Bilan carbone des panneaux solaires

Dans une démarche écoresponsable, il est crucial d'analyser le bilan carbone des panneaux solaires. En moyenne, ce bilan s'élève à 43,9 gCO2eq/kWh. Quelle interprétation peut-on faire de ce chiffre ? Quel est le bilan carbone d'un panneau solaire ? Est-ce que cela nous permet de faire une réduction de l’empreinte carbone avec le solaire ? Investir dans l'énergie solaire est-il une décision pertinente pour améliorer son empreinte carbone ? C'est ce que nous voyons dans cet article.

De quoi parlons nous?

Les panneaux solaires ne garantissent pas une neutralité carbone. Comme tout produit manufacturé, leur fabrication requiert une consommation d'énergie, ce qui entraîne un impact environnemental.

Le Ministère de la Transition écologique souligne que « L’électricité produite à partir de panneaux photovoltaïques n’est pas neutre en carbone en analyse de cycle de vie car la fabrication de ces panneaux nécessite elle-même beaucoup d’électricité, ce qui, en fonction du mix électrique du pays de fabrication, peut se traduire par des émissions élevées de gaz à effet de serre.« 

Les conditions de production, qui englobent l'utilisation de diverses sources d'énergie, ont une influence majeure sur le bilan carbone des panneaux photovoltaïques.

Quelles sont les émissions de CO2 d'un système photovoltaïque ?

Pour analyser les émissions d'une installation photovoltaïque, il faut tenir compte non seulement des émissions du module PV, mais aussi des autres éléments du système tels que l'onduleur. Pour des installations avec injection sur le réseau (sans batterie), les émissions sur le cycle de vie d'une installation PV en France sont de l'ordre de 32 gCO2eq/kWh selon les études les plus récentes (46 gCO2eq/kWh selon le rapport final du projet INCER-ACV soutenu par l'ADEME), soit environ 25 fois moins que les centrales fonctionnant au pétrole (de l'ordre de ~800 gCO2eq/kWh).

Ces émissions sont majoritairement dues au procédé de fabrication, et notamment aux procédés à haute température durant les phases d’affinage du silicium. Le bilan carbone des installations PV sera progressivement amélioré par l'augmentation de la part des énergies bas carbone dans le mix énergétique alimentant les usines.

La colonne « PV (étude ADEME) » correspond aux données qui proviennent du 5ème rapport du GIEC (2013). Il est important de noter que le secteur évolue très vite et que ce chiffre est désormais obsolète, comme le montre ici la première colonne (étude la plus récente). La surestimation de l’empreinte carbone du photovoltaïque a fait l’objet d’une publication en 2023.

Comment évaluer le bilan carbone d’un panneau solaire ?

Pour calculer l’empreinte carbone d'un panneau solaire, il est essentiel de prendre en compte toutes les émissions de gaz à effet de serre (GES) tout au long du cycle de vie de l'équipement, depuis sa fabrication jusqu'à son recyclage.

Le protocole de Kyoto a identifié plusieurs gaz à effet de serre, notamment :

• Le dioxyde de carbone (CO2)
• Le méthane (CH4)
• Les halocarbures (HFC et PFC)
• Le protoxyde d’azote (N2O)
• L’hexafluorure de soufre (SF6)

L'ensemble de ces émissions est exprimé en tonnes équivalentes de dioxyde de carbone (CO2), fournissant une unité de référence pour le calcul du bilan carbone des panneaux photovoltaïque.

Pour analyser la répartition des émissions de CO2 associées à un panneau solaire, une analyse du cycle de vie (ACV) est nécessaire. Voici un aperçu des principales sources d’émissions de GES.

Fabrication

La production des panneaux solaires nécessite une quantité significative de silicium. Ce matériau semi-conducteur est extrait sous forme de quartz pour fabriquer des cellules photovoltaïques. Comme l'indique notre article sur la création d'un module solaire, il doit être transformé en wafer, une surface plane de cristaux de silicium, afin d'être utilisé dans les panneaux solaires.

Cette transformation est particulièrement énergivore. Selon le CNRS « au total, 2933 kWh d’électricité sont nécessaires pour produire 1 kg de wafer en silicium. ». Toutefois, il est important de considérer que ce chiffre date de 2010, et il est probable que les techniques de production aient évolué pour nécessiter moins d'énergie. De nouvelles études devraient apporter des éclaircissements à ce sujet dans les années à venir.

Il est essentiel d’être prudent avec les données chiffrées, car il est souvent difficile de rassembler des informations concernant la production et la distribution des panneaux solaires. En effet, les modules peuvent être fabriqués dans divers endroits à travers le monde, rendant la compilation des données complexe et les méthodes de calcul susceptibles de varier d'un pays à l'autre.

Transport

Le transport des panneaux solaires impacte également leur empreinte carbone. L'utilisation de cargos ou de fret aérien entraîne des émissions de CO2. Cependant, il est difficile de quantifier précisément l'impact du transport sur le bilan environnemental des panneaux solaires. En général, plus la production est éloignée, plus les temps de transport sont longs, ce qui augmente les émissions de GES.

Usage

Lors de leur fonctionnement, les panneaux solaires ne produisent pas de GES, ce qui en fait la phase avec le meilleur bilan carbone du cycle de vie. Néanmoins, ils ne sont pas totalement neutres en carbone, car les opérations de nettoyage, de maintenance et de dépannage peuvent nécessiter de l'énergie.

Recyclage

Enfin, le recyclage joue un rôle dans le bilan carbone des panneaux solaires. Le traitement et la valorisation des modules impliquent de nombreuses transformations énergétiques, mais le matériel peut être réutilisé. En France, selon Soren, l'éco-organisme en charge du recyclage, les panneaux solaires sont recyclés à hauteur de 94,7 %.

Quel est le bilan carbone des panneaux solaires?

Empreinte carbone d’un panneau solaire fabriqué en Chine

L’origine de fabrication influence effectivement l’empreinte environnementale du photovoltaïque. Actuellement, la majorité des panneaux solaires sont conçus et fabriqués en Chine. En 2022, le bilan carbone d’un panneau solaire photovoltaïque chinois s’élève à 46 gCO2eq/kWh. Cela s'explique par le fait que 62,6 % de l'électricité en Chine provient du charbon, une source d'énergie fossile qui augmente significativement les émissions de gaz à effet de serre (GES) associées à la fabrication.

Empreinte carbone d’un panneau solaire produit en France

Selon l’Ademe, l’empreinte carbone du photovoltaïque est de 25,2 gCO2eq/kWh en 2022 pour un mix énergétique français. Comparés aux panneaux chinois, les modèles produits en France affichent un bilan carbone plus favorable. Le mix énergétique français repose en effet à 92 % sur des centrales de production décarbonées, ce qui contribue à réduire les émissions.

Si les panneaux sont fabriqués en Europe, le bilan carbone reste également bon avec 32,3 gCO2eq/kWh. On peut dire qu'un panneau solaire est bas carbone, s'il est fabriqué en France / Europe.

Bilan carbone des panneaux solaires : durée d’amortissement

Bien que les panneaux photovoltaïques engendrent une « dette carbone », celle-ci est compensée par la production d'électricité verte durant leur durée de vie, qui est généralement supérieure à 25 ans.

L'Ademe estime qu'il faut environ trois ans pour rembourser cette dette carbone après l'installation de panneaux solaires en France (calcul de 2019). Par conséquent, ils génèrent nettement plus d'énergie qu'ils n'en consomment. Ainsi, les panneaux solaires jouent un rôle clé dans la transition énergétique puisque le bilan carbone d'un panneau solaire est positif. Ils constituent un investissement durable pour les entreprises cherchant à réduire leur bilan carbone et à améliorer leur efficacité énergétique. Les panneaux solaire permettant la réduction de l’empreinte carbone grace au solaire.

Si vous souhaitez faire étudier votre projet, vous pouvez remplir notre formulaire avec les détails de vos parcelles. Celles-ci seront analysées par notre conseiller, qui vous contactera sous 48 heures afin de mieux cerner votre projet et adapter l’installation de panneaux solaires à votre terrain.