Avec l’augmentation de la production massive de panneaux solaires, l’arrivée des panneaux nouvelle génération et la baisse de prix des panneaux sur le marché, la fabrication des panneaux solaires connaît depuis quelques années de profondes mutations. Et l’essor de la filière photovoltaïque mondiale n’est pas sans poser de problèmes. Comment assurer l’approvisionnement en matières premières pour fabriquer les panneaux solaires ? Le recours aux métaux rares dans les cellules photovoltaïques est un problème que les chercheurs et les entreprises tentent actuellement de résoudre.
Des métaux rares dans les panneaux solaires
Le développement des panneaux solaires est au beau fixe. Et c’est l’Agence Internationale de l’Energie (AIE) qui le dit : dans son rapport de 2018, elle constate que la puissance installée au niveau mondial était de 300 GW en 2016. Et l’AIE se projette sur 740 GW de puissance installée à l’horizon 2022. Cet essor de la filière photovoltaïque implique une forte augmentation de la demande des matières premières qui servent à la fabrication des panneaux solaires. L’AIE estime ainsi que la demande en matières premières devrait connaître une forte augmentation dans les prochaines années. Plusieurs matières sont notamment concernées. Le silicium est ainsi utilisé dans la fabrication des panneaux solaires. Mais son approvisionnement ne devrait pas poser de problème. On trouve du silicium en grande quantité dans la couche terrestre.
Il n’en va pas de même pour tous les autres composants. Selon les technologies, les cellules solaires des panneaux ne sont pas fabriquées sur le même modèle. Certaines utilisent des composés à base de métaux rares comme l’iridium, le ruthénium ou encore l’osmium. Les panneaux solaires fabriqués avec des cellules CIGS ont ainsi de gros besoins en matières premières. Ces cellules à couches fines offrent une plus grande performance énergétique grâce à leur alliage. Mais pour le réaliser, il faut du cuivre, de l’indium et du gallium. D’ailleurs, à l’Institut photovoltaïque d’Ile-de-France (IPVF), on est persuadé que la prochaine décennie sera décisive pour les options technologiques de la filière.
Concurrence féroce sur le marché des métaux rares
A l’instar des gisements de pétrole ou de gaz, la mise en exploitation des gisements de métaux est souvent assez longue. Il faut d’abord identifier un gisement et s’assurer de son potentiel. L’exploitation d’un gisement ne commence ensuite qu’une dizaine d’années après son identification. Et l’extraction des minerais s’avère généralement coûteuse, tant sur le plan financier qu’environnemental.
Par ailleurs, les panneaux solaires sont en concurrence avec les autres produits high tech. Désormais, les appareils du quotidien (smartphones, ordinateurs, tablettes…) sont nombreux à requérir des métaux rares dans leur fabrication. D’où la nécessité d’envisager des alternatives pour assurer la fabrication des panneaux solaires dans les prochaines années.
Des panneaux solaires à base de fer
Pour ne pas être confrontée à des problèmes d’approvisionnement, une équipe de chercheurs de l’université de Lund, en Suède, a travaillé à une alternative. Les chercheurs proposent de remplacer ces métaux rares par du fer. Ils ont ainsi mis au point une molécule à base de fer en 2017. Cette dernière est capable de capter puis d’émettre une lumière. Elle est donc en mesure d’imiter les propriétés des métaux utilisés pour fabriquer les cellules photovoltaïques. Depuis un an, les chercheurs de l’université de Lund sont parvenus à augmenter ses capacités de photoluminescence. D’après les chercheurs, l’usage du fer dans la fabrication des panneaux solaires offriraient plusieurs avantages. Le fer se trouve en abondance. Son exploitation est connue et facile. Et surtout, le travail du fer à l’échelle industrielle est peu coûteux.
En France, la filière photovoltaïque s’organise aussi. Pour faire face aux enjeux liés à l’approvisionnement en matières premières, elle met l’accent sur le recyclage. Recycler les cellules photovoltaïques pour récupérer les métaux devrait être un moyen efficace de sécuriser une partie des besoins en métaux. A l’heure actuelle, on estime que 85% des matériaux de fabrication utilisés pour les panneaux sont recyclables. La filière française de la collecte et du recyclage des panneaux photovoltaïques a déjà commencé à se mettre en place. Elle devrait permettre de récupérer une partie non négligeable des métaux utilisés.
Rédigé par : La Rédaction
COMMENTAIRES
Et encore un article sur les métaux rares et le photovoltaïque…
Après avoir rapidement rappelé que le silicium (technologie représentant plus de 90% des panneaux PV, et 100% en France) n’était pas près de manquer, puisque c’est un des principaux constituants de la croute terrestre, on revient sur la consommation des panneaux à couches minces (que l’on n’installe pas en France), qui représentent (largement) moins de 10% du marché mondial, et qui sont plutôt en régression.
Cet article ne me semble pas au niveau d’un média spécialisé dans les questions énergétiques. On reste dans un amalgame, et le pauvre lecteur qui ne connaitrait pas ces sujets en sort encore plus confus, avec comme souvent, le risque de tomber dans le relativisme ambiant, ce que nous faisons pollue, mais les solutions pour s’en affranchir polluent, ne faisons rien (et fonçons dans le mur climatique qui nous fait face…)
Reponse à Seb. Excusez moi Seb, mais ce blog traite d’energie et son boulot c’est de passer en revue toutes les solutions. Je ne pense pas que nous ayons à faire avec des nihilistes stupides. Ils portent à la connaissance du grand public qui parfois est un peu largué, les + et les – et permettent au lecteur d progresser. Je ne les jamais vu faire l’apologie de telle ou telle technique sans en souligner les failles. Le olaire n’est pas à rejeter, mais si on cherche bien, on touve vite ses limites. On trouve d’ailleurs les limites de l’éolien encore plus vite. Moi mon truc, c’est la cogénération biomasse, c’est bien, mais ça ne saurait être la solution unique et surtout certainement pas pour remplacer le nucléaire mais pour l’applique rlà où ce n’est pas idiot. Tout transport de biomasse sur plus de 10 à 20 kms est parfaitement stupide, même si ça fait beaucoup de fric ! Au passage, je me tiens à dispo de l’Energeek pour leur parler de ma vision de l’utilisation de la biomasse (on va dans le mur et plus aucun oiseau ne chante en fôret exploitée sauvagement) , je suis donc plus Ener(ve) que Geek. Il faut faire avec.