L'impact environnemental des panneaux solaires

Fondé en 2005 en tant que journal environnemental basé dans l'Ohio, EcoWatch est une plateforme numérique dédiée à la publication de contenu scientifique de qualité sur les problèmes, les causes et les solutions environnementales.

"Passez aux panneaux solaires pour aider à sauver la planète", disent-ils.

Et ils ont (pour la plupart) raison. Les panneaux solaires sont une excellente source d'énergie propre car, contrairement aux combustibles fossiles, l'énergie solaire ne produit pas d'émissions de carbone nocives tout en créant de l'électricité. Mais à quel point le processus de création de panneaux solaires est-il "propre" ?

Ironiquement, la production de panneaux solaires dépend des combustibles fossiles. Cela implique également l'extraction de métaux précieux, qui contribuent aux gaz à effet de serre et à la pollution.

Avant d'en explorer l'étendue, nous voulons être clairs sur le fait que nous ne sommes pas ici pour démolir l'utilisation des panneaux solaires. EcoWatch est un grand fan de l'énergie solaire et a aidé des centaines de propriétaires à réduire leurs émissions de carbone en passant au solaire. Mais nous voulons être transparents quant à l'impact des panneaux solaires sur l'environnement, qu'il soit bon ou mauvais.

Bien que les panneaux solaires soient une solution énergétique respectueuse de l'environnement, les matériaux et le processus de fabrication utilisés pour les créer ont une empreinte carbone de taille décente, car ils impliquent l'extraction, la fusion et le refroidissement à utiliser.

La plupart des cellules solaires sont constituées de semi-conducteurs de silicium et de verre, ainsi que de métaux comme l'argent, le cuivre, l'indium et le tellure. Et si nous incluons les batteries solaires, ajoutez le lithium à la liste.

En ce qui concerne l'impact environnemental, la collecte de silicium et de verre n'est pas un problème, car ils sont abondants et non toxiques. Cependant, le processus d'extraction de ces métaux crée des émissions de gaz à effet de serre et peut entraîner une pollution du sol, de l'eau et de l'air.1

Première chose à considérer : les installations solaires sont massives. Il est prudent de supposer que, dans la plupart des cas, certaines terres fauniques et récréatives ont été défrichées pour créer des installations de production de panneaux solaires.

Les installations de panneaux solaires nécessitent également beaucoup d'énergie pour fonctionner et, malheureusement, une grande partie de l'énergie utilisée pour fondre le silicium provient de la combustion du charbon, en particulier en Chine où les émissions polluantes sont déjà élevées.2

Il y a aussi un grand besoin d'eau pour le processus de refroidissement, ce qui peut être une contrainte environnementale dans les zones plus arides où l'eau n'est pas aussi disponible. Et comme toute grande installation de production, les installations de production de panneaux solaires polluent l'air.

Il existe trois types différents de panneaux solaires - monocristallins, polycristallins et à couches minces - et chacun est fabriqué différemment, ce qui signifie qu'ils laissent chacun une empreinte carbone de taille différente.

Les panneaux monocristallins sont les plus courants et ont le rendement de conversion d'énergie le plus élevé, généralement compris entre 19 et 22 %. Les panneaux solaires monocristallins sont constitués de cristaux de silicium monocellulaire purs coincés entre du verre fin.

Pour fabriquer un panneau solaire monocristallin, un énorme morceau de silicium est moulé en un bloc, puis découpé en petites tranches pour être apposé sur un panneau solaire. C'est un processus complexe et, par conséquent, produit les émissions les plus élevées par rapport à toute autre méthode de fabrication de panneaux solaires.3

Les panneaux solaires polycristallins sont également en silicium, mais au lieu de provenir d'un bloc, les cristaux de silicium sont fondus ensemble puis placés sur le panneau. En raison du processus de fusion, les panneaux solaires polycristallins nécessitent un peu d'électricité pour être créés, mais pas autant que les panneaux solaires monocristallins.4

Enfin, vous avez des panneaux solaires à couches minces, qui peuvent être fabriqués à partir de plusieurs types de matériaux différents, comme le silicium amorphe, le tellurure de cadmium (un type de silicium) ou le séléniure de cuivre, d'indium et de gallium. J

Typiquement, les panneaux solaires à couche mince vont laisser une empreinte carbone plus faible que leurs homologues plus populaires.5 Mais en revanche, ils sont créés à partir de matériaux extrêmement toxiques qui peuvent nuire à la fois à l'homme et à l'environnement s'ils ne sont pas manipulés correctement.6

Les émissions provenant du transport des panneaux solaires présentent un autre défi. Les panneaux solaires sont produits partout dans le monde, mais principalement en Chine, suivie des États-Unis et de l'Europe. Et les panneaux solaires produits dans un pays peuvent nécessiter des expéditions de pièces d'un autre.

Pour être honnête, il est difficile de dire exactement quelle est l'empreinte carbone de chaque étape de la fabrication d'un panneau solaire, quel que soit son type. Il n'y a pas eu beaucoup de recherches ou de données publiées sur l'impact environnemental de la production de panneaux solaires. Cependant, la Coalition pour la transparence de la recherche sur les matériaux s'emploierait à mesurer et à signaler les impacts carbone associés à l'extraction, à la production et au transport de panneaux solaires.

Il est important de noter que la quantité d'émissions de carbone produites pour créer des panneaux solaires est encore loin de celle des installations énergétiques traditionnelles, et elle est assez faible par rapport au forage pétrolier, à la fracturation hydraulique ou à l'extraction du charbon.7

Mais la production mise à part, un autre défi commun entourant les panneaux solaires est ce qui se passe après leur durée de vie moyenne de 25 ans.

La Solar Energy Industries Association (SEIA) s'est fixé pour objectif que l'énergie solaire représente 30 % de la production d'énergie aux États-Unis d'ici 20308. Si cet objectif est atteint, plus d'un milliard de panneaux solaires collecteront activement l'énergie solaire aux États-Unis seulement au cours de la prochaine décennie.

Bien que ce soit une excellente nouvelle pour la réduction des émissions de carbone, cela soulève un problème plus vaste que l'industrie solaire n'a pas encore tout à fait résolu : le recyclage des panneaux solaires.

Les scientifiques ont travaillé sur une meilleure solution, mais pour l'instant, il n'existe pas de système de rinçage pour recycler les anciens panneaux solaires. Et il n'y a certainement pas assez d'endroits pour le faire.

Comme mentionné précédemment, les panneaux solaires sont constitués de nombreux métaux précieux, et l'empreinte carbone de la production de panneaux solaires pourrait être réduite si ces matériaux pouvaient être recyclés et réutilisés au lieu d'avoir à en exploiter davantage. Au lieu de cela, le manque de disponibilité du recyclage des panneaux solaires ne fait que créer plus de déchets électroniques, ce qui pourrait éventuellement conduire à une pénurie de matériaux pour les panneaux solaires.

Nous avons discuté de toutes les manières dont les panneaux solaires peuvent être nocifs pour l'environnement, mais n'oublions pas qu'ils restent une bien meilleure option que les alternatives énergétiques non renouvelables.

En tenant compte de l'empreinte carbone des panneaux solaires, une étude a encore révélé que le charbon génère une empreinte 18 fois plus importante, tandis que le gaz naturel crée une empreinte d'émissions 13 fois plus importante que l'énergie solaire.9 Il convient également de répéter que l'énergie solaire ne produit aucune émission après la production. Pour cette seule raison, des études ont révélé que le solaire était une solution essentielle pour ralentir le changement climatique.10

Mais si l'énergie solaire continue de croître comme le prédit la SEIA, la technologie devra également s'améliorer pour minimiser les effets que la production de panneaux solaires aura sur l'environnement, et des méthodes appropriées de recyclage des panneaux solaires doivent être créées.

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