Dossier : L’essor du solaire photovoltaïque

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Décryptages

Photovoltaïque : une filière de plus en plus compétitive

Le solaire photovoltaïque, qui continue de croître à un rythme très élevé, permet de produire une électricité à un coût de plus en plus compétitif avec les autres sources. Les constructeurs de parcs se livrent à une concurrence très vive dans les prix qu’ils proposent lors des appels d’offres. Une situation qui favorise le photovoltaïque mais pourrait menacer la rentabilité financière à long terme des projets.

Un chantier d'installation de panneaux solaires à Kumamoto, au Japon. © ZAMORA PHILIPPE / TOTAL

Le critère le plus tangible pour juger de la compétitivité d’une source d’électricité est de comparer le coût du kWh (kilowattheure) qu’elle produit au tarif qui est facturé au consommateur final, toutes sources confondues. Lorsqu’ils s’équilibrent, c’est la « parité réseau » (socket parity ou grid parity en anglais), qui varie selon les conditions locales. Pour le solaire, cette parité est déjà atteinte dans une quinzaine de pays et régions du monde, notamment en Allemagne, en Italie, en Californie. 

La chute du coût du module photovoltaïque

Cette révolution, en quelques années, a été rendue possible par la baisse continue et mondiale du coût de production de l’électricité photovoltaïque.

0,4 € : le prix du module photovoltaïque pour 1 watt de capacité (contre 24 € en 1980 !)

Le moteur principal de cette baisse a été la chute du prix du module photovoltaïque. Élément essentiel de l’amont de la filière, le module photovoltaïque est devenu une « commodité » internationale, c’est-à-dire un produit de base, standardisé, aux spécificités bien définies, comme l’a été autrefois le transistor. Son prix varie bien sûr selon la technologie employée, mais il est le même partout dans le monde. Si on se réfère par convention au prix d’un module « classique » au siliciumLes cristaux de silicium sont issus de la silice, principal composant du sable et du quartz. Le silicium est un matériau semi-conducteur., il a enregistré une baisse rarement vue dans l’industrie. Il est en 2016 autour de 0,40 € (euros) par wattLe watt (symbole W) est l'unité dérivée du système international (SI) de mesure de la puissance... de capacité installée sur le marché mondial. Il était de 24 € par watt en 1980 !

Le résultat est qu’il pèse peu sur les investissements de départ (entre 10 et 30 %) et encore moins sur le prix de l’électricité finale.

La concurrence entre les producteurs mondiaux et les politiques d’encouragement aux energie renouvelableOn appelle énergie renouvelable une source d'énergie dont le renouvellement naturel est immédiat ou très rapide... ont été les causes de cette situation. (Voir le décryptage : « Le développement du photovoltaïque dans le monde »).

Le poids des conditions de financement

Mais d’autres charges pèsent sur le coût de l’électricité solaire. Outre le coût du module, le coût de production complet (en anglais LCOE – Levelized Cost of Electricity) est formé de deux éléments principaux :

  • Le coût des systèmes et de leur installation, qu’il s’agisse d’une ferme solaire ou de panneaux sur un toit. On l’appelle du mot anglais BOS (Balance of System). Il comprend le coût des onduleurs, des systèmes électriques, du génie civil pour les parcs, de l’installation pour le résidentiel.
  • Les coûts financiers, commerciaux, administratifs, appelés « soft costs ».

Grâce à une industrialisation des processus d’installation, le BOS pour les centrales solaires au sol est passé en Europe et aux États-Unis de 0,65 €/W en 2010 à 0,35 €/W fin 2013. Dans certains pays à bas coût comme l’Inde on atteint même 0,20 €/W. Une marge de progrès paraît encore possible.

Les coûts de financement (soft costs) sont en revanche un enjeu de premier ordre et sont estimés aujourd’hui entre 15 et 20 %. Si le solaire a des coûts opératoires très bas pendant toute la durée de vie de l’installation (généralement plus de 30 ans), il est caractérisé par des capitaux investis importants au début qu’il faut donc rémunérer. Les différents taux bancaires peuvent alors, selon leurs niveaux, avoir un effet très important sur le coût final. L’un des arguments financiers en faveur du solaire est qu’il peut garantir le prix de l’électricité produite pendant trois décennies, avantage interdit aux centrales utilisant les énergies fossiles qui dépendent des cours mondiaux du brut (pétrole)Pétrole non raffiné. et du gaz.

Le coût des externalités

Reste à évaluer le « coût d’externalité », qui fait l’objet de polémiques : le solaire étant une source intermittente, il faut des énergies d’appoint, par exemple des centrales à gaz, qui assurent la continuité de la livraison d’électricité lorsqu’il n’y a pas de soleil.

Cette charge dépend du pilotage de l’intégration des énergies renouvelables dans le réseau électrique. À l’avenir, une gestion décentralisée des réseaux électriques, notamment avec le développement des réseaux et des compteurs intelligents, permettrait de développer les possibilités d’effacement et de foisonnement.  (Voir le décryptage : « Le solaire : une énergie diffuse, accessible à tous »).

Le coût de production de l'électricité solaire photovoltaïque est devenu compétitif avec celui des autres sources d'énergie.

Les coûts de production comparés

Compte tenu de tous ces éléments constituants, le coût du mégawatt-heure (MWh) de l’électricité solaire varie beaucoup selon les régions du monde et les conditions économiques, notamment les taux de financement. Le coût apparaît le plus clairement lors des appels d’offres où les postulants s’engagent sur un prix. C’est ainsi que sont apparus les « records ».

Fin 2016, un consortiumUn consortium est un groupement de personnes physiques ou morales, publiques ou privées... de constructeurs a proposé 23 dollars le MWh dans un appel d'offres à Abou Dhabi, un chiffre rendu possible par l’ensoleillement exceptionnel de la région et les conditions de financement très favorables. Quelques mois auparavant, deux appels d’offres à Dubaï et au Chili suscitaient des offres en-dessous de 30 dollars.

Selon l’IRENA (International Renewable Energy Agency), la moyenne mondiale s’établissait début 2017 entre 50 et 70 dollars. En France, le niveau (exprimé en euros) est plus élevé : entre 74 et 135 €/MWh pour les centrales au sol et 181 à 326 €/MWh pour le solaire résidentiel, selon les chiffres de l’ADEME1 (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie).

Comme il est souvent habituel dans les secteurs en forte expansion, cette course mondiale aux records a deux inconvénients qui, début 2017, faisaient craindre un phénomène de « bulle »2 :