Quel est le bilan carbone d’un panneau solaire ?

Toute production d’énergie représente un impact écologique et les énergies renouvelables (EnR) ne font pas exception à la règle. Toutefois, même si elles ont un bilan carbone positif bien inférieur à celui des énergies fossiles, il n’est pas non plus anodin. Nous allons nous intéresser ici à l’énergie solaire, dont les panneaux et le matériel influent sur le climat en amont et en aval de leur production énergétique.

Comment connaître le bilan carbone de ses panneaux solaires ?

Quand nous parlons des émissions de CO₂, la première image qui nous vient en tête est celle des pots d’échappement de voitures ou des panaches de fumée noire sortant des centrales à charbon. Cela n’est pourtant pas si simple…

Qu’est-ce que l’empreinte carbone ou bilan carbone ?

Dans le cadre de la production d’énergie électrique, deux éléments rentrent en jeu dans le calcul de son impact écologique.

• La source d’énergie : elle peut être totalement neutre en CO₂ comme le solaire ou l’éolien, ou carbonée comme le pétrole, le charbon ou le gaz qui génèrent de grosses quantités de CO₂.
• L’analyse du cycle de vie d’une installation électrique : elle tient compte des émissions de CO₂ depuis l’extraction des matières premières qui la composent, à l’énergie utilisée lors de sa fabrication, en passant par le combustible utilisé, l’entretien, le recyclage et toutes les actions en lien avec son fonctionnement comme la distribution.

Appliqué aux panneaux solaires, cela prend donc en compte principalement la fabrication des panneaux, leur transport et tout le matériel associé à une installation photovoltaïque comme un onduleur, un gestionnaire d’énergie ou encore le câblage…

L’empreinte carbone se mesure en gramme équivalent CO₂ par kWh produit. Ainsi, quand votre installation solaire produit de l’énergie, elle ne dégage pas directement de CO₂. Ce sont les processus en amont et en aval de sa période d’exploitation qui en produisent.

Pour rappel, le protocole de Kyoto détermine plusieurs grands gaz à effet de serre :

• Le dioxyde de carbone (CO2) ;
• Le méthane (CH4) ;
• Les halocarbures (HFC et PFC) ;
• Le protoxyde d’azote (N2O) ;
• L’hexafluorure de soufre (SF6).

Chacun influe avec plus ou moins de force sur le réchauffement climatique. Le CO₂ sert d’étalon de mesure pour calculer l’impact de chaque gaz sur l’effet de serre. Il a été choisi comme référence, car il représente le principal gaz à effet de serre au niveau mondial, soit 77 % des émissions. Toutefois, ce n’est pas le plus dangereux : le méthane présente un impact 28 fois plus important que le CO₂ sur l’effet de serre.

Quel est le bilan carbone des énergies renouvelables ?

Il est tout à fait illusoire d’imaginer une énergie électrique totalement propre. Tout a un impact sur l’environnement. Prenez l’acier utilisé pour l’industrie nucléaire : très spécifique, il consomme plus de ressources et émet plus de carbone pour sa production que l’acier classique.

Voici le bilan carbone des principales sources d’énergie électrique, en utilisant les études de l’ADEME, sachant que le taux moyen du mix énergétique français est de 82 g CO2eq/kWh. Précisons que les marges d’erreur de l’ADEME sont parfois importantes.

• L’éolien : les éoliennes n’émettent pas de CO₂, mais ont un impact environnemental comme l’utilisation des sols ou les terres rares nécessaires à leur fabrication. Le bilan carbone est faible, mais non négligeable avec 12,7 g CO2eq/kWh en moyenne. Attention, l’ADEME admet une marge d’erreur de l’ordre de 50 % en fonction de la technologie ou de la localisation.
• Le nucléaire : cette technologie connaît un retour en grâce à son bilan carbone de 6 g CO2eq/kWh, de l’extraction de la matière première au stockage des déchets, en passant par le cycle de vie de la centrale. Un des meilleurs scores, mais il ne peut pas cacher les problématiques liées aux déchets et au démantèlement d’anciennes centrales, en plus de la sécurité au quotidien et des enjeux géopolitiques liés à ses matières premières.

• L’hydraulique : c’est la seule source d’énergie renouvelable qui fait aussi bien que le nucléaire avec 6 g CO2eq/kWh. L’impact écologique est important lors de sa construction et l’ADEME précise une marge d’erreur de 50 % en fonction de la puissance installée.
• Le charbon : il fait un retour en force au niveau mondial, ce qui est loin d’être anodin au vu de son lourd bilan carbone : 1060 gCO2eq/kWh.
• Le pétrole : est un peu moins nocif que le charbon, mais reste à un niveau beaucoup trop élevé par rapport à la concurrence avec 730 gCO2eq/kWh
• Le gaz : avec un bilan carbone de 418 gCO2eq/kWh, le gaz naturel est la moins polluante des énergies fossiles. Cela explique son succès dans de nombreux pays jusqu’à l’explosion de son prix suite à la guerre en Ukraine.

• Le photovoltaïque : cette source d’énergie électrique renouvelable présente un impact non négligeable sur l’occupation des sols. Ainsi, une centrale solaire d’un mégawatt occupe un peu moins d’un hectare. À cela s’ajoutent un processus de fabrication complexe et le transport. De plus, les processus de fabrication complexes conduisent à une empreinte carbone non négligeable. Soulignons qu’en Europe, la majorité des panneaux sont d’origine chinoise. Ce qui explique que l’ADEME évalue et cale l’empreinte carbone de la filière photovoltaïque à 43,9 g CO2eq/kWh. Elle prend simplement en référence le bilan carbone des panneaux chinois. En fonction de l’origine des panneaux, le bilan carbone est très différent :
  • 43,9 gCO2eq/kWh pour une installation de panneaux solaires chinois.
  • 32,3 gCO2eq/kWh pour des panneaux d’origine européenne.
  • 25,2 gCO2eq/kWh pour une installation made in France.
• 43,9 gCO2eq/kWh pour une installation de panneaux solaires chinois.
• 32,3 gCO2eq/kWh pour des panneaux d’origine européenne.
• 25,2 gCO2eq/kWh pour une installation made in France.

Dans le cadre de l’énergie solaire, Stefan Louillat (Chef de service Électricité renouvelable et réseau à l’ADEME) nous précise : « les éléments entrant en compte dans le calcul du bilan carbone vont de la fabrication, à la maintenance des installations, et terminant par son recyclage. Il faut noter que si le bilan énergétique des produits chinois est le moins bon, c’est qu’il est marqué par une électricité nécessaire à la fabrication qui est plus carbonée, le charbon représente un pourcentage élevé (NDLR : 71 %) de du mix énergétique du pays. »

Après la production, vous devez ajouter le transport jusqu’en Europe et l’ensemble des éléments liés à l’installation des panneaux ainsi que la distribution de l’énergie produite. Ce calcul se termine par leur recyclage après 25 à 35 ans de durée de vie. Note très positive, 95 % d’un panneau est recyclable et cette activité monte en puissance en France et en Europe.

Comment calculer le bilan carbone de son installation solaire

Maintenant que nous avons les tenants et les aboutissants, comment allons-nous calculer le bilan carbone de votre installation solaire ?

A priori l’opération est simple, nous n’avons qu’à prendre l’énergie produite durant toute la durée de vie de votre installation photovoltaïque future ou existante et de la multiplier par le Bilan Carbone. Mauvaise pioche, ce n’est absolument pas ainsi qu’il faut appréhender la chose.

Autre idée contre-intuitive, nous pourrions imaginer que le bilan carbone se réduit avec le temps d’utilisation en intégrant « l’amortissement du carbone » nécessaire à sa production. Encore une fois ce n’est pas la bonne voie et ce sont deux erreurs naturelles. Car le bilan carbone est une donnée qu’il faut aussi savoir nuancer en fonction des produits ou des activités analysées. Ainsi, si nous prenons le cas d’une voiture, son bilan carbone intègre la production, le recyclage, les infrastructures routières requises à son usage et surtout le carburant utilisé.

Or, comme nous l’explique Stefan Louillat, le Chef de service Électricité Renouvelable et Réseaux de l’ADEME : « l’énergie solaire est renouvelable, aucun combustible n’est consommé. Le bilan carbone des panneaux photovoltaïque est donc calculé en fonction de la production totale, sur toute leur durée de vie, ce qui nous donne 43,9 g CO2eq/kWh pour votre production passée, actuelle et future ».

Pour réaliser un calcul plus personnalisé, il vous faudra vous plonger dans la documentation de l’ADEME qui présente toutes les formules utilisées. Toutefois, il vous sera très difficile de réaliser vos propres calculs, même avec la très importante quantité de données en open-data mise à disposition sur la Base Empreinte Base Empreinte de l’ADEME. Que votre installation comprenne 1 ou 1 million de panneaux solaires, son bilan carbone sera proche de 43,9 g CO2eq/kWh. Pour réduire votre impact carbone, une seule solution : investir dans des panneaux européens ou, mieux encore, français. Que votre installation comprenne 1 ou 1 million de panneaux solaires, son bilan carbone sera proche de 43,9 CO2eq/kWh. Pour réduire votre impact carbone, une seule solution : investir dans des panneaux européen ou mieux encore français.

Le photovoltaïque est donc une des énergies les plus vertes, avec en plus une production un peu plus constante que l’éolien. De plus, elle peut s’installer très facilement sur des bâtiments existants. Il faut également noter que le bilan carbone du solaire ne cesse de s’améliorer à chaque nouvelle génération de panneaux. Au niveau énergétique, un panneau français aura produit l’équivalent de l’énergie utilisée pour sa production (ou Dette Énergétique) en un an, deux ans pour un produit chinois. De plus, 95 % d’un panneau est recyclable et des modèles à très faible bilan écologique (fabriqué à partir de panneaux recyclés) sont de plus en plus courants sur le marché.

Il est néanmoins important de noter que le bilan carbone n’est pas le seul point qui rentre en jeu dans le cadre des enjeux écologiques. L’impact sur les écosystèmes, la faune et la flore, et sur l’espace occupé est aussi à étudier. Les centrales nucléaires en circuit ouvert font par exemple monter la température de certains cours d’eau, tandis que les champs de panneaux solaires peuvent limiter la biodiversité. Sur un usage domestique en revanche (panneaux solaires sur le toit d’un bâtiment), ce point devient alors caduc. De plus, le solaire permet une vision décentralisée de la production d’électricité. Ainsi, l’intégration de panneaux dans la construction de nouveaux bâtiments, ou lors de rénovations thermiques, est une chose simple et qui offre un potentiel d’économie d’énergie très important. Le gisement en toiture en France est estimé à 350 GW alors que les objectifs de déploiement d’ici 2050 se situent entre 100 et 150 GW ! Si l’usage du photovoltaïque en autoconsommation se généralise, les besoins en énergie provenant de centrales plus polluantes n’en seront que plus réduits.