Abengoa, importante société espagnole de production d’énergie solaire, est en faillite depuis novembre 2015. Certes il est difficile de dire pourquoi, mais c’est une occasion de se demander si le solaire est aussi rentable et aussi écologique qu’on le dit.
Analyse publiée dans « Actuailes n°45 »
De quoi s'agit-il ?
Comment capter l’énergie solaire ?
Il y a deux procédés:
* L'énergie solaire "photovoltaïque"
Les "panneaux solaires" sont de très fines lamelles de "silicium cristallin" qui, soumis à l'action de la lumière, éjecte des électrons en produisant un courant électrique. Mais la qualité "solaire" nécessite de purifier le silicium de 99,999% obtenu en fondant le quartz dans des fours, dits à "arc électrique", très consommateurs d’énergie (2.750.000 Kwh / T. de silicium solaire), puis le traiter avec des solvants (30 T de chlore et 60 T d’acides divers par T. de silicium solaire), et le refroidir avec des quantités d’eau considérables.
La Chine fabrique des panneaux à partir de Cadmium qui porte bien son nom de "terre rare". Les mouvements écologiques parlent de matériaux toxiques dont l’extraction "empoisonne l’air, la terre et l’eau". Ces affirmations sont exagérées mais montrent que ces panneaux solaires ne sont pas forcément très "écologiques".
* L'énergie solaire "thermodynamique"
Le rayonnement solaire est concentré par des milliers de miroirs qui suivent le mouvement du soleil, répartis sur plus de 100 hectares. Les rayons solaires convergent vers un récepteur situé au sommet d’une tour haute de plus de 100 mètres. La chaleur est transportée par un liquide caloporteur (inverse d’un liquide réfrigérant) vers des vaporisateurs. La vapeur d’eau fait ensuite tourner des hélices comme dans n'importe quelle centrale thermique au fuel, pour produire de l'électricité. Pour compenser l’absence de soleil pendant certaines périodes, ces "centrales solaires" sont équipées de chaudières à gaz fossile pour au moins 15% de leur capacité. Il faut, à d’autres moments, stocker de la chaleur inutilisée grâce à des énormes bacs à "sels fondus" ressemblant à ceux utilisés dans l’industrie chimique. Ils sont très contestées par les organisations écologiques pour leurs risques appelés "Seveso". Il est curieux que, pour le solaire, les mêmes personnes soient silencieuses.
La durée de vie des panneaux solaires ?
Le rendement d’une installation photovoltaïque baisse de 20 % sur 25 ans. Son démantèlement nécessite de déposer les matériaux et de recycler les modules de silicium cristallin, ce qui nécessite de l’énergie et des traitements chimiques. Ces opérations polluantes justifient que la Chine ne produise les panneaux de Cadmium que pour l’exportation.
Le rendement des énergies solaires.
Il faudrait faire un bilan exact de l’énergie nécessaire aux installations et aux démantèlement et le comparer à leur production réelle. Malheureusement, seuls les producteurs de panneaux fournissent des chiffres, toujours partiels. Par ailleurs, il faudrait modéliser les "effets d’échelle" du solaire pour savoir si on pourra réduire l’impact au sol du solaire ? Pour produire l'équivalent d'une centrale électrique classique, il faut installer des panneaux solaires sur 56 km² (ou aligner 2400 éoliennes sur 800 km!). On objecte que de grandes surfaces de toitures sont disponibles. Mais c'est oublier que la durée de vie d'une toiture solaire est seulement de 20-25 ans en solaire, au lieu de 50-75 ans pour des couvertures traditionnelles. Qui paiera la réfection des toitures quand l’installation arrive en fin de vie ?
Enfin, toutes ces surfaces assombrissent le sol et réduise le pouvoir réfléchissant (Albedo) de la terre, participant ainsi à son réchauffement! (pour en savoir plus, cliquer ici)
La rentabilité de l’énergie solaire.
Pour développer un produit, un acteur économique doit toujours vendre au moins au prix auquel il produit. Or EDF fait le contraire : il achète l’électricité des panneaux solaires plus cher que le prix auquel il nous revend la même électricité. Pourquoi cela ? Parce que, EDF sait que s’il n’achète pas à ce prix, personne ne voudrait investir dans des panneaux solaires. Cela signifie que l’électricité solaire est très coûteuse. La seule situation qui semble justifier le solaire est celle d'une absence de lignes électriques pour recevoir l'électricité du réseau public: les panneaux de signalisation routière, les zones d'habitat isolé que ce soit en montagne ou dans des pays pauvres, etc... On ne peut donc pas dire que l’énergie solaire soit infinie et gratuite. Quant à l’absence d’émission de gaz à effet de serre, on sait que l’argument est contesté par beaucoup.
Conclusion.
La faillite d’Abengoa montre que les énergies renouvelables ne sont probablement pas aussi rentables, ni que ses éléments constitutifs soient aussi écologiques qu’on le dit. C’est tout le débat de la "croissance verte" qui est posé. Est-on certain qu’une croissance économique basée sur des idées vertes non rentables ne se terminera pas dans des crises très graves ? De l’importance de poser correctement les problèmes !
Pour aller plus loin...
a) Comment peut-on stocker de la chaleur avec des "sels fondus"?
Comme pour l'éolien, qui est en panne quand il n'y a pas de vent, une centrale solaire doit être équipée d'une centrale au gaz fossile pour au moins 15% de sa capacité pour compenser les périodes sans soleil.
Mais, comme pour l'éolien, c'est l'hiver que la demande est forte, période pendant laquelle l'énergie solaire est faible. Si par exemple, il y a des nuages pendant une semaine, il faut stocker la chaleur dans de gros cubes de sel fondu de 200 m de côté. Il faut le remplir pour la prochaine période ensoleillé pour adapter la production à la demande. Le principe est le suivant: pendant les périodes nécessaires d'accumulation de chaleur, on fait passer un sel de l'état solide à l'état liquide. Quand on veut la récupérer, on le ramène à l'état solide. L'inconvénient est le caractère très corrosif de la soude. Par ailleurs, ce sont des installations difficiles à démanteler et à recycler.
Dans la mesure où une centrale thermo-solaire, pour avoir un rendement correct, utilise obligatoirement un fluide caloporteur qui induit des risques, on est obligé de classer ces sites industriels sous la norme SEVESO. C'est ce qui s'est passé pour le projet SOLENHA sur l’aérodrome d’Aspres sur Buëch dans les Alpes de Haute-Provence. Suite à cette classification, le projet a été abandonné. En Europe, l’Italie apparaît comme le premier pays à imposer des normes environnementales strictes. La France a fait de même en proposant de classer "Site Seveso" un projet utilisant la technologie cylindro-parabolique de type Andasol.
b) Que signifie l'expression "effet d'échelle" ?
On aime à objecter, face à une technique non rentable, qu'elle le deviendra avec les économies d'échelle, quand la technique s'améliore.
Une économie d'échelle correspond à la baisse du coût unitaire d'un produit qu'obtient une entreprise en augmentant sa production sur l'échelle des quantités de plus en plus grandes.
C'est oublier qu'il existe des cas où les effets d'échelle ne jouent pas comme une économie, mais comme un coût supplémentaire. Lorsqu'un des facteurs de production augmente mais pas les autres, la production augmente et la production marginale diminue. Que peut-on dire du solaire? Le rendement de purification de 4 pour mille pour produire le silicium solaire est-il sérieusement améliorable? La surface d'occupation au sol parait un facteur limitant, un peu comme l'est la taille d'une éolienne.
L'avenir d'une économie d'échelle se modélise et peut être simulée. On aimerait entendre les producteurs de panneaux solaires sur ce sujet et ne pas se contenter d'affirmations lénifiantes sur l'effet d'échelle. Sans ce type d'analyse, on ne peut prédire qu'une industrie est ou arrivera à maturité.
Les installations solaires gigantesques d'Abengoa, appelées bien improprement des "fermes solaires", sont équipées de tours d'une hauteur de 160 mètres où est produite de la vapeur qui sera ensuite convertie en électricité à l'aide d'une turbine. D'autres tours comme celle envisagée dans l'Arizona atteindra un diamètre de 130 mètres pour une hauteur de 800 mètres. Le principe est alors d'élever la température des panneaux de 80 à 90 degrés. L'air chaud ainsi créé s'engouffre dans la tour et se dirige de bas en haut. Des turbines intégrées au dispositif bénéficient ensuite de cet apport d'air chaud pour fonctionner et produire de l'électricité. Dans tous les cas, il faut un convertisseur pour transformer de l’énergie lumineuse en énergie électrique.
Quand on parle des équipements solaires sur les toitures, il faut équiper chaque maison d'un "onduleur". En effet, quand elle reçoit de la lumière, la cellule photovoltaïque la transforme en petit courant électrique d’environ 5 à 7 ampères. Le courant délivré est un courant continu. Or, nos appareils domestiques sont majoritairement conçus pour recevoir du courant alternatif. L’équipement photovoltaïque doit donc être relié à un onduleur qui sera chargé de transformer le courant continu délivré par les cellules photovoltaïques en courant alternatif dont les caractéristiques sont identiques à celles de l’électricité du réseau (soit une tension de 230 volts et une fréquence de 50 hertz). Les effets d'échelle sont donc particulièrement faible pour les équipements individuels.
c) Le pouvoir réfléchissant des panneaux peut-il augmenter le réchauffement de la terre?
Pour mesurer cet impact, on utilise le concept d'albedo qui correspond au pouvoir réfléchissant d'une surface.
Les sables clairs (lègers et secs) du désert ont un albedo relativement élevé (environ 0.25 à 0.45, retenons 0.35) : ils réfléchissent 35% de l’énergie solaire incidente vers l’espace. Si les sables sahariens étaient noirs, la température saharienne serait encore plus élevée. Yves Fouquart, physicien de l’atmosphère, spécialiste des transferts d’énergie par rayonnement dans l’atmosphère terrestre, ancien directeur du laboratoire d’optique atmosphérique de l’Université de Lille, rédacteur du rapport 1995 du Groupement Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (IPPC / GIEC, explique que, "de nos jours, la température moyenne sur notre planète est de 15°C. Si la Terre était recouverte de forêts, la température serait de 24°C. Sur une Terre désertique, la température serait de 13°C. Si elle était entièrement recouverte par des océans, la température serait de 32°C, parce que les océans sont sombres, et ont un albédo faible, comme un objet noir. Notre planète, si elle était recouverte de glace, serait très froide (-52°C)!" Or de grandes centrales thermo-solaires diminueraient l’albedo des déserts. Une variation d’albedo sur de grandes surfaces du Sarara aurait potentiellement un impact sur le bilan radiatif.
Yves Fouquart ajoute : "Changer l’albédo de surfaces aussi grandes ne sera pas sans conséquences, par exemple sur la nébulosité (...) Le problème est que cette énergie sera absorbée et non pas réfléchie et que, comme le rendement n’est pas égal à un, loin de là, il y aura un apport d’énergie supplémentaire dans la région".
d) Que veut-on dire quand on parle de croissance verte?
La "croissance verte" est un concept artificiel et souvent illusoire. La "croissance verte" comme celle consistant à développer des éoliennes, des grands champs de panneaux solaires, ou à imposer des réglementations verticales dites "vertes" sont la plupart du temps destructrice d’emplois, car financées par les autres activités.
La croissance est un concept qui devrait toujours renvoyer à celui de la rentabilité. En effet, si la croissance ne créé pas de "valeur", on est dans l’activisme, voire dans l’idéologie. Cet activisme a un coût qui est inéluctablement financé par d’autres secteurs de l’économie. Si ce coût handicape à ce point ladite économie, il génère des délocalisations ; il est, de façon induite, destructeur d’emplois.
Quand la croissance créé-t-elle de la "valeur" ?
Rappelons ce que couvre le concept de "valeur" en citant Christophe J. Nijdam, maître de conférences à Sciences Po : « La valeur naît de la confrontation entre rentabilité et risque : il y a création de valeur uniquement quand la rentabilité est supérieure au risque »[1]. Et encore : « Quand la rentabilité économique (Roce) est supérieure au coût du capital économique (Wacc), il y a création de valeur économique (EVA). À l’inverse, il y a destruction de valeur économique ».
Le concept de valeur tourne donc bien autour de celui de rentabilité, n'en déplaise aux idéologies de la croissance verte.
De l’importance de toujours se poser la question de la rentabilité quand on pense à la "croissance verte".
e) Si l'énergie solaire a des inconvénients, quelle technique peut produire de l'électricité propre ?
Le concept d'électricité "propre" n'a pas de fondement logique. Généralement, ceux qui utilisent cette expression reprochent à l'électricité produite dans des centrales qui utilisent des combustibles fossiles, fuel, gaz ou charbon, d'émettre du gaz carbonique. Mais le gaz carbonique n'est pas une pollution au sens où il n'est pas mauvais pour la santé. Certains le considèrent comme une pollution en disant qu'il est la cause du réchauffement climatique, mais cette affirmation est contestée par d'autres scientifiques qui montrent que ces variations dépendent de l'activité du soleil.
Malgré tout, on peut se demander quelles sont les sources d'électricités qui permettent d'éviter des émissions de gaz carbonique. On pense aux panneaux solaires, mais, comme les éoliennes, ce sont des sources qui ont d'autres inconvénients.
On pense aussi à l'énergie nucléaire. Mais certains s'inquiètent des risques radioactifs émis par les déchets nucléaires ou en cas d'accident comme à Tchernobyl ou Fukushima. Pourtant on pourrait imaginer de développer une recherche technique sur une industrie nucléaire propre et sans danger.
L'autre objection qui est faite à l'électricité nucléaire est son prix. Il y a de nombreux débats à ce sujet.
En tout état de cause, les idées écologiques ont le mérite de nous obliger à nous poser un grand nombre de questions. il faut y répondre en prenant du recul, sans se laisser emmener par l'émotion. En effet, quand un argument fait peur, il y a souvent un mensonge caché dans le message.
Pour approfondir...
Existe-t-il des techniques nucléaires sans danger?
Pour répondre à cette question, il faut être spécialiste et pouvoir comparer entre elles les différents processus possibles de production d'énergie nucléaire. La France, de son côté, a développé un énorme projet appelé ITER à Gadarache. Il existe d'autres processus qui pourraient allier de nombreux avantages, avec :
- des filières produisant de l’hélium qui est un déchet non radioactif,
- des filières sans aucun risque d’usages militaires
- des filières dont les matières premières sont abondantes (lithium), y compris dans nos sols.
- enfin des filières auto-sécurisées à partir de réactions qui s’arrêtent dès qu’elles s’emballent.
Les sociétés américaines, comme Sandia ou Generals Atomics, y travaillent.
Le nucléaire produit-il de l'électricité moins chère?
Quand on compare le coût de l'électricité de l'éolien et du nucléaire, certains disent que les coûts affichés du nucléaire n’intégreraient pas les coûts de démantèlement des centrales. Le coût du nucléaire ne serait donc pas, selon eux, un coût complet.
Pour répondre à cette objection, il faut se demander si le coût complet du nucléaire doit ou non intégrer de simples mises à l’arrêt définitif ou des démantèlements complets allant jusqu’à la "remise à l’herbe" ?
On risque de développer, autour du coût du démantèlement des centrales, une argumentation pour survaloriser le coût complet du nucléaire. J.M. Chevallier, membre de la mission "Énergie 2050", mise en place par le ministre de l’Industrie Eric Besson, évoque la grande confusion entretenue sur ce que l’on entend par démantèlement.
Il y a deux facteurs principaux dans le coût : l’option choisie pour les installations et le temps imparti au démantèlement. La première option, c’est de décider de remettre le terrain dans l’état d’un terrain de football, utilisable pour tous usages. La seconde option, c’est [de] mettre un sarcophage que l’on change tous les siècles. […] C’est évident que cela revient beaucoup plus cher si on démantèle en trois ans que si on le fait en trente ans .
Car un démantèlement total peut durer 40 ans comme celui de Brennilis. Il a commencé en 1985 et n’est pas terminé. Celui de Fessenheim est annoncé comme devant durer plus de 20 ans !
Comme le dit Thierry Charles, Directeur de la sûreté des usines, des laboratoires et des transports de l’IRSN (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire), on ne peut pas parler de ce sujet sans se poser d’abord la question : "Quelle est la cible finale ?".
Cette question du démantèlement mérite des réponses et nous n’avons pas la prétention d’être expert en question de gestion des centrales nucléaires. L’objet est ici de poser quelques questions qui ne sont jamais évoquées dans les médias, tant les ONG enferment le débat dans l’obsession du tout démantèlement.
Or le coût de ces démantèlements, par rapport à de simples "mises à l’arrêt" est exorbitant. Marc Goua, député socialiste et rapporteur spécial à l’assemblée nationale, a pu prétendre que le démantèlement de sept vieux réacteurs serait de 750 milliards , soit 113 milliards d’€/centrale !
Ces chiffrages sont mensongers car ils prennent comme référence certaines centrales dans lesquelles il faut démanteler des empilements de graphite, ce qui est source de problèmes spécifiques qui ne sont pas représentatifs de l’ensemble du parc.
Si on veut comparer des coûts complets, il faut le faire entre outils de même génération, ceux de grands champs éoliens et ceux de centrales nucléaires modernes.
N’est-on pas en pleine surenchères avec ces rêves de retours à l’herbe ?
Le démantèlement immédiat et complet est probablement un contresens. Car, au fil des années,
- le niveau de radioactivité des éléments de la centrale à découper diminue naturellement. Les équipements de protection des intervenants ont une efficacité d’autant plus grande que la radioactivité résiduelle est moindre. Dans la mesure où leurs enceintes n’ont pas été endommagées, un parc de centrales qui auraient été mises à l’arrêt définitif en les vidant de leur fluide primaire et de leur combustible, forment évidemment un ensemble beaucoup moins dangereux, qu’une seule des centrales en service. Il vaut mieux consacrer des budgets à l’amélioration des dispositifs de sécurité des centrales en fonctionnement que démanteler des centrales simplement mises à l’arrêt.
- les métaux et matériaux à recycler, ayant perdu de leur radioactivité, peuvent être envoyés dans des centres de stockage sécurisés, au lieu de nécessiter un véritable essaimage dans de nouveaux sites de retraitement. Ce risque rappelle celui du démantèlement des immeubles amiantés. De l’avis des experts, les risques de pollution de l’environnement pendant les travaux de réhabilitation d’un immeuble sont largement supérieurs à ceux que courent les usagers d’une installation amiantée laissée en l’état. Si vraiment, on devait sortir du nucléaire et démonter un cœur de centrale, le plus sage ne consisterait-il pas à attendre, tout en gérant le progrès technologique sur place ?
- les coûts s’allègent et les budgets que l’on envisage de payer n’auraient pas à être empruntés. Ils pourraient être placés dans des investissements productifs ou de recherches. Il ne faut pas oublier que les ressources financières, comme les ressources naturelles, font l’objet d’une rareté qui mérite attention.
La justice vis-à-vis des générations futures plaide donc pour ne pas se précipiter dans des démantèlements injustifiés et pour privilégier l’investissement, sur place, dans de nouvelles filières et de nouvelles technologies, quitte à attendre qu’arrive le moment de démanteler les installations à moindre coup.
Malheureusement, l’écologisme a réussi la performance de culpabiliser l’opinion publique et de lui faire croire que pour réparer son péché nucléaire, la société devrait expier sa faute en finançant le retour des sites nucléaires au stade d’une pelouse. En arrivera-t-on, un jour, à réclamer le démantèlement des barrages électriques au motif qu’ils ont été construits sans étude d’impact sur la faune et la flore de l’époque ? Le démantèlement des centrales est devenu un objectif idéologique. Quant aux producteurs de nucléaire, ils investissent dans l'éolien comme pour blanchir de l'argent présumé sale ! C'est du green-washing à grande échelle.
Faillite
Vient du latin fallere (« tromper »). En économie, une entreprise est en faillite quand elle trompe ses interlocuteurs parce qu'elle ne peut plus payer ses fournisseurs, souvent parce qu'elle a plus engagé de dépenses qu'elle n'avait de recettes venant de ses ventes.
Silicium - Quartz
Le mot vient du latin silex (« silex, cailloux ») avec le suffixe -ium (désignant un métal). Dans les roches de granite, on trouve le Silicium dans des cristaux de quartz plus ou moins brillants et plus ou moins purs. Ce mot vient de l'allemand du moyen âge gewärz (« excroissance, germe »)
Electron
C'est un mot moderne composé du mot anglais electric (« électrique ») et du mot grec ión (« allant »), parce qu’un ion soumis à un champ électrique se déplace. Un électron est donc un élément de matière très petit qui a des potentialités électriques.
Arc électrique
Dans la nature, on rencontre des phénomènes d'arc électrique dans les étincelles ou les éclairs d'orage. On peut recréer des phénomènes comparables dans des fours pour provoquer des échauffements élevés.
Cadmium - Terres rares
Vient du latin cadmia, ("calamine"), ancien nom donné au carbonate de zinc. C'est dans le minerai de zinc qu'on a découvert en 1817. C'est un élément chimique rare qui le fait appartenir aux "terres rares". L'industrie solaire et celle des téléphones portables les utilisent souvent: le Cadmium, l'Indium, le Sélénium, le Gallium.
Caloporteur
Mot composé qui qualifie un mécanisme ou un liquide qui permet de transporter de la chaleur.
Seveso
Seveso est une ville italienne où est survenu une catastrophe en 1976, consécutive au dégagement d'un gaz toxique suite à un accident industriel. Depuis cet accident l'Europe a mis en place des règles obligeant les usines à être classées "Seveso 1" ou "Seveso 2", etc... en fonction des risques liés à leurs activités.
Démantèlement
Démonter, désassembler avec précaution en vue d’une récupération partielle ou d’une démolition.
Modéliser
Du latin modus (« manière » ou « mode »). Modéliser un mécanisme consiste à utiliser des calculs à la manière d'une réalité complexe.
EDF
Ces trois lettres sont les premières de chacun des trois mots du nom de "Electricité de France" qui est l'entreprise qui produit l'électricité en France
Croissance verte
La croissance économique désigne la variation de production de biens et de services dans une économie. Si les biens bénéficient à l'écologie, on parlera d'une "croissance verte".
Tchernobyl
La ville de Tchernobyl est connue pour la catastrophe de sa centrale nucléaire qui a eu lieu le 26 avril 1986 qui pourrait avoir tué 4.000 personnes
Fukushima
La catastrophe de Fukushima est un accident dans une usine nucléaire du Japon qui a eu lieu le 11 mars 2011 à la suite d'un séisme et d'un tsunami survenu sur la côte Pacifique.
