1. La mesure de l’empreinte carbone chez DualSun 

2. Mesure de la performance carbone et énergétique

3. Les défis de la transition énergétique

 

 

1. La mesure de l’empreinte carbone chez DualSun

1. L'impact carbone lié à la production du panneau

Les émissions carbone liées à la production d’un panneau sont mesurées depuis l’extraction de matières premières jusqu’à l’assemblage grâce à l’Évaluation Carbone Simplifiée. 

 

Cette évaluation est utilisée par Certisolis pour certifier les panneaux dont les émissions carbone liées à la production sont inférieures à 550 kg équivalent CO2 par kWc, et elle est nécessaire pour les projets de 100 kWc à 500 kWc en France pour obtenir un tarif d’achat sur l’électricité produite. Les résultats d'étude carbone simplifiée de nos panneaux DualSun sont disponibles sur notre site internet : Documentation Technique FR - DualSun

 

Un petit rappel des idées reçues à déconstruire sur l’empreinte carbone des panneaux photovoltaïques :

• Aucune terre rare n’est utilisée pour la fabrication d’un panneau :
  C’est une idée reçue qui a la vie dure, mais la fabrication d’un panneau solaire n’utilise jamais aucune terre rare (liste précise de 17 minéraux dont l’extraction est très polluante). Le composant principal d’un panneau est le silicium, deuxième élément le plus abondant sur Terre, après l’oxygène.
• Les panneaux en silicium cristallin sont recyclables : Plus de 94% du panneau est recyclé en moyenne, le restant étant principalement le plastique qui reste un élément à optimiser dans le futur. Le recyclage est réalisé en France par SOREN, un organisme à but non lucratif indépendant.

 

2. Une mesure complète avec l'analyse du cycle de vie du panneau 

DualSun a étendu plus loin la mesure de l’empreinte carbone de ses panneaux photovoltaïques, en mesurant l’impact de la fabrication du cadre ainsi que le transport et le recyclage du panneau. 

> Pour en savoir plus : Les étapes de fabrication d’un panneau photovoltaïque sont détaillées dans cet article.

L’empreinte carbone d’un panneau a ainsi été décomposée selon les différentes étapes de son cycle de vie, pour mesurer et identifier les réductions d’impact possibles : 

• La fabrication du silicium, qui peut représenter jusqu’à 45% de l’impact d’un panneau, a été améliorée en priorité grâce au choix d’un silicium bas-carbone. 1/3 du silicium est en effet issu d’un processus de fabrication optimisé, afin de réduire l’extraction de matières premières. On a donc un impact de fabrication du silicium de 197 kg CO2 équivalent par kWc, contre 314 kg pour un silicium non bas-carbone : ce qui permet une réduction d’impact carbone du panneau de 17%.
• L’étape de lamination, qui  consiste à assembler les différentes couches du panneau entre elles, permettrait un gain global de 9% si elle était réalisée en France (réduction d’impact sur la lamination et le transport). C’est un élément que nous continuons d’étudier pour les futures évolutions de notre processus de production. 
• Le transport depuis l’usine de fabrication en Chine jusqu’en France a un impact que nous suivons avec attention, mais qui représente seulement une part de 2 à 3% de l'empreinte d’un panneau. 

L’empreinte carbone d’un panneau photovoltaïque selon la production

Source : Bureau d’études photovoltaïque et bilan carbone KAPSTAN, 2023. 

 

Méthodologie 

Cette étude d’impact a été réalisée par KAPSTAN, en utilisant la “méthode 2” définie par la Commission de Régulation de l’Énergie  dans le cahier des charges de l’arrêté du 6 avril 2021. Les données sont issues des évaluations carbone simplifiées des panneaux FLASH de DualSun et des calculs d’impact moyen en France de KASTAN grâce à leurs revues critiques de panneaux certifiés en France.

 

Nous avons choisi de compléter cette analyse d'empreinte carbone avec une autre méthodologie d’analyse multi-critères, en utilisant la méthode PEP ecopassport®. Le périmètre de cette méthode est également étendu à l’impact du cadre, du transport et de la fin de vie pour une analyse complète du cycle de vie du produit.

> Pour en savoir plus : Les panneaux DualSun SPRING et FLASH ont-ils une fiche PEP (Profil Environnemental Produit) dans la base INIES ?

 

 

2. Mesure de la performance carbone et énergétique

1. La performance carbone de l'énergie produite 

Pour faire un bilan carbone complet, il est intéressant de mesurer les économies carbone que le panneau permettra de réaliser par la suite. On compare ainsi les émissions carbone liées à la fabrication, et les économies qu’on fait par la suite, pour mesurer la performance carbone de l’installation. Elle est mesurée en grammes de CO2 équivalent par kWh d’énergie produite, et prend en compte l'impact de production, de transport, et de recyclage : 

• 20 à 22 grammes d’équivalent CO2 émis par kWh pour le panneau seul sur la gamme FLASH, et 10 grammes d'équivalent CO2 par kWh (élec+thermique) pour le SPRING : c’est un excellent score en comparaison de beaucoup des panneaux disponibles sur le marché (20 à 30 grammes*). * Nouha Gazbour, CEA, sur la durabilité du photovoltaïque
• Pour l'ensemble de l'installation comprenant tout le matériel, c'est 36 à 38 g eq. CO2 / kWh pour une installation en FLASH et 25 g eq. CO2 / kWh (élec+thermique) pour une installation en SPRING : le reste du matériel est sont souvent omis des analyses alors qu’ils représentent ici 45% de l’empreinte carbone d’une installation photovoltaïque. Nous avons fait le choix de les intégrer dans le calcul de tous nos indicateurs. 

Pour améliorer la performance de l’installation, l’un des meilleurs leviers reste cependant de privilégier une installation dans les règles de l’art pour optimiser la production, avec un installateur formé et accompagné sur tous les produits.

 

Un impact inférieur au mix électrique français !

Cet indicateur permet de comparer la quantité de CO2 équivalente émise par kWh d’énergie produite par différentes sources d’énergie. 

Une centrale composée de panneaux DualSun FLASH en résidentiel et en autoconsommation émet de 28 à 38 grammes d'équivalent CO2 par kWh. Ainsi, au niveau national, la technologie DualSun permet de réduire considérablement les émissions de CO2 et de participer à une énergie renouvelable bas-carbone en France :

 

Mix électrique moyen par source et par pays (gCO2éq/kWh)

Sources : ADEME, Electricity Map et ecoinvent

 

 

Le photovoltaïque est un élément essentiel pour la construction du mix énergétique de demain en France, qui passe par plusieurs leviers : 

1. La production des foyers en énergie solaire participe à réduire la consommation sur le réseau d’électricité, comme il est préconisé par RTE en France pour passer de 1 600 à 930 TWh par an,
2. L’augmentation de production solaire permet de soutenir l’électrification de nos consommations, alors que l’électricité devrait représenter non plus 25% mais 55% des énergies consommées (notamment en raison de nos véhicules désormais électriques),
3. L’énergie solaire participe à réduire drastiquement l’électricité d’origine fossile en la remplaçant par une énergie renouvelable et bas-carbone.

 

Méthodologie 

Le calcul de la production a été réalisé pour chaque panneau en prenant en compte une irradiation moyenne de 1400 kWh/m²/an correspondant à la ville de Lyon sur une durée de 30 ans, un ratio de performance standard de 75%, ainsi que le rendement minimum garanti et la perte de rendement annuelle pour chaque panneau tels qu’indiqués dans les fiches techniques des produits accessibles sur la Documentation Technique FR - DualSun.

 

 

2. Un temps de retour énergétique de 2 ans

En plus de la performance carbone, nous avons mesuré en combien de temps un panneau solaire DualSun produit plus d’énergie qu’il n’en a fallu pour sa fabrication. Nous avons utilisé le Profil Environnemental Produit® (PEP) du panneau DualSun FLASH 410 Half-Cut White pour mesurer ce temps de retour énergétique :

• Il a fallu 87800 MJ/kWc, soit 2417 kWhep/kWc d’énergie primaire pour la fabrication d’un panneau (l'énergie primaire - notée kWhep - prend en compte toute l'énergie nécessaire à la production, dont les pertes liées à la transformation et au transport de l'électricité : c'est donc l’impact réel de notre énergie)
• Si l’on considère aussi la fabrication de l’onduleur et des connexions électriques ainsi que l’installation et la maintenance du panneau, un total de 4611 kWhep/kWc d’énergie primaire est dépensé, soit 4,6MWhep/kWc.
• Chaque année, le module produit en moyenne en France 960 kWh/kWc, qui correspond à 2207 kWhep/kWc d’énergie primaire, soit 55,2 MWhep/kWc sur 25 ans (il faut en effet environ 2,3 kWh d’énergie primaire pour produire 1 kWh d’énergie finale utilisée au point de consommation en France, selon la norme RE 2020. Ce coefficient peut varier selon les pays).

Ainsi, le temps de retour énergétique de l’installation complète (et pas seulement du panneau) est de deux ans. Sur la base d’une durée d’utilisation de 25 ans, une installation solaire rembourse donc l’énergie consommée les deux premières années et permet une production nette durant les 23 années suivantes.

 

Le retour énergétique d’une installation DualSun FLASH

Bilan énergétique d'une installation DualSun FLASH à Lyon. Source : Fiche PEP F410HCW et Bureau d’études photovoltaïque KAPSTAN, 2023.

 

3. Les défis de la transition énergétique

1. L'augmentation des besoins en électricité 

Le “futur énergétique” prévu par RTE dans son étude de 2022 prévoit d’augmenter la production d’électricité en France grâce à des sources énergétiques bas-carbone dont le photovoltaïque fait partie. L’objectif n’est donc pas de remplacer une source de production d’électricité par du photovoltaïque mais bien de produire plus d’électricité pour réduire nos consommations d’énergies fossiles. Sans un développement massif des ENR, il ne serait pas possible d’avoir suffisamment d’électricité bas-carbone en France pour répondre à nos objectifs climatiques.

 

Part de l’électricité dans la consommation finale d’énergie en France 2021 - 2050

1. EnR hors électricité, déchets, chaleur,  2. Électricité,  3. Énergies fossiles   

4. Gaz décarboné,   5. dont hydrogène produit à partir d’électricité

Source : Étude “Futurs énergétiques 2050”, RTE, 2022

C’est un fait : demain il faudra produire plus d’électricité pour répondre à la demande, même réduite de 40%. Nous ne sommes pas en train de remplacer le nucléaire par le solaire, mais nous devons par contre produire plus d’électricité. Se passer d’énergie solaire pour cela ne permettra pas d’atteindre les objectifs fixés par le gouvernement de réduction de consommations d’énergies fossiles.

 

 

2. L'impact climat de nouvelles installations solaires photovoltaïques en France (Étude Artelys, Mars 2020)

Le mix de production remplacé par le PV a été calculé à travers une modélisation fine du système électrique français et européen.

La France étant interconnectée avec ses voisins, les productions sont affectées non seulement en France mais aussi dans le reste de l’Europe. En effet, cette production supplémentaire peut, en fonction des moments, remplacer de la production en France, menant au global à une réduction des émissions de CO2, ou affecter les flux aux frontières, en augmentant les exports ou réduisant les imports, affectant par la même les productions des mix voisins, et donc potentiellement leurs émissions. 

 

CO2 évité par 1kWh d'énergie photovoltaïque produite en France

1. Baisse des centrales gaz en France,   2. Baisse des centrales fioul en France,   

3. Baisse du charbon / lignite européen,   4. Baisse du gaz européen,   5. Baisse du fioul européen

Source : Analyse de l'impact climat de capacités additionnelles solaires photovoltaïques en France à l'horizon 2030, Artelys, Mars 2020

 

Pour aller plus loin : Évolution de la consommation électrique en France par secteur

Source : RTE, Futurs Energétiques

 

À l’heure où le bâtiment représente plus de 35% des consommations d’énergie globales, DualSun a pour objectif de rendre les bâtiments autonomes en énergie. Chez DualSun, nous travaillons chaque jour à développer des technologies spécifiquement appropriées aux besoins en électricité et chaleur des bâtiments.