendu, la distance parcourue par le panneau entre son lieu de fabrication et son lieu d'installation compte. Toutefois, ce n’est pas le seul facteur responsable de ces différences. 

Pour confectionner ses panneaux solaires, la Chine se repose sur un parc de centrales qui utilisent principalement des énergies fossiles qui émettent des gaz à effet de serre. Cette part de ressource utilisée pour la réalisation des panneaux augmente dans les pays où la quantité d'énergies renouvelables dans la production nationale est encore basse.

Si les 43,9 gCO₂eq/kWh en 2022 paraissent élevés, ce nombre était de 55 gCO₂eq/kWh en moyenne en 2013. Plus encore, les industriels utilisent moins de grammes de silicium par watt-crête. En 1990, il en fallait 16g/Wc, c’est aujourd’hui 4g/Wc. 

Avec une popularité grandissante, les départements de recherche et développement bouillonnent d’idées pour réduire ou optimiser l'efficacité des panneaux solaires. En quelques années, les processus de purification comme les protocoles de montage se sont grandement améliorés, entraînant des économies écologiques et financières pour le secteur.

L'augmentation de la durée de vie, du rendement, ainsi que du recyclage des matériaux participe aussi à diminuer l'empreinte carbone d’un panneau solaire. Une des raisons qui pousse de plus en plus de gens à choisir des panneaux solaires pour entrer dans la transition énergétique.

💶Le prix des panneaux solaires photovoltaïques a aussi beaucoup diminué au cours de ces dernières années !

A première vue, on pourrait donc penser que le bilan carbone d'un panneau solaire n’est pas très bon. Ce serait oublier sa fonction première. En effet, si un appareil électrique consomme de l’énergie tout au long de sa vie (c’est ce qu’on appelle l'énergie grise), le panneau solaire, lui, en fabrique ! 

L’impact carbone d’une télévision sera toujours négatif, puisque la télévision ne fait que dépenser de l'énergie. Même si elle ne consomme que de l’énergie issue de ressources renouvelables, cela ne changera en rien son bilan carbone lié à la fabrication et au transport, contrairement au panneau solaire.

A partir du moment de sa mise en marche, le panneau solaire commence donc à “rembourser” sa dette carbone en produisant de l’énergie à partir d’une ressource renouvelable. 

Pour un équipement solaire de panneaux fabriqués en Chine et installé en Europe, il faut en moyenne 1 à 1,5 an pour rembourser totalement sa dette carbone selon l’ADEME. Plus encore, tout au long de son cycle de production, le panneau solaire produira entre 17 et 35 fois l’énergie nécessaire à sa fabrication et son recyclage.

En moins de deux ans, le panneau aura fourni autant d'énergie propre qu’il en a fallu pour le fabriquer, le transporter, et l’installer !

🌞Un panneau solaire permet donc de produire de l'électricité avec une énergie renouvelable et non pas fossile. C’est par ce biais que son bilan carbone est extrêmement positif à la fin de son cycle de vie !

Le panneau solaire possède donc un bilan carbone positif et permet en plus d'alléger sa facture d'électricité en utilisant une ressource renouvelable présente partout sur la planète ! Afin de proposer un projet solaire qui sied parfaitement aux spécificités de votre habitation comme à vos besoins énergétiques, Ekwateur offre un accompagnement de la genèse du projet à sa mise en marche. 🍃

Cette collaboration s’incarne en trois grandes étapes : 

Avec une production plus constante que l’énergie éolienne, une facilité d'installation plus grande (plus facile de poser des panneaux solaires dans le jardin qu’une éolienne), et des améliorations techniques chaque année, nul doute que le solaire fait partie des solutions d’avenir pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Remboursée en quelques années à peine au maximum, la dette carbone des panneaux solaires n’est pas un problème en soi. Plus encore quand on sait que, selon l'association européenne Solar Power Europe, la production photovoltaïque est 93 % moins polluante que celle fournie par le gaz et 96 % moins polluante que la production d'énergie au charbon.