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Temps de retour énergetique

Temps de retour énergétique

Une dette énergétique remboursée en moins d'une année et demi en France

Pour qu'une énergie soit qualifiée de « renouvelable », elle se doit de produire beaucoup plus d'énergie que celle dont elle a besoin au cours de son cycle de vie. Le « temps de retour énergétique » correspond au ratio entre l'énergie totale consommée au cours de sa fabrication, de son transport, de son installation, de son recyclage et l'énergie produite annuellement. Pour le photovoltaïque, le Temps de Retour Énergétique est de 1 à 1,5 an, ramené au climat et à l’ensoleillement français.

La durée de vie d'un système photovoltaïque est de 25 à 35 ans en moyenne, cela signifie qu'en fonction de l'ensoleillement et de la durée d'utilisation, il produira entre 17 et 35 fois l’énergie nécessaire à celle de son utilisation sur l'ensemble de son cycle de vie. Cette dernière valeur correspond au Taux de Retour Énergétique, également appelé EROI en anglais.

  • Comment est calculé l'EROI ? Pourquoi y-a-t il de tels écarts entre les études ?

    Deux méthodologie de calcul de l'EROI, un facteur 2 à 3 entres les deux

    En fonction des publications, l'EROI du photovoltaïque peut fortement varier pour un même lieu d'implantation. Cela s'explique par l'utilisation de méthodologies de calcul différentes.

    Selon un rapport de la tache 12 de l'IEA-PVPS, ces méthodologies peuvent être classées en deux grandes catégories, fournissant chacune deux indicateurs bien différents  :

    • l'EROIel compare l'énergie grise primaire consommée sur le cycle de vie de l'installation PV, à la production électrique sur sa durée de vie. Il est estimé aux alentours de 8 en France, une installation PV produira 8 fois plus d'électricité sur sa durée de vie qu'elle ne consommera d'énergie primaire.
    • l'EROIPE-eq compare l'énergie grise primaire consommée sur le cycle de vie de l'installation PV, à la consommation d'énergie primaire évitée par la production électrique de l'installation PV sur sa durée de vie. C'est cet indicateur que nous utilisons, et qui est compris entre 17 et 35 en France. Dit autrement, sur sa durée de vie, la production d'électricité d'une installation photovoltaïque permettra d'économiser 17 à 35 fois plus d'énergie primaire qu'elle n'en consommera.

    Les différences de périmètre entre ces deux indicateurs sont expliquées dans le schéma ci-dessous.

    Différents EROI.pngDeux types d'EROI, deux périmètres de calcul différents. Source : Hespul sur la base de la Tache 12 PVPS, https://iea-pvps.org/wp-content/uploads/2021/06/IEA_PVPS_Task12_Methodological_Guidelines_NEA_2021_report.pdf.

    Le Taux de Retour Énergétique (EROIPE-eq) peut être calculé à partir du Temps de Retour Énergétique

    Dans cet article, l'EROIPE-eq a été calculé à partir de la formule suivante (source : IEA, PVPS, tâche 12, p13) :

    Formule EROI.png

     

Les modules représentent plus de 60 % de l'énergie grise d'un système photovoltaïque

De nombreuses étapes sont nécessaires pour fabriquer un module photovoltaïque :

  1. Pour 95 % des modules, la matière première initiale est le silicium dont il faut extraire et raffiner le minerai (généralement du quartz).
  2. Le silicium est fondu en lingots qui sont ensuite découpés en tranches appelées wafers
  3. Des cellules photovoltaïques sont fabriquées à partir des wafers.
  4. Les cellules sont assemblées et encapsulées dans un module.

Un système photovoltaïque est également constitué d'onduleurs, de câbles et d'un système de pose pour les modules, ces autres équipements comptent pour un peu plus d'un tiers de l'énergie grise totale.

Quant au transport, même lorsque les modules sont importés de Chine, il pèse relativement peu comparativement aux autres postes.

Temps de retour énergétique - répartition.pngSource : Faunhofer ISE - Photovoltaics report - juillet 2021. © Fraunhofer ISE, traduction Hespul.

Le Temps de Retour Énergétique du photovoltaïque a été divisé par trois en 30 ans

Cette évolution s'explique par la forte augmentation du rendement des modules photovoltaïque sur la même période. A production énergétique équivalente, il faut moins de surface de module et moins de matière, et par conséquent moins d'énergie grise (dette énergétique liée à la fabrication du système).

 

Dernière Mise à jour : 28/01/2022

Temps de retour énergetique

Temps de retour énergétique

Une dette énergétique remboursée en moins d'une année et demi en France

Pour qu'une énergie soit qualifiée de « renouvelable », elle se doit de produire beaucoup plus d'énergie que celle dont elle a besoin au cours de son cycle de vie. Le « temps de retour énergétique » correspond au ratio entre l'énergie totale consommée au cours de sa fabrication, de son transport, de son installation, de son recyclage et l'énergie produite annuellement. Pour le photovoltaïque, le Temps de Retour Énergétique est de 1 à 1,5 an, ramené au climat et à l’ensoleillement français.

La durée de vie d'un système photovoltaïque est de 25 à 35 ans en moyenne, cela signifie qu'en fonction de l'ensoleillement et de la durée d'utilisation, il produira entre 17 et 35 fois l’énergie nécessaire à celle de son utilisation sur l'ensemble de son cycle de vie. Cette dernière valeur correspond au Taux de Retour Énergétique, également appelé EROI en anglais.

  • Comment est calculé l'EROI ? Pourquoi y-a-t il de tels écarts entre les études ?

    Deux méthodologie de calcul de l'EROI, un facteur 2 à 3 entres les deux

    En fonction des publications, l'EROI du photovoltaïque peut fortement varier pour un même lieu d'implantation. Cela s'explique par l'utilisation de méthodologies de calcul différentes.

    Selon un rapport de la tache 12 de l'IEA-PVPS, ces méthodologies peuvent être classées en deux grandes catégories, fournissant chacune deux indicateurs bien différents  :

    • l'EROIel compare l'énergie grise primaire consommée sur le cycle de vie de l'installation PV, à la production électrique sur sa durée de vie. Il est estimé aux alentours de 8 en France, une installation PV produira 8 fois plus d'électricité sur sa durée de vie qu'elle ne consommera d'énergie primaire.
    • l'EROIPE-eq compare l'énergie grise primaire consommée sur le cycle de vie de l'installation PV, à la consommation d'énergie primaire évitée par la production électrique de l'installation PV sur sa durée de vie. C'est cet indicateur que nous utilisons, et qui est compris entre 17 et 35 en France. Dit autrement, sur sa durée de vie, la production d'électricité d'une installation photovoltaïque permettra d'économiser 17 à 35 fois plus d'énergie primaire qu'elle n'en consommera.

    Les différences de périmètre entre ces deux indicateurs sont expliquées dans le schéma ci-dessous.

    Différents EROI.pngDeux types d'EROI, deux périmètres de calcul différents. Source : Hespul sur la base de la Tache 12 PVPS, https://iea-pvps.org/wp-content/uploads/2021/06/IEA_PVPS_Task12_Methodological_Guidelines_NEA_2021_report.pdf.

    Le Taux de Retour Énergétique (EROIPE-eq) peut être calculé à partir du Temps de Retour Énergétique

    Dans cet article, l'EROIPE-eq a été calculé à partir de la formule suivante (source : IEA, PVPS, tâche 12, p13) :

    Formule EROI.png

     

Les modules représentent plus de 60 % de l'énergie grise d'un système photovoltaïque

De nombreuses étapes sont nécessaires pour fabriquer un module photovoltaïque :

  1. Pour 95 % des modules, la matière première initiale est le silicium dont il faut extraire et raffiner le minerai (généralement du quartz).
  2. Le silicium est fondu en lingots qui sont ensuite découpés en tranches appelées wafers
  3. Des cellules photovoltaïques sont fabriquées à partir des wafers.
  4. Les cellules sont assemblées et encapsulées dans un module.

Un système photovoltaïque est également constitué d'onduleurs, de câbles et d'un système de pose pour les modules, ces autres équipements comptent pour un peu plus d'un tiers de l'énergie grise totale.

Quant au transport, même lorsque les modules sont importés de Chine, il pèse relativement peu comparativement aux autres postes.

Temps de retour énergétique - répartition.pngSource : Faunhofer ISE - Photovoltaics report - juillet 2021. © Fraunhofer ISE, traduction Hespul.

Le Temps de Retour Énergétique du photovoltaïque a été divisé par trois en 30 ans

Cette évolution s'explique par la forte augmentation du rendement des modules photovoltaïque sur la même période. A production énergétique équivalente, il faut moins de surface de module et moins de matière, et par conséquent moins d'énergie grise (dette énergétique liée à la fabrication du système).

 

Dernière Mise à jour : 28/01/2022

Publications

Fraunhofer ISE - photovoltaic report - Septembre 2020 (lien externe) consulter
Fraunhofer ISE - photovoltaic report - Juillet 2021 (lien externe) consulter

A voir également