{"id":644,"date":"2015-06-12T19:43:05","date_gmt":"2015-06-12T17:43:05","guid":{"rendered":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=644"},"modified":"2015-06-12T19:43:05","modified_gmt":"2015-06-12T17:43:05","slug":"les-grandes-centrales-solaires-ont-elles-un-avenir","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=644","title":{"rendered":"Les grandes centrales solaires ont elles un avenir?"},"content":{"rendered":"<p><strong>\u00a0Dans un r\u00e9cent rapport sur les perspectives des techniques \u00e9nerg\u00e9tiques, l\u2019AIE (Agence Internationale de l\u2019Energie) passe en revue toutes les techniques qui permettraient de d\u2019atteindre l\u2019objectif de \u00ab\u00a0d\u00e9carbonisation\u00a0\u00bb\u00a0 de l\u2019\u00e9nergie<\/strong> afin de diminuer les \u00e9missions de CO2 (IEA, <em>Energy Technology Perspectives 2015, Mobilizing innovation to accelerate action<\/em>, <a href=\"http:\/\/www.iea.org\/\">www.iea.org<\/a>). Elle estime ainsi que l\u2019intensit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique devrait diminuer de 2,6% par an en 2050 (1,1% aujourd\u2019hui), le rythme actuel devant s\u2019acc\u00e9l\u00e9rer car la plan\u00e8te n\u2019est pas sur la trajectoire d\u2019un sc\u00e9nario \u00e0 2\u00b0C. Elle constate aussi que la forte baisse en 2014, inattendue, du prix du p\u00e9trole a donn\u00e9 un mauvais signal aux investissements dans les \u00e9nergies renouvelables, m\u00eame si la progression continue des fili\u00e8res renouvelables (\u00e9olien et solaire) est incontestable. Dans son nouveau rapport, l\u2019AIE\u00a0renouvelle un double message qui est un leitmotiv depuis quelques ann\u00e9es : <strong>la d\u00e9carbonisation de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 et la diffusion de ses usages sont un point critique pour la transition \u00e9nerg\u00e9tique<\/strong> et cela requiert un tr\u00e8s grand effort d\u2019innovation et d\u2019investissements dans des secteurs comme les cellules solaires et les batteries pour le stockage de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9. On observera que le Conseil mondial de l\u2019\u00e9nergie (il r\u00e9unit les organismes et entreprises et publiques et priv\u00e9es du secteur de l\u2019\u00e9nergie, notamment les \u00e9lectriciens, d\u2019une centaine de pays) exprime une position tout \u00e0 fait semblable (cf. Conseil Mondial de l\u2019Energie, <em>World Energy Trilemma, priority actions on climate change and how to balance the trilemma,<\/em> 2015, <a href=\"http:\/\/www.worldenergy.org\/\">www.worldenergy.org<\/a> ).<\/p>\n<p><strong>Peut-on \u00eatre plus pr\u00e9cis et proposer une vision prospective de l\u2019avenir des fili\u00e8res renouvelables et en particulier du solaire\u00a0?<\/strong> Nous avons abord\u00e9, \u00e0 plusieurs reprises la question dans notre blog et soulign\u00e9, en particulier, les perspectives qu\u2019ouvraient des nouveaux mat\u00e9riaux pour les cellules solaires, en particulier les p\u00e9rovskites organiques et inorganiques qui pourraient \u00eatre une alternative au silicium. Les publications r\u00e9centes confirment cette perc\u00e9e, le rendement des cellules avec des p\u00e9rovskites \u00e9tant, en 2015, l\u00e9g\u00e8rement sup\u00e9rieur \u00e0 20% (cf. M.A. Green and T.Bein, \u00ab\u00a0Perovskite\u00a0 cells charge forward\u00a0\u00bb, <em>Nature Materials<\/em>, vol. 14, p. 559, June 2015, <a href=\"http:\/\/www.nature.com\/naturematerials\">www.nature.com\/naturematerials<\/a> ).<strong> Si on se limite aux centrales solaires photovolta\u00efques, ce que nous ferons ici, peut-on envisager construire des centrales de grande puissance qui contribueraient \u00e0 la production de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 en base\u00a0<\/strong>? C\u2019est \u00e0 cette question que tente de r\u00e9pondre un r\u00e9cent rapport d\u2019un groupe de travail de l\u2019AIE<strong> (<\/strong>IEA, \u00a0<em>Energy from the Desert: Very Large Scale PV Power Plants for Shifting to Renewable Energy Future<\/em> <a href=\"http:\/\/www.iea-pvps.org\/\">www.iea-pvps.org<\/a> ). Les experts de l\u2019AIE se situent dans la perspective volontariste d\u2019un sc\u00e9nario limitant le r\u00e9chauffement climatique \u00e0 2\u00b0C\u00a0: la part de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 produite \u00e0 partir de fili\u00e8res \u00ab\u00a0d\u00e9carbon\u00e9es\u00a0\u00bb tomberait \u00e0 10% en 2050 avec 65% d\u2019\u00e9nergies renouvelables (le restant \u00e9tant assur\u00e9 par le nucl\u00e9aire et des centrales thermiques avec un captage et un stockage du CO2). <strong>Dans une variante plus volontariste la part des renouvelables passerait \u00e0 79% avec le solaire photovolta\u00efque (16%) en deuxi\u00e8me position derri\u00e8re l\u2019hydraulique.<\/strong><\/p>\n<p><strong>La\u00a0 mont\u00e9e en puissance de la fili\u00e8re solaire \u00e0 tr\u00e8s haut niveau (4500 GW en 2050\u00a0?) n\u2019est envisageable que si l\u2019on parvient \u00e0 \u00e9quiper la plan\u00e8te avec des grandes centrales<\/strong>. C\u2019est un v\u00e9ritable d\u00e9fi auquel on peut faire face, selon l\u2019AIE, en \u00e9quipant les d\u00e9serts avec des centrales. En effet, le rayonnement solaire a une faible densit\u00e9 (1 kW\/m<sup>2<\/sup> au maximum sous nos latitudes) et sa distribution g\u00e9ographique est tr\u00e8s variable. Cette intensit\u00e9 est particuli\u00e8rement importante dans les zones d\u00e9sertiques de la plan\u00e8te qui repr\u00e9sentent le tiers de la surface au sol et <strong>il suffirait, th\u00e9oriquement, d\u2019\u00e9quiper 8% de la surface des d\u00e9serts avec des centrales photovolta\u00efques pour faire face aux besoins mondiaux actuels d\u2019\u00e9nergie primaire.<\/strong> Le d\u00e9sert de Gobi entre la Chine et la Mongolie (13 millions d\u2019hectares) fournirait en \u00e9lectricit\u00e9, \u00e0 lui seul, l\u2019\u00e9quivalent de 5 fois l\u2019\u00e9nergie primaire mondiale. Sur la base d\u2019\u00e9tudes topographiques (avec des donn\u00e9es satellitaires) <a href=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2015\/06\/Solaire-thermique-Europe.jpeg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright size-medium wp-image-646\" src=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2015\/06\/Solaire-thermique-Europe-300x209.jpeg\" alt=\"Solaire thermique Europe\" width=\"300\" height=\"209\" srcset=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2015\/06\/Solaire-thermique-Europe-300x209.jpeg 300w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2015\/06\/Solaire-thermique-Europe-1024x715.jpeg 1024w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2015\/06\/Solaire-thermique-Europe-100x69.jpeg 100w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2015\/06\/Solaire-thermique-Europe.jpeg 1523w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a>portant sur six d\u00e9serts (le Sahara \u00e9tant le plus important), l\u2019AIE estime que des grandes centrales solaires pourraient fournir 50% de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 mondiale en 2050. Aujourd\u2019hui, si le solaire s\u2019est d\u00e9velopp\u00e9 en zone urbaines et rurales avec des petites installations individuelles (panneaux sur des toits et des terrasses), <strong>il existe d\u2019ores et d\u00e9j\u00e0 une vingtaine de centrales\u00a0 d\u2019une puissance sup\u00e9rieure \u00e0\u00a0 100 MW<\/strong> (elle ne fonctionnent, il faut le rappeler, qu\u2019en moyenne \u00e0 20% du temps \u00e0 leur puissance nominale) et il existe plusieurs centrales aux Etats-Unis (une dans l\u2019Arizona et une en Californie) et en Chine d\u2019une puissance de\u00a0 500 MW.<\/p>\n<p><strong>Le sc\u00e9nario envisag\u00e9 par l\u2019AIE est-il r\u00e9aliste\u00a0?<\/strong> Il est n\u00e9cessaire d\u2019y regarder de plus pr\u00e8s. Les conditions de fonctionnement dans un d\u00e9sert sont souvent difficiles. L\u2019environnement est difficile\u00a0: certaines zones (dunes, montagnes) sont exclues, les vents de sable et les fortes variations de temp\u00e9rature sont un handicap, le manque d\u2019eau peut-\u00eatre \u00e9galement g\u00eanant (nettoyage des panneaux). Diff\u00e9rentes solutions sont envisag\u00e9es pour le nettoyage des panneaux solaires, notamment des robots. L\u2019\u00e9loignement des sites de production dans les d\u00e9serts des zones de consommation est \u00e9galement un handicap que l\u2019on doit pallier en construisant des lignes \u00e9lectriques et un r\u00e9seau interconnect\u00e9. <strong>L\u2019AIE estime que le co\u00fbt des panneaux au kWh install\u00e9 pourrait \u00eatre divis\u00e9 par un facteur trois d\u2019ici 2050<\/strong> avec un co\u00fbt de production dans une fourchette de 0,05-0,15 $\/kWh en dollar 2013 mais avec l\u2019hypoth\u00e8se d\u2019une dur\u00e9e de vie des panneaux de 30 ans qui para\u00eet tr\u00e8s optimiste. Une alternative au silicium est envisag\u00e9e avec des cellules dot\u00e9es de lentilles optiques concentrant le rayonnement solaire (pour des cellules au silicium) ou des cellules comportant plusieurs semi-conducteurs (notamment des jonctions AsGa-GaInp-GaInAs-GaInAsP dont le rendement atteint 45%) mais dont le co\u00fbt est plus \u00e9lev\u00e9. N\u2019oublions, par ailleurs, que la fili\u00e8re \u00e0 concentration (ou thermodynamique) est une alternative que l\u2019AIE ne prend pas en compte dans ce rapport mais dont elle tient compte dans ses sc\u00e9narios.\u00a0 Si l\u2019AIE a \u00e9tudi\u00e9 en d\u00e9tail les possibilit\u00e9s de d\u00e9veloppement de la fili\u00e8re dans les d\u00e9serts de Chine avec un r\u00e9seau \u00e9lectrique dans l\u2019Asie du Nord-Est, elle est, en revanche, beaucoup moins diserte sur les possibilit\u00e9s d\u2019implanter des grandes centrales sur les autres continents, notamment en Afrique. <strong>L\u2019importance des investissements n\u00e9cessaires \u00e0 la construction de grandes centrales est probablement un obstacle \u00e0 cette implantation en Afrique<\/strong> o\u00f9 de petites centrales rurales \u00ab\u00a0off-grid\u00a0\u00bb (hors r\u00e9seau) seraient probablement mieux adapt\u00e9es. Le projet Desertec que des entreprises allemandes voulaient lancer en Afrique du Nord a d\u2019ailleurs fait long feu (on imagine d\u2019ailleurs mal la construction de centrales solaires dans des r\u00e9gions comme le sud-alg\u00e9rien ou le Mali\u2026).<\/p>\n<p><strong>Il est probablement difficile d\u2019escompter un d\u00e9veloppement des centrales solaires de grande puissance (500-1000 MW) et sur une grande \u00e9chelle dans toutes les r\u00e9gions d\u00e9sertiques.<\/strong> Il posera en effet de s\u00e9rieux probl\u00e8mes de logistique et, qui plus est, l\u2019AIE est probablement trop optimiste sur le co\u00fbt de production du kWh qui serait produit. En revanche, cette solution est peut-\u00eatre viable dans certaines r\u00e9gions des Etats-Unis de la Chine, o\u00f9 elle y est exp\u00e9riment\u00e9e, du Moyen-Orient ou de l\u2019Am\u00e9rique du Sud. <strong>L\u2019Europe est \u00e9videmment mal plac\u00e9e pour escompter mettre en \u0153uvre une telle fili\u00e8re <\/strong>(la carte indique l&rsquo;intensit\u00e9 solaire en Europe et Afrique du nord en kWh\/an \u00e9quivalent thermique)<strong>\u00a0le seul espoir pour exploiter des centrales solaires de grande puissance est d\u2019am\u00e9liorer les rendements des cellules gr\u00e2ce \u00e0 une rupture technique.<\/strong><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>   L\u2019\u00e9nergie est au coeur des n\u00e9gociations sur un futur trait\u00e9 climatique qui pourrait \u00eatre conclu lors de la conf\u00e9rence de Paris sur le climat en d\u00e9cembre 2015. La \u00ab d\u00e9carbonisation \u00bb  de l\u2019\u00e9nergie est \u00e0 l\u2019ordre du jour : elle devrait permettre de diminuer fortement les \u00e9missions de CO2 afin de tenter de limiter \u00e0 2\u00b0C le r\u00e9chauffement d\u2019ici la fin du si\u00e8cle. L\u2019\u00e9nergie solaire est souvent consid\u00e9r\u00e9e comme une fili\u00e8re d\u2019avenir mais peut-on envisager de construire des grandes centrales solaires ?<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":645,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/644"}],"collection":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=644"}],"version-history":[{"count":1,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/644\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":647,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/644\/revisions\/647"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/645"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=644"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=644"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=644"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}