L’avenir de l’énergie solaire dépendra des 10 prochaines années

Les spécialistes mondiaux de l’énergie solaire recommandent fortement de continuer à développer la production et le déploiement de l’énergie photovoltaïque (PV) afin de fournir de l’électricité à la planète. Selon eux, il n’est plus possible de réduire les projections de croissance de l’énergie photovoltaïque en attendant un consensus sur d’autres sources d’énergie ou l’apparition de miracles technologiques de dernière minute.

Le consensus atteint lors du troisième atelier sur les térawatts l’année dernière fait suite à des projections de plus en plus importantes de plusieurs groupes dans le monde quant à la nécessité d’utiliser l’énergie photovoltaïque à grande échelle pour promouvoir l’électrification et réduire les émissions de gaz à effet de serre. L’adoption croissante de la technologie photovoltaïque a incité les experts à suggérer que l’on aura besoin d’environ 75 térawatts ou plus d’énergie photovoltaïque déployée à l’échelle mondiale d’ici 2050 pour atteindre les objectifs de décarbonation.

L’atelier, dirigé par des représentants du National Renewable Energy Laboratory (NREL), du Fraunhofer Institute for Solar Energy en Allemagne et du National Institute of Advanced Industrial Science and Technology au Japon, a rassemblé des leaders du monde entier dans les domaines du photovoltaïque, de l’intégration au réseau, de l’analyse et du stockage de l’énergie, issus d’instituts de recherche, d’universités et de l’industrie. La première réunion, qui s’est tenue en 2016, avait pour objectif d’atteindre au moins 3 térawatts d’ici à 2030.

La réunion de 2018 a permis d’atteindre un objectif encore plus élevé, à savoir environ 10 TW d’ici à 2030, et trois fois plus d’ici à 2050. Les participants à cet atelier ont également réussi à prédire que la production mondiale d’électricité à partir de l’énergie photovoltaïque atteindrait 1 TW au cours des cinq prochaines années. Ce seuil a été franchi l’année dernière.

« Nous avons fait de grands progrès, mais les objectifs devront être poursuivis et accélérés« , a déclaré Nancy Haegel, directrice du National Center for Photovoltaics (centre national pour le photovoltaïque) au NREL. Mme Haegel est l’auteur principal du nouvel article publié dans la revue Science, intitulé « Photovoltaics at Multi-Terawatt Scale : Waiting Is Not an Option« . Les coauteurs représentent 41 institutions de 15 pays.

« Le temps est compté, il est donc important que nous fixions des objectifs ambitieux et réalisables ayant un impact significatif« , a déclaré Martin Keller, directeur du NREL. « Les progrès réalisés dans le domaine de l’énergie solaire photovoltaïque sont considérables, et je sais que nous pouvons accomplir davantage encore si nous continuons à innover et à agir de toute urgence.« 

Le rayonnement solaire incident peut facilement fournir plus d’énergie qu’il n’en faut pour répondre aux besoins énergétiques de la Terre, mais seul un faible pourcentage est réellement utilisé. La quantité d’électricité fournie au niveau mondial par le photovoltaïque a considérablement augmenté, passant d’une quantité négligeable en 2010 à 4-5 % en 2022.

Le rapport de l’atelier note que « la fenêtre se referme de plus en plus pour prendre des mesures à grande échelle afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en répondant aux besoins énergétiques mondiaux pour l’avenir« . L’énergie photovoltaïque est l’une des rares options pouvant être utilisée immédiatement pour remplacer les combustibles fossiles. « Un risque majeur pour la prochaine décennie serait de faire de mauvaises hypothèses ou des erreurs dans la modélisation de la croissance nécessaire de l’industrie photovoltaïque, puis de réaliser trop tard que nous nous sommes trompés sur les chiffres les plus bas et que nous devons accélérer la fabrication et le déploiement jusqu’à des niveaux irréalistes ou insoutenables« .

Selon les auteurs, atteindre l’objectif de 75 térawatts exigera des efforts considérables de la part des fabricants de systèmes photovoltaïques et de la communauté scientifique. Par exemple :

• Les fabricants de panneaux solaires en silicium doivent réduire la quantité d’argent utilisée pour que la technologie soit viable à une échelle de plusieurs térawatts.

• L’industrie photovoltaïque doit continuer à croître à un rythme d’environ 25 % par an au cours des prochaines années critiques.

• L’industrie doit continuellement innover pour améliorer la durabilité des matériaux et réduire son empreinte environnementale.

Les participants à l’atelier ont également déclaré que la technologie solaire devait être repensée en fonction de l’écoconception et de la circularité, bien que le recyclage des matériaux ne soit pas une solution économiquement viable à l’heure actuelle, étant donné le nombre relativement faible d’installations à ce jour par rapport à la demande des deux prochaines décennies.

Comme l’indique le rapport, l’objectif de 75 térawatts d’énergie photovoltaïque installée « est à la fois un défi majeur et une voie à suivre. L’histoire récente et la trajectoire actuelle suggèrent qu’il peut être atteint ».

Le NREL est le principal laboratoire national du ministère américain de l’énergie pour la recherche et le développement en matière d’énergies renouvelables et d’efficacité énergétique. Le NREL est exploité par l’Alliance for Sustainable Energy LLC pour le compte du ministère de l’énergie.