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LE SOLAIRE
Le marché
Questiond'avenir
Le développement du photovoltaïque est indispensable pour augmenter la part des énergies renouvelables dans le mix électrique et réduire nos émissions de gaz à effet de serre, dans un contexte de besoins croissants en électricité, notamment du fait de l’électrification des transports et de l’industrie.
ÉtatsdeslieuxduphotovoltaïqueenFrance
La Programmation pluriannuelle de l’énergie prévoit un objectif de développement du photovoltaïque de 20,1 GW en 2023 et entre 35,1 et 44 GW en 2028. Lors de son discours à Belfort le 10 février 2022, le Président de République a fixé l’objectif ambitieux d’une puissance d’au moins 100 GW de photovoltaïque en 2050.
En 2022, la capacité photovoltaïque installée était d’environ 16 GW. Le rythme de développement du photovoltaïque en France est insuffisant pour atteindre les objectifs fixés. Il est donc important d’accélérer le développement du photovoltaïque dans les années à venir.
La loi climat et résilience du 22 août 2021 et la loi d’accélération de la production d’énergies renouvelables du 10 mars 2023 ont permis de faciliter le développement du photovoltaïque, en particulier sur les terrains sans enjeu environnemental, propices à l’accueil de ces installations.
Le développement du photovoltaïque doit en effet se faire sous toutes ses formes :
Au sol : en privilégiant les sols déjà artificialisés ou présentant de moindres enjeux notamment en termes de biodiversité (parkings, friches, délaissés routiers, autoroutiers, ferroviaires, etc.)
Sur bâtiment : des obligations ont été introduites dans la loi afin d’augmenter le nombre de bâtiments, neufs et existants, devant installer des panneaux photovoltaïques.
Sur des zones naturelles et agricoles : les installations devront rester compatibles avec une activité agricole, pastorale ou forestière. Il est important de développer les bonnes pratiques. Les projets peuvent également permettre un gain de valeur ajoutée aux agriculteurs. Avec l’agrivoltaïsme, la production d’électricité doit apporter un service à l’activité agricole (adaptation au changement climatique, protection contre les aléas météorologiques, amélioration du potentiel agronomique ou encore bien-être animal).
Les surfaces nécessaires pour le solaire PV sont très dépendantes du scénario considéré, et se situent entre 400 et 1200 km2, soit une surface très inférieure aux surfaces déjà artificialisées (environ 50 000 km2).
Nous pouvons comparer les surfaces de panneaux photovoltaïques nécessaires pour chaque scénario à la surface de Paris intra-muros (105 km2), dans les différents scénarios (figure de droite). Dans la figure ci-dessous, la surface de solaire photovoltaïque nécessaire (carrés bleus à gauche) est comparée aux différents types de surfaces en France métropolitaine (rectangles colorés). Pour ces calculs, les productions annuelles estimées dans les scénarios sont divisées par une irradiation annuelle moyenne (1000 kWh/m2) et multipliées par une efficacité de 20 % .
Sources : www.solairepv.fr
Même dans les scénarios incluant le plus de photovoltaïque (M0 et M1), la surface nécessaire à la production PV est équivalente à 1200 km2 (12 fois la surface de Paris), soit 0,2 % de la surface de la France métropolitaine, et moins de 3 % des surfaces déjà artificialisées.
Oui, un potentiel de production solaire PV de 200 TWh/an est déjà identifié en utilisant les technologies commerciales disponibles aujourd’hui et des surfaces déjà artificialisées (toitures, friches, parkings). Les scénarios les plus ambitieux pour 2050 (150 à 250 TWh/an) semblent donc réalisables.
Pour aller plus loin :
Des besoins en solaire PV de 150 TWh à 250 TWh :
Les scénarios de mix électrique en 2050 qui incluent la plus forte part de solaire photovoltaïque estiment les besoins entre 150 TWh (Negawatt 2022, scénarios N1 et M23 RTE 2021) et 250 TWh (scénarios M0 et M1 RTE 2021).
Un potentiel actuel de l’ordre de 200 TWh :
Un potentiel de toiture d’au moins 125 TWh.
Un potentiel en friches industrielles ou ombrières de parking de 69 TWh.
De nouveaux modes d’implantation à l’étude, dont le potentiel n’a pas encore été estimé : en façade des bâtiments, en agrivoltaïsme, en installation flottante…
Les estimations actuelles sont assez conservatrices sur les surfaces disponibles et les rendements des modules photovoltaïques utilisés, généralement de 20 % ou moins. Des rendements de modules photovoltaïques de plus de 24 % ont déjà été démontrés avec des technologies industrielles qui devraient être commercialisées d’ici quelques années. Cette augmentation des rendements amène le potentiel de production à au moins 240 TWh (toitures, friches et ombrières uniquement). Le développement du solaire photovoltaïque ne nécessite donc pas l’artificialisation de nouvelles surfaces.
Un point sur les surfaces artificialisées en France : d’après un rapport de l’ADEME, la surface artificialisée en France métropolitaine a augmenté environ 3 fois plus vite que la population au cours des deux dernières décennies. Elle représentait environ 9 % du territoire en 2018, avec la répartition suivante : 17 % des surfaces artificialisées correspondent à des sols bâtis (maisons, immeubles…), 44 % à des sols revêtus ou stabilisés (routes, parkings…) et 38 % à d’autres espaces (jardins, chantiers…).
La France a un potentiel de production photovoltaïque en toiture de 90 TWh/an à un coût inférieur à 0,12 €/kWh et jusqu’à 125 TWh/an à coût inférieur à 0,15 €/kWh (coûts 2019). C’est le plus fort potentiel en toiture en Europe.
Ces chiffres sont discutables et potentiellement sous-estimés. Ils sont obtenus avec une surface de toiture estimée par imagerie satellite à 1346 km2, alors que l’ADEME évalue la surface totale de toitures à 2276 km2 en utilisant une base de données de l’IGN. Les coûts sont établis en 2019, les coûts actualisés restent à évaluer.
Un calcul facile : On retrouve une estimation de production photovoltaïque de 125 TWh/an en utilisant une surface de 625 km2, qui correspond à peu près à la moitié des 1346 km2 de toiture disponible en France estimée par l’étude, avec une irradiation moyenne de 1 MWh/m2/an, et un rendement de conversion de 20 %. A noter que la référence réalise une analyse technico-économique plus complexe.
Remarques :
Ces chiffres ci-dessus ne comprennent pas le photovoltaïque en façade, les ombrières de parking, l’agrivoltaïque, les centrales au sol dans des zones inexploitables comme les anciennes carrières ou les installations militaires, le photovoltaïque flottant…
L’étude est basée sur l’analyse d’images satellites à l’échelle européenne.
Une étude antérieure de l’ADEME publiée en 2016 évalue les gisements photovoltaïque en surface, capacité installable et énergie produite à (1507 km2, 241 GW, 265 TWh/an) pour les toitures résidentielles et (769 km2, 123 GW, 134 TWh/an) pour les toitures industrielles. Cette étude utilise une base de données IGN pour les surfaces de toit, et applique des ratios par région pour déterminer la part exploitable pour une installation photovoltaïque, et pour estimer la production annuelle.
Des sources plus récentes évaluent la surface de toitures “exploitables” pour le photovoltaïque à 1181 km2 et 4693 km2.
