L’énergie solaire est un marché en croissance rapide, ce qui devrait être une bonne nouvelle pour l’environnement. Malheureusement, il y a un piège. Le rythme de remplacement des panneaux solaires est plus rapide que prévu et étant donné les coûts de recyclage actuellement très élevés, il existe un réel danger que tous.
C’est une période ensoleillée pour l’énergie solaire . Aux États-Unis, les installations domestiques de panneaux solaires ont complètement rebondi après la crise de Covid, les analystes prévoyant plus de 19 gigawatts de capacité totale installée , contre 13 gigawatts fin 2019. Au cours des 10 prochaines années, ce chiffre pourrait quadrupler, selon données de recherche industrielle . Et cela ne prend même pas en considération l’impact futur d’éventuelles nouvelles réglementations et incitations lancées par l’administration Biden, favorable à l’environnement.
La performance de l’énergie solaire à l’épreuve de la pandémie est due en grande partie au crédit d’impôt pour l’investissement solaire, qui couvre 26 % des dépenses liées à l’énergie solaire pour tous les clients résidentiels et commerciaux (un peu moins que 30 % entre 2006 et 2019). Après 2023, le crédit d’impôt passera à un taux permanent de 10 % pour les installateurs commerciaux et disparaîtra entièrement pour les acheteurs de logements. Par conséquent, les ventes d’énergie solaire seront probablement encore plus brûlantes dans les mois à venir, alors que les acheteurs se précipitent pour encaisser tant qu’ils le peuvent.
Les subventions fiscales ne sont pas la seule raison de l’explosion solaire. L’efficacité de conversion des panneaux s’est améliorée de jusqu’à 0,5 % chaque année au cours des 10 dernières années, même si les coûts de production (et donc les prix) ont fortement augmenté. a diminué, grâce à plusieurs vagues d’innovation manufacturière principalement conduites par les producteurs de panneaux chinois, dominants dans l’industrie. Pour le consommateur final, cela représente des coûts initiaux bien inférieurs par kilowatt d’énergie produite.
C’est une excellente nouvelle, non seulement pour l’industrie, mais aussi pour tous ceux qui reconnaissent la nécessité de passer des combustibles fossiles aux énergies renouvelables pour le bien de l’avenir de notre planète. Mais il y a une énorme mise en garde dont très peu de gens parlent.
Des panneaux, des panneaux partout
Les incitations économiques s’alignent rapidement pour encourager les clients à échanger leurs panneaux existants contre des modèles plus récents, moins chers et plus efficaces. Dans une industrie où les solutions de circularité telles que le recyclage restent terriblement inadéquates, le simple volume de panneaux mis au rebut posera bientôt un risque aux proportions existentiellement dommageables.
Certes, ce n’est pas l’histoire que l’on entend de sources officielles de l’industrie et du gouvernement. Les projections officielles de l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) affirment que « de grandes quantités de déchets annuels sont attendues d’ici le début des années 2030 » et pourraient totaliser 78 millions. tonnes d’ici 2050. C’est sans aucun doute une quantité stupéfiante. Mais avec tant d’années de préparation, il décrit une opportunité d’un milliard de dollars pour récupérer des matériaux précieux plutôt qu’une menace désastreuse.
La menace est masquée par le fait que les prévisions de l’IRENA reposent sur le fait que les clients maintiennent leurs panneaux en place pendant l’intégralité de leur cycle de vie de 30 ans. Ils ne tiennent pas compte de la possibilité d’un remplacement précoce et généralisé.
À l’aide de données réelles américaines, nous avons modélisé les incitations affectant la décision des consommateurs de remplacer ou non leur produit selon différents scénarios. Nous avons supposé que trois variables étaient particulièrement importantes pour déterminer les décisions de remplacement : le prix d’installation, le taux de compensation (c’est-à-dire le tarif en vigueur pour l’énergie solaire vendue au réseau) et l’efficacité des modules. Si le coût de l’échange est suffisamment bas et que l’efficacité et le taux de compensation sont suffisamment élevés, nous postulons que les consommateurs rationnels feront le changement, que leurs panneaux existants aient ou non vécu 30 ans complets.
À titre d’exemple, considérons une consommatrice hypothétique (appelez-la « Mme Brown ») vivant en Californie et qui a installé des panneaux solaires sur sa maison en 2011. Théoriquement, elle pourrait garder les panneaux en place pendant 30 ans, soit jusqu’en 2041. Au moment de l’installation, le coût total était de 40 800 $, dont 30 % étaient déductibles d’impôt grâce au crédit d’impôt pour investissement solaire. En 2011, Mme Brown pouvait s’attendre à produire 12 000 kilowatts d’énergie grâce à ses panneaux solaires, soit environ 2 100 dollars d’électricité. Chaque année suivante, l’efficacité de son panneau diminue d’environ un pour cent en raison de la dégradation des modules.
Imaginez maintenant qu’en 2026, à mi-chemin du cycle de vie de son équipement, Mme Brown recommence à examiner ses options solaires. Elle a entendu dire que les panneaux de dernière génération sont moins chers et plus efficaces – et lorsqu’elle fait ses devoirs, elle constate que c’est tout à fait le cas. En se basant sur les projections actuelles, la Mme Brown de 2026 constatera que les coûts associés à l’achat et à l’installation de panneaux solaires ont diminué de 70 % par rapport à ce qu’ils étaient auparavant. en 2011. De plus, les panneaux de nouvelle génération rapporteront 2 800 $ de revenus annuels, soit 700 $ de plus que sa configuration existante lorsqu’elle était neuve.
Au total, moderniser ses panneaux maintenant plutôt que d’attendre encore 15 ans augmentera la valeur actuelle nette (VAN) de sa plate-forme solaire de plus de 3 000 dollars en dollars de 2011. Si Mme Brown est une actrice rationnelle, elle optera pour un remplacement anticipé. Et si elle avait été particulièrement avisée en matière d’argent, elle aurait pris cette décision encore plus tôt : nos calculs pour le scénario de Mme Brown montrent que la VAN de remplacement dépasse celle de la rétention du panel à partir de 2021.
Si des remplacements précoces se produisent comme le prédit notre modèle statistique, ils pourraient produire 50 fois plus de déchets en seulement quatre ans que ce que prévoit l’IRENA. Ce chiffre se traduit par environ 315 000 tonnes métriques de déchets, sur la base d’une estimation de 90 tonnes par MW de rapport poids/puissance.
Aussi alarmantes soient-elles, ces statistiques ne rendent peut-être pas pleinement justice à la crise, dans la mesure où notre analyse se limite aux installations résidentielles. Avec l’ajout de panneaux commerciaux et industriels au tableau, l’ampleur des remplacements pourrait être bien plus grande.
Le coût élevé des déchets solaires
La capacité circulaire actuelle de l’industrie n’est malheureusement pas préparée au déluge de déchets qui est susceptible de se produire. L’incitation financière à investir dans le recyclage n’a jamais été aussi forte dans le solaire. Bien que les panneaux contiennent de petites quantités de matériaux précieux tels que l’argent, ils sont principalement constitués de verre, un matériau de très faible valeur. La longue durée de vie des panneaux solaires décourage également l’innovation dans ce domaine.
En conséquence, le boom de la production solaire a laissé son infrastructure de recyclage lettre morte. Pour vous donner une idée, First Solar est le seul fabricant américain de panneaux à notre connaissance à avoir lancé une initiative de recyclage opérationnelle, qui ne s’applique qu’aux propres produits de l’entreprise, avec une capacité mondiale de deux millions de panneaux par an. Avec la capacité actuelle, le coûte entre 20 et 30 $ pour recycler un panneau. Envoyer ce même panneau dans une décharge ne coûterait que 1 à 2 $.
Le coût direct du recyclage ne représente cependant qu’une partie du fardeau de la fin de vie. Les panneaux sont des équipements délicats et encombrants généralement installés sur les toits dans le contexte résidentiel. Une main d’œuvre spécialisée est nécessaire pour les détacher et les retirer, de peur qu’ils ne se brisent en mille morceaux avant d’arriver dans le camion.
De plus, certains gouvernements peuvent classer les panneaux solaires comme déchets dangereux, en raison des faibles quantités de métaux lourds (cadmium, plomb, etc.) qu’ils contiennent. Cette classification s’accompagne d’une série de restrictions coûteuses : les déchets dangereux ne peuvent être transportés qu’à des heures désignées et via des itinéraires sélectionnés, etc.
La totalité de ces coûts imprévus pourrait anéantir la compétitivité de l’industrie. Si nous traçons les futures installations selon une courbe de croissance logistique plafonnée à 700 GW d’ici 2050 (plafond estimé par le NREL pour le marché résidentiel américain) parallèlement à la courbe de remplacement précoce, nous voyons le volume de déchets dépasser celui des nouvelles installations d’ici 2031.
D’ici 2035, le nombre de panneaux mis au rebut dépasserait 2,56 fois celui des nouvelles unités vendues. À son tour, cela propulserait le LCOE (coût actualisé de l’énergie, une mesure du coût global d’un actif producteur d’énergie sur sa durée de vie) à quatre fois la projection actuelle. L’économie de l’énergie solaire – si prometteuse du point de vue de 2021 – s’assombrirait rapidement à mesure que l’industrie sombrerait sous le poids de ses propres déchets.
Qui paie la facture ?
Il reviendra presque certainement aux régulateurs de décider qui supportera les coûts de nettoyage. Alors que les déchets issus de la première vague de remplacements précoces s’accumulent au cours des prochaines années, le gouvernement américain – en commençant par les États, mais sûrement jusqu’au niveau fédéral – va introduire une législation sur le recyclage des panneaux solaires. Il est concevable que les futures réglementations américaines suivront le modèle de la directive DEEE de l’Union européenne, un cadre juridique pour le recyclage et l’élimination des déchets électroniques dans l’ensemble des États membres de l’UE.
Les États américains qui ont adopté une législation sur le recyclage des produits électroniques se sont pour la plupart attachés au modèle DEEE. (La directive a été modifiée en 2014 pour inclure les panneaux solaires.) Dans l’UE, les responsabilités en matière de recyclage des déchets passés (historiques) ont été réparties entre les fabricants en fonction de leur part de marché actuelle.
Une première étape pour éviter une catastrophe pourrait être que les producteurs de panneaux solaires commencent immédiatement à faire pression en faveur d’une législation similaire aux États-Unis, au lieu d’attendre que les panneaux solaires commencent à obstruer les décharges. Dans notre expérience de rédaction et de mise en œuvre de la révision de la directive DEEE originale à la fin des années 2000, nous avons constaté que l’un des plus grands défis de ces premières années était d’attribuer la responsabilité de la grande quantité de déchets accumulés générés par des entreprises qui ne sont plus actives dans le secteur de l’électronique (donc -appelés déchets orphelins).
Dans le cas de l’énergie solaire, le problème est rendu encore plus épineux par les nouvelles règles de Pékin qui réduisent les subventions aux producteurs de panneaux solaires tout en augmentant les appels d’offres obligatoire pour les nouveaux projets solaires. Dans un secteur dominé par les acteurs chinois, cela accroît le facteur d’incertitude.
Avec un soutien réduit du gouvernement central, il est possible que certains producteurs chinois soient exclus du marché. L’une des raisons qui justifient de légiférer maintenant plutôt que plus tard est de garantir que la responsabilité du recyclage de la première vague imminente de déchets soit partagée équitablement entre les fabricants des équipements concernés. Si la législation arrive trop tard, les acteurs restants pourraient être contraints de faire face au gâchis coûteux laissé derrière eux par les anciens producteurs chinois.
Mais avant tout, la capacité requise de recyclage des panneaux solaires doit être construite, dans le cadre d’une infrastructure globale de fin de vie englobant également la désinstallation, le transport et (entre-temps) des installations de stockage adéquates pour les déchets solaires. . Si même les plus optimistes de nos prévisions de remplacement anticipé s’avèrent exactes, les entreprises n’auront peut-être pas assez de temps pour y parvenir seules.
Les subventions gouvernementales sont probablement le seul moyen de développer rapidement des capacités à la hauteur de l’ampleur du problème imminent des déchets. Les lobbyistes d’entreprise peuvent présenter des arguments convaincants en faveur d’une intervention gouvernementale, centrés sur l’idée que le gaspillage est une externalité négative de l’innovation rapide nécessaire à l’adoption généralisée des nouvelles énergies. technologies telles que le solaire. Le coût de création d’une infrastructure de fin de vie pour l’énergie solaire est donc un élément incontournable du programme de R&D qui accompagne le soutien à l’énergie verte.
Ce n’est pas seulement le solaire, un mal général
Le même problème se profile pour d’autres technologies liées aux énergies renouvelables. Par exemple, à moins d’une augmentation majeure de la capacité de traitement, les experts s’attendent à ce que plus de 720 000 tonnes de pales gargantuesques d’éoliennes finiront dans les décharges américaines au cours des années 2000. les 20 prochaines années. Selon les estimations courantes, seulement cinq pour cent des batteries de véhicules électriques sont actuellement recyclées — un retard que les constructeurs automobiles comblent. à rectifier car les chiffres de ventes de voitures électriques continuent d’augmenter jusqu’à 40 % sur un an.
La seule différence essentielle entre ces technologies vertes et les panneaux solaires est que ces derniers constituent également un moteur de génération de revenus pour le consommateur. Deux acteurs distincts à la recherche de profits : les producteurs de panneaux et le consommateur final – doivent donc être satisfaits pour que l’adoption se produise à grande échelle.
Rien de tout cela ne devrait soulever de sérieux doutes quant à l’avenir ou à la nécessité des énergies renouvelables. La science est incontestable : continuer à dépendre autant des combustibles fossiles que nous le faisons actuellement léguera aux générations futures une planète endommagée, voire mourante. Comparé à tout ce que nous avons à gagner ou à perdre, les quelque quatre décennies qu’il faudra probablement pour que l’économie de l’énergie solaire se stabilise au point que les consommateurs ne se sentent pas obligés d’écourter le cycle de vie de leurs panneaux semblent décidément minimes.
Mais ce noble objectif ne facilite pas en réalité le passage aux énergies renouvelables. De tous les secteurs, c’est celui des technologies durables qui peut se permettre le moins de faire preuve de myopie quant aux déchets qu’elles génèrent. Une stratégie pour entrer dans l’économie circulaire est absolument essentielle – et le plus tôt sera le mieux.
Article source : The Dark Side of Solar Power
