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Comprendre le bilan carbone des panneaux solaires photovoltaïques

par Jade Sebastien

Les panneaux solaires photovoltaïques sont souvent perçus comme des solutions d’énergie décarbonées par excellence. Pourtant, leur fabrication, transport et recyclage entraînent des émissions de gaz à effet de serre (GES). Quelle est donc la réalité de leur empreinte carbone ?

Quel est le bilan carbone d'un panneau solaire photovoltaïque

Quel est le bilan carbone d’un panneau solaire photovoltaïque ?

Le bilan carbone d’un panneau solaire correspond à la quantité totale de gaz à effet de serre (GES) émise sur l’ensemble de son cycle de vie. Cette mesure, exprimée en équivalent dioxyde de carbone (CO₂eq), inclut toutes les étapes de production et d’utilisation :

  • extraction des matières premières ;
  • fabrication ;
  • transport ;
  • utilisation ;
  • recyclage.

Selon l’ADEME (Agence de la transition écologique), le bilan carbone d’un panneau solaire varie entre 25,2 et 43,9 g CO₂eq/kWh, selon le lieu et les méthodes de fabrication. Par exemple, en France, où l’électricité utilisée pour la fabrication est majoritairement décarbonée, le bilan est faible (25,2 g CO₂eq/kWh). En revanche, un panneau fabriqué en Chine atteint 43,9 g CO2eq/kWh, principalement en raison de l’utilisation intensive de combustibles fossiles dans son mix énergétique.

Comparaison avec d’autres sources d’énergie :

charbon : environ 820 g CO₂eq/kWh ;

gaz naturel : environ 490 g CO₂eq/kWh.

Les étapes clés de la fabrication de panneaux solaires et leurs contributions au bilan carbone

1/ Fabrication : 60 %

La fabrication représente environ 60 % des émissions totales. La production du silicium, matériau clé des cellules photovoltaïques, est particulièrement énergivore, générant à elle seule près de 23 % des émissions. Les autres composants, tels que les onduleurs et les structures de support, contribuent à hauteur de 35 % au bilan carbone total.

Le saviez-vous ?

La consommation de silicium pour les cellules photovoltaïques a été réduite, passant de 16 g/Wc en 2004 à environ 2,2 g/Wc en 2023, grâce à des processus de fabrication plus efficaces et à des wafers plus fins (Source : Photovoltaics Report 2024, Fraunhofer ISE).

2/ Transport : environ 5 %

Bien que nombreux pensent que le transport est le principal facteur augmentant le bilan carbone d’un panneau solaire, il ne représente en réalité que 5 % des émissions totales.

3/ Recyclage : une opportunité à développer

Jusqu’à 95 % des matériaux d’un panneau solaire (verre, silicium, plastique) sont recyclables. Cependant, les émissions liées au recyclage ne sont pas encore pleinement quantifiées.

Les indicateurs pour mesurer l’impact environnemental d’un panneau solaire photovoltaïque

Le temps de retour carbone (TRC)

Le TRC est le temps nécessaire pour qu’un panneau solaire compense, par sa production d’énergie propre, les émissions de CO2 générées au cours de sa fabrication. En France, ce temps est estimé à environ 3 ans, en raison d’une production énergétique plus décarbonée. Dans des pays où le mix énergétique repose davantage sur les énergies fossiles, comme la Chine, ce temps peut dépasser 20 ans.

Le temps de retour énergétique (TRE)

Le TRE désigne la durée nécessaire pour qu’un panneau produise une quantité d’énergie égale à celle investie dans sa fabrication. Le temps de retour énergétique des panneaux solaires photovoltaïques varie en fonction de plusieurs facteurs, notamment la technologie utilisée, le lieu d’installation et les conditions d’ensoleillement.

Dans l’édition 2024 du Photovoltaics Report publié par Fraunhofer ISE (Institute for Solar Energy Systems), le temps de retour énergétique est estimé entre 0,9 et 1,1 an pour des panneaux solaires fabriqués et installés en Europe. En France, il varie généralement entre 1 et 1,5 an.

Avec une durée de vie moyenne de 30 ans, cela signifie qu’un panneau produit environ 30 fois l’énergie nécessaire à sa fabrication au cours de sa durée de vie.

Des mesures de soutien pour le développement du photovoltaïque

Plusieurs actions sont mises en œuvre pour réduire l’impact environnemental des panneaux solaires tout en renforçant leur compétitivité :

  • mise en œuvre du Pacte Solaire : ce programme inclut notamment la certification InduScore, conçue pour promouvoir les projets à faible empreinte carbone. Il prévoit également l’introduction d’une prime bas carbone dans l’arrêté tarifaire solaire (S24), afin de valoriser les solutions photovoltaïques plus respectueuses de l’environnement ;
  • soutien aux gigafactories : le développement d’usines de grande capacité est encouragé, comme le projet Holosolis en Moselle (5 GW/an), qui vise à booster la production locale de panneaux solaires en France ;
  • Règlement Net Zero Industry Act (NZIA) : cette initiative européenne vise à réduire la dépendance aux importations asiatiques en renforçant la production locale de panneaux solaires, contribuant ainsi à sécuriser l’approvisionnement tout en stimulant l’industrie photovoltaïque sur le continent.

Une solution d’avenir malgré les défis

Bien que leur fabrication génère des émissions de GES, les panneaux solaires photovoltaïques restent un pilier essentiel de la transition énergétique. Leur bilan carbone, nettement inférieur à celui des énergies fossiles et leur longévité en font une technologie incontournable pour un avenir durable. Les avancées technologiques et les politiques européennes renforcent leur efficacité et leur impact positif sur l’environnement, rapprochant encore davantage l’objectif d’un mix énergétique neutre en carbone.

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