Pour les écologistes, les investisseurs et les techniciens – de fait, toute personne impliquée dans le secteur de l’énergie solaire – 2023 a été un exemple brillant du potentiel de cette industrie. La nouvelle a fait les gros titres : la capacité solaire mondiale a connu un bond de 74 % l’année dernière, avec un record de 346 gigawatts (GW) supplémentaires pour les nouveaux ajouts, ce qui fait passer la capacité installée totale dans le monde à 1 419 GW.[1] Une autre étape importante : 28 pays ont installé individuellement au moins un GW de nouvelle capacité solaire en 2023, ce qui contredit l’idée que la croissance solaire n’est qu’un phénomène chinois.

Une grande partie du monde semble maintenant engagée sur la voie de l’énergie solaire. La technologie photovoltaïque (PV) représentait environ les trois quarts de toutes les nouvelles capacités renouvelables en 2023, dépassant largement la croissance des marchés de l’énergie éolienne et de l’énergie hydraulique. Cette accélération de l’adoption de l’énergie solaire l’année dernière permet de maintenir l’objectif ambitieux de la COP28 de tripler les énergies renouvelables d’ici la fin de la décennie.[2] Compte tenu de l’envolée de l’énergie solaire en 2023, si les énergies renouvelables peuvent poursuivre le rythme moyen d’expansion qu’elles ont atteint entre 2002 et 2023 (16 % par an), cet objectif devient de plus en plus réaliste.

Une croissance aussi rapide apportera non seulement des avantages environnementaux considérables, mais aussi des possibilités de croissance économique et de sécurité énergétique.

Malgré l’augmentation des investissements mondiaux dans l’énergie solaire, la Chine, sans surprise, reste un leader. Les nouveaux ajouts ont augmenté de 55 % d’une année sur l’autre, dépassant largement la moyenne mondiale de 5,9 %.[3] À l’échelle mondiale, la Chine représente environ 63 % de tous les nouveaux ajouts en matière d’énergie solaire en 2023. Rien qu’au premier trimestre 2024, la nouvelle capacité solaire a été multipliée par quatre par rapport au niveau le plus élevé de 2023. Les 45,74 GW des nouvelles capacités installées entre janvier et mars garantissent certainement que la Chine établira des références en matière d’énergie solaire encore plus élevées en 2024.

Alors que les prix de la technologie solaire continuent de baisser, de nombreux pays s’y intéressent de plus en plus, et pas seulement sur les marchés développés de l’Occident.

Certes, des pays plus riches et plus matures sur le plan technologique ont fait des progrès soutenus dans le domaine de l’énergie solaire, tels que l’Allemagne (15 GW d’ajouts en 2023), l’Italie (10 GW), les Pays-Bas (5 GW), l’Espagne (10 GW), les États-Unis (25 GW) et le Royaume-Uni (4 GW). Cependant, ils ont été rejoints par de nombreux pays des marchés émergents, en particulier au Moyen-Orient et en Amérique latine.

On notera, par exemple, l’expansion rapide du solaire en 2023 dans des pays tels que l’Inde (plus de 10 GW), le Brésil (12 GW), le Chili (2 GW), le Mexique (2 GW), l’Arabie saoudite (2 GW) et les ÉAU (2 GW).[4]

Le solaire est promis à un bel avenir, quel que soit le pays où l’on se trouve.

La Chine établit une nouvelle référence

L’Agence internationale de l’énergie (AIE) qualifie d’« extraordinaire » l’expansion de l’énergie solaire en Chine en 2023.[5] La Chine a homologué à elle seule autant de projets photovoltaïques solaires en 2023 que le monde entier ne l’a fait l’année précédente, ce qui a véritablement changé la donne dans l’évolution de l’énergie verte.

Pourquoi une année aussi exceptionnelle en Chine ? L’AIE met principalement en avant l’environnement politique favorable du pays, qui prévoit des contrats à long terme pour les projets énergétiques – c’est exactement le type de filet de sécurité dont les investisseurs ont besoin pour opérer des spéculations en toute confiance.

L’enthousiasme de la Chine pour l’énergie solaire reste, comme il se doit, très élevé. Le pays devrait autoriser plus de la moitié de la nouvelle capacité renouvelable mondiale d’ici 2030. L’impact sera spectaculaire. La Chine dépend actuellement des combustibles fossiles pour environ 70 % de sa production d’électricité, mais d’ici la fin de la décennie, près de la moitié de l’électricité du pays sera produite par les énergies renouvelables.[6][7]

Le pays compte aujourd’hui un tiers des 15 plus grands parcs solaires au monde.[8] Parmi ces méga-installations figure le réseau de Xinjiang, dans le nord-ouest du pays, qui a ouvert ses portes en juin 2024 et dont la capacité photovoltaïque de 5 GW en fait la plus grande installation solaire jamais réalisée au monde. La Chine dispose également de six des sept plus grands fabricants de panneaux solaires au monde, avec en tête Tongwei Solar dans la province du Sichuan, qui a atteint une capacité de production de 28,1 GW en 2022.[9]

Malgré les politiques favorables au solaire qui gagnent du terrain sur des marchés rivaux tels que les États-Unis et l’Inde, la Chine devrait conserver sa position dominante dans la chaîne d’approvisionnement solaire dans les années à venir. Si les prévisions actuelles s’avèrent exactes, d’ici la fin de l’année, la Chine contrôlera entre 80 % et 95 % de la production solaire mondiale, grâce à une main-d’œuvre bon marché et une abondance relative de matières premières. La plupart des pays continueront de constater qu’il est moins cher d’importer des panneaux photovoltaïques chinois que de fabriquer les leurs.

Comme le démontre l’expérience chinoise, le prix est important. Et l’énergie solaire n’a jamais représenté un meilleur rapport qualité-prix.

Les prix du solaire s’avèrent convaincants

Dans un contexte de contraction économique et de crise du coût de la vie, tel qu’il se présente actuellement dans une grande partie de l’Europe et des États-Unis, le prix compte. Il est donc significatif qu’en 2023, les prix des panneaux solaires aient chuté de près de la moitié.[10] Pourquoi une telle baisse des coûts ?

Elle s’explique en partie par l’accélération du rythme de fabrication, ce qui entraîne des économies d’échelle. Mais cela est également dû à l’adoption de politiques favorables dans le monde entier. Ces mesures législatives permettent de rationaliser le processus de planification des nouveaux parcs solaires ou d’offrir des incitations fiscales pour les investissements dans les énergies renouvelables.

Environ 130 pays ont adopté des politiques en faveur du renouvelable en réponse à la demande croissante du public pour des formes d’énergie plus vertes.[11] Au Royaume-Uni, en particulier, un nouveau gouvernement travailliste a été investi avec un ensemble de politiques promettant de faire de la Grande-Bretagne une superpuissance de l’énergie propre dans le cadre d’une « nouvelle donne verte ». Le nouveau gouvernement n’a pas perdu de temps pour approuver l’installation de trois nouveaux parcs solaires gigantesques dans l’est de l’Angleterre, ainsi qu’une « révolution sur les toits » simplifiant le processus d’installation de panneaux solaires sur les biens résidentiels.

L’Union européenne se mobilise elle aussi pour soutenir vigoureusement l’énergie solaire. En mars 2024, le Parlement européen a approuvé une législation obligeant les États membres à installer des équipements solaires sur tous les nouveaux bâtiments, ainsi qu’aux infrastructures existantes lorsque cela s’avère possible. Les législateurs du monde entier suivront de près cette initiative qui, si elle est couronnée de succès, pourrait servir de modèle à des programmes similaires dans d’autres pays.

Du point de vue des fabricants et des fournisseurs d’énergie, l’année 2023 a également fourni des informations convaincantes sur la valeur de la technologie solaire. Environ 96 % des capacités renouvelables nouvellement installées, notamment les projets photovoltaïques solaires à grande échelle, ont produit de l’énergie à des coûts inférieurs à ceux des nouvelles centrales comparables au charbon et au gaz naturel.[12]

Les coûts de production de l’électricité solaire ont chuté à environ 60 USD en 2023, soit moins que le gaz (70 USD), le charbon (117 USD) et le nucléaire (180 USD).[13] Même en tenant compte de coûts supplémentaires liés à l’intégration des énergies renouvelables variables dans le réseau d’énergie, le coût du solaire devrait encore diminuer au cours de la décennie.

Alors que les coûts de l’énergie verte diminuent, ceux des combustibles fossiles augmentent. Les prix du pétrole, du gaz et du charbon ont fortement augmenté depuis 2000. Les tendances récentes se sont révélées sensibles aux événements mondiaux – les prix ayant brusquement augmenté après que la Russie a envahi l’Ukraine, puis retombé lorsque les stocks mondiaux ont été libérés pour répondre à la demande refoulée.[14]

Bien que les politiciens puissent penser uniquement au cycle électoral en cours, et que les PDG aient souvent du mal à voir au-delà du prochain rapport annuel, la rentabilité de l’énergie solaire est indéniablement solide à plus long terme. Des études indiquent que l’adoption rapide des énergies renouvelables, principalement solaires, au détriment des combustibles fossiles, pourrait permettre d’économiser jusqu’à 12 billions USD d’ici le milieu du siècle à l’échelle de la planète.

L’investissement dans l’énergie solaire semble opportun et logique, en particulier en tenant compte des avancées technologiques de l’année dernière qui promettent de faire entrer le concept dans une nouvelle phase passionnante.

La technologie transforme le secteur solaire

Le secteur solaire regorge d’innovations et de promesses. La technologie photovoltaïque a poursuivi son évolution l’année dernière, avec de nouveaux moyens d’améliorer les performances et d’en tirer une plus grande valeur commerciale.

Les cellules solaires tandem de pérovskite se profilent comme la prochaine grande technologie photovoltaïque à surveiller. Ces cellules, qui ont battu à plusieurs reprises des records d’efficacité solaire lors d’essais réalisés au cours des 12 derniers mois, combinent la base conventionnelle de la cellule en silicium avec de la pérovskite. La structure cristalline particulière de la pérovskite absorbe des longueurs d’onde différentes de celles du silicium, de sorte qu’ensemble, elles exploitent une plus grande partie du spectre solaire. Une plus grande quantité d’électricité par panneau signifie un meilleur retour sur investissement et une plus grande sécurité pour les foyers et les entreprises qui dépendent de l’énergie verte.

Les cellules tandem en pérovskite dépassent déjà un rendement de 33 % pendant les essais ; les cellules traditionnelles en silicium atteignent rarement un rendement de 30 %.[15] Les cellules tandem en pérovskite à l’échelle commerciale devraient être prêtes à être déployées cette année.

Nous assistons également à l’essor des panneaux solaires « bifaciaux », c’est-à-dire des panneaux à double face, pouvant être installés par exemple sur des clôtures, et capables de capter la lumière des deux côtés à différents moments de la journée. Ces panneaux remplacent la feuille arrière opaque habituelle par du verre ou un polymère transparent, permettant ainsi à la lumière du soleil de pénétrer sous n’importe quel angle et de charger la cellule. Les tests ont montré que les panneaux bifaciaux génèrent 10 à 20 % de puissance en plus que les panneaux à une seule face.[16] Moins de la moitié des panneaux actuels sont bifaciaux, mais cette situation est appelée à changer, car les panneaux bifaciaux devraient conquérir 70 % du marché mondial d’ici 2030.

Alors que les urbanistes et les architectes capitalisent sur le potentiel des systèmes photovoltaïques intégrés au bâtiment (building-integrated photovoltaics, BIPV), une nouvelle génération de panneaux solaires transparents remplace peu à peu les fenêtres traditionnelles. Ces panneaux sont fabriqués soit en recouvrant le verre d’un revêtement photovoltaïque spécial, soit en piégeant des absorbeurs de lumière semi-transparents entre deux vitres. Les panneaux transparents sont moins efficaces que les panneaux installés sur les toits et coûtent actuellement 30 à 40 % de plus que le verre normal ; cependant, ils sont construits pour durer jusqu’à 50 ans et permettront de réaliser des économies supplémentaires sur les factures d’énergie.[17]

Les progrès constants de l’intelligence artificielle (IA) ont également des répercussions sur l’industrie solaire. Des algorithmes d’IA sont de plus en plus utilisés pour équilibrer la production d’énergie avec la consommation, ce qui signifie une intégration plus fluide au réseau, des approvisionnements en énergie renouvelable plus fiables et des factures moins chères pour tous.

Compte tenu du rythme des avancées technologiques, nous avons besoin de moyens pour stocker la lumière solaire infinie qui tombe gratuitement du ciel. C’est dans ce contexte que nous voyons apparaître la nouvelle vague de systèmes de stockage d’énergie par batterie (battery energy storage systems, BESS), capables de garantir l’approvisionnement en énergie renouvelable même lorsque des nuages bloquent le soleil ou que la nuit tombe sur nos panneaux solaires.

Le stockage est la clé du succès de l’énergie solaire

La technologie BESS, dans laquelle l’entreprise phare de Jameel Energy en matière d’énergie renouvelable FRV est une force pionnière, permet de stocker l’électricité provenant de sources renouvelables en période d’excédent d’énergie jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire pendant les périodes de déficit énergétique.

L’industrie est actuellement dominée par les batteries lithium-ion, qui ont remplacé les cathodes nickel-manganèse-cobalt pour devenir un moyen de stockage plus efficace et plus abordable. Pourtant, le règne du lithium touche peut-être à sa fin. Le lithium est un minerai de terre rare, dont l’extraction est coûteuse et préjudiciable à l’environnement. Par conséquent, les technologies de batteries concurrentes telles que le sodium-ion et le sodium-soufre s’avèrent être des substituts valides.

L’ion sodium peut avoir une densité d’énergie inférieure à celle du lithium-ion (120 à 160 watts-heures/kg contre 170 à 190 watts-heures/kg), mais avec des coûts de production 20 % moins chers et une empreinte environnementale plus faible, il n’est guère surprenant que de multiples fabricants aient commencé à produire des BESS sodium-ion au cours de l’année dernière.[18]

Le marché mondial des BESS a presque triplé en taille en 2023 avec 45 GW de nouvelles installations. L’année prochaine devrait connaître une croissance de plus de 100 GWh, menée par la Chine, où les coûts des BESS ont chuté de 43 % en l’espace d’un an.[19] Les prévisions indiquent un taux de croissance annuel de 21 % de la capacité des BESS d’ici la fin de la décennie, ce qui conduirait à un marché mondial de 442 GWh d’ici 2030.

Aux États-Unis, la loi sur la réduction de l’inflation de 2022 a démontré l’importance du soutien législatif pour le déploiement des systèmes de stockage de l’énergie. Cette loi offre des crédits d’impôt aux investisseurs et aux fabricants d’énergie solaire, et constitue un fonds de réduction des émissions de gaz à effet de serre d’une valeur de plusieurs milliards de dollars.[20]

Il est encourageant de constater que des politiques similaires sont en cours d’adoption dans les parlements au Japon, en Corée du Sud, en Australie et en Europe (par le biais du plan REPowerEU de l’UE) et en Amérique latine. Toutes ces mesures sont la promesse d’une meilleure protection dans le monde entier pour les investisseurs ambitieux dans les BESS.

Active sur les cinq continents, FRV gère un portefeuille de projets BESS, notamment Contego , West Sussex et Clay Tye, Essex, au Royaume-Uni. Clay Tye, qui a été mis en service en mars 2024 avec un rendement de 99 MW et une capacité de 198 MWh, est devenu lors de son inauguration la plus grande installation BESS opérationnelle d’Europe.

Contego fournit une puissance de 34 MW et une capacité de 68 MWh. FRV est également le fer de lance de deux autres projets BESS au Royaume-Uni, tous deux dans les Midlands, générant ensemble environ 100 MW d’énergie. Les deux systèmes de stockage par batterie lithium-ion importeront et exporteront l’énergie vers le réseau de distribution.

Ces programmes s’appuient sur le succès du projet de batterie de 15 MWh Holes Bay de FRV à Dorset, au Royaume-Uni, opérationnel depuis 2020. FRV dirige des projets similaires en Australie, avec une nouvelle usine BESS à Gnarwarre, dans l’État de Victoria, et une usine hybride solaire/BESS à Dalby, dans l’État du Queensland. FRV détient également une participation majoritaire dans un projet BESS en Grèce et, en février 2024, s’est associée à AMP Tank Finland Oy pour un projet de système de stockage d’énergie par batterie (BESS) à grande échelle en Finlande.

Compte tenu de ces grandes avancées dans la collecte et le stockage de l’énergie du soleil, pourquoi ne vivons-nous pas encore dans un monde alimenté par l’énergie solaire et quelles mesures l’industrie peut-elle prendre pour accélérer notre transition vers un avenir énergétique plus propre ?

Les défis vont-ils faire reculer l’énergie solaire ?

Malgré les énormes progrès réalisés dans l’industrie au cours de l’année écoulée, l’énergie solaire n’a pas encore porté un coup décisif dans la lutte contre le changement climatique.

En 90 minutes, la lumière du soleil qui atteint la terre est suffisante pour répondre aux besoins énergétiques de toute la planète pendant un an. L’énergie solaire est abondante, mais elle ne représente qu’une fraction du mélange énergétique actuel mondial, selon l’Agence internationale de l’énergie. Dans la mesure où seule une infime partie des rayons du soleil est captée, une grande partie du potentiel solaire est gaspillée chaque minute de chaque jour.

Il est tristement ironique de constater que les pays les plus ensoleillés sont souvent ceux où la capacité solaire installée est la plus faible. Les marchés bénéficiant d’un ensoleillement supérieur à la moyenne ne représentent que 14 % (204 GW) de la capacité solaire nouvellement installée en 2023.[21] Les installations dans les zones chaudes et sèches de l’Afrique, par exemple, ne représentaient que 0,2 % des ajouts mondiaux en 2023, soit moins de un GW d’énergie. Dans une région qui abrite un cinquième de la population mondiale, une industrie solaire plus active pourrait transformer le niveau de vie. Les problèmes historiques tels que le faible PIB, les conflits entre États, les réglementations incohérentes et le manque d’accès au financement sont autant d’obstacles au déploiement de l’énergie solaire en Afrique.

Des problèmes similaires entravent une progression plus rapide de l’énergie solaire sur le sous-continent indien, où une pénurie d’installations modernes de recherche et développement, associée à de longues périodes de remboursement des investissements, laisse de nombreux projets en suspens.

Le problème est mondial. Kadri Simson, Commissaire européenne à l’énergie, a averti qu’il y avait plus de projets solaires bloqués dans les circuits d’approbation que de projets en construction en 2023.[22] Mme Simson plaide en faveur d’une réforme rapide des processus d’autorisation, ainsi que de nouvelles règles régissant l’utilisation des terres, et insiste sur la nécessité de favoriser une meilleure acceptation de la part de la communauté.

L’environnement macroéconomique mérite également d’être surveillé. L’AIE note que depuis 2022, les taux d’intérêt des banques centrales sont passés de moins de 1 % à une moyenne de 5 %, ce qui freine inutilement l’économie solaire sur les marchés émergents.[23] Les performances économiques des États-Unis seront examinées avec un intérêt particulier l’année prochaine, notamment du fait de l’entrée en fonction d’un nouveau président.

Personne ne prétend, bien sûr, que les changements sismiques à l’échelle d’une « révolution solaire » ne coûtent pas cher. L’AIE prévient que les investissements dans les énergies propres devront atteindre 4,5 billions USD par an d’ici 2030 pour maintenir le réchauffement climatique à 1,5o C par rapport à l’ère préindustrielle.[24]

L’Agence internationale pour les énergies renouvelables (International Renewable Energy Agency, IRENA) est également préoccupée, et souligne que les progrès réalisés dans le domaine des énergies renouvelables restent en deçà des 7,2 TW d’énergie renouvelable supplémentaires nécessaires au cours des sept prochaines années pour atteindre les objectifs de l’Accord de Paris.[25]

Fady Jameel, président délégué et vice-président d’Abdul Latif Jameel, en plein discours lors de la COP28. Crédit photo © Community Jameel

« Nous ne sommes qu’au début de notre siècle du solaire », déclare Fady Jameel, vice-président et vice-président international d’Abdul Latif Jameel. « Cependant, comme l’année 2023 l’a démontré, l’avenir pourrait difficilement être plus brillant pour cette source d’énergie verte et propre. « Si les projections actuelles se confirment, notre communauté mondiale de nations ajoutera davantage d’énergie renouvelable au réseau au cours des cinq prochaines années qu’elle ne l’a fait au cours des cent dernières années – un accomplissement historique qui témoigne de l’influence de la coopération internationale.

« Les défis persistent, mais l’essor impressionnant du solaire au cours de l’année écoulée témoigne de la capacité des capitaux privés à forger un avenir plus sûr pour les communautés partout dans le monde.

Chaque nouveau projet solaire doit être célébré comme une nouvelle étape cruciale sur la voie du zéro émission nette. »

 

[1] https://ember-climate.org/insights/in-brief/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/

[2] https://www.irena.org/News/pressreleases/2024/Jul/Tripling-Renewables-by-2030-Requires-a-Minimum-of-16-point-4-pc-Annual-Growth-Rate

[3] https://ember-climate.org/insights/in-brief/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/

[4] https://ember-climate.org/insights/in-brief/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/

[5] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[6] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[7] https://e360.yale.edu/features/china-renewable-energy

[8] https://www.theecoexperts.co.uk/solar-panels/biggest-solar-farms

[9] https://www.theecoexperts.co.uk/solar-panels/largest-solar-panel-manufacturers

[10] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[11] https://www.theecoexperts.co.uk/solar-panels/solar-drives-record-renewables-growth

[12] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[14] https://ourworldindata.org/grapher/fossil-fuel-price-index

[15] https://www.technologyreview.com/2024/01/08/1085124/super-efficient-solar-cells-breakthrough-technologies/

[16] https://www.alternergy.co.uk/blog/post/bifacial-solar-panels-what-are-they

[17] https://www.cnet.com/home/energy-and-utilities/new-solar-technology-could-make-your-windows-way-more-functional/

[18] https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/enabling-renewable-energy-with-battery-energy-storage-systems

[19] https://about.bnef.com/blog/global-energy-storage-market-records-biggest-jump-yet/

[20] https://www.seia.org/sites/default/files/Inflation%20Reduction%20Act%20Summary%20PDF.pdf

[21] https://ember-climate.org/insights/in-brief/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/

[22] https://www.weforum.org/agenda/2024/02/renewables-energy-capacity-demand-growth/

[23] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[24] https://www.weforum.org/agenda/2023/09/iea-clean-energy-investment-global-warming/

[25] https://www.irena.org/News/pressreleases/2024/Mar/Record-Growth-in-Renewables-but-Progress-Needs-to-be-Equitable