Le photovoltaïque à grande échelle est faisable

mercredi 02 octobre 2013 Écrit par  Yves Heuillard

Une étude montre que l'intégration de 480 GW de solaire photovoltaïque dans le réseau électrique européen n'entraînerait que de modestes coûts d'adaptation.

La montée en puissance des énergies éoliennes et solaires photovoltaïques dans la production électrique de nombreux pays a provoqué de nombreuses discussions sur les conséquences en matière de sécurité et de stabilité du réseau.

Les discussions ont démarré dans les pays à forte pénétration de renouvelables (le Danemark, l'Allemagne du Nord, l'Espagne, le sud de l'Australie) mais elles s'étendent désormais aux économies émergentes où le solaire photovoltaïque est destiné à jouer un rôle majeur parce qu'il est y déjà compétitif avec toutes les autres sources d'électricité, y compris le charbon.

Quelques pays comme le Danemark ou l'Allemagne sont déjà en train de changer leur ancien système de distribution électrique, fondé sur une production d'électricité assez inflexible dite "de base" supplée par des sources dites "de pointes", pour un système nouveau pensé pour des sources variables.

Records allemands

Pendant la 3ème semaine de juillet 2013 la production d'électricité photovoltaïque allemande a varié entre 174 et 209 millions de kWh par jour, soit entre 14,2 à 21,5 % de la production totale quotidienne. Sur la totalité du mois de juillet 2013 la production photovoltaïque a été de 5,1 milliards de kWh (source SolarServer).

Une étude réalisée par une équipe du Imperial College de Londres quantifie le coût de l'intégration dans le réseau électrique européen de 480 GW de solaire photovoltaïque en 2030 - pour une production potentielle de l'ordre de 15% de la consommation électrique européenne (aujourd'hui 5% en Allemagne, et 7% en Italie). L'étude a été réalisée dans le cadre du projet PV Parity Europe. Elle montre que l'intégration d'une telle capacité photovoltaïque dans le réseau, peut très bien se faire, avec un coût modeste.

Le calcul poste par poste

Voici quelques résultats intéressants de l'étude. Pour une meilleure compréhension nous avons transformé les coûts par MWh (l'unité des industriels) en coût par kWh, plus accessibles à tous les publics.

Le coût le plus important est celui des centrales électriques d'appoint nécessaires pour contrebalancer l'intermittence de la production. Dans le nord de l'Europe, ce coût est de l'ordre de 1,45 cts d'euros par kWh en 2030. Dans le sud de l'Europe, ce coût est moindre parce que la production d'électricité solaire photovoltaïque coïncide mieux avec les pointes de consommation. Dans certaines régions, en Grèce notamment, le solaire photovoltaïque peut même réduire la nécessité de recourir à des centrales de pointe, et dans ce cas le coût de l'intermittence - au regard des investissements en capacités de pointe - est négatif.

Le deuxième poste de dépense pour d'adaptation du système électrique concerne le renforcement des réseaux locaux de distribution. Dans les régions les plus défavorables, le coût serait de 0,9 cts le kWh. Ce coût se réduit dans les régions du sud.

Le troisième poste de dépenses concerne le réseau de transmission, autrement dit les lignes à haute tension : 0,05 cts en 2020, et 0,28 cts d'euros par kWh en 2030. L'étude montre que le solaire photovoltaïque peut réduire les pertes sur le réseau de transmission (davantage de consommation locale).

Enfin le coût de la moindre rentabilité des centrales existantes, du fait d'un facteur de charge moindre (moins d'heure de fonctionnement dans l'année), est de l'ordre de 0,1 cts par kWh.

Au total l'étude conclut que l'impact de l'intégration de 480 GW de solaire photovoltaïque serait de l'ordre de 2,6 cts d'euros par kWh en 2030 avec un passage à 0,5 cts le kWh en 2030 pour 240 GW. Avec l'intégration de réseaux intelligents, permettant de mieux adapter la consommation à la production (et non le contraire comme c'est aujourd'hui le cas), et le développement de système de stockage de l'énergie, les coûts d'adaptation baissent de 20%.

Tous les pays ne sont pas logés à la même enseigne, la Grèce par exemple pouvant intégrer 18% d'électricité photovoltaïque, l'Allemagne 10% avec le recours au stockage.

L'étude est purement technique et n'étend pas son champ d'investigation aux conséquences indirectes de la montée en puissance du photovoltaïque dont les effets sur la balance commerciale (moins d'importations de combustibles fossiles), la relocalisation de l'emploi, le développement industriels liés au développement de nouvelles technologies (stockage, réseau intelligent), les effets sur santé (moins de pollution) et le climat (moins de CO2).

L'étude complète sur le site de PV Parity (en anglais).

Photo d'ouverture CC Solar Decathlon

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