L'histoire éblouissante de l'énergie solaire

L’énergieÉnergie solaire

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Décembre 6th, 2021

Autrefois marginale et futuriste, cette énergie renouvelable brille aujourd'hui comme une source d'énergie bon marché et efficace. Pourtant, cela reste controversé – pour de nombreuses raisons différentes.

 

Par Adam Lévy

Physicien de l'atmosphère


 

 

Comment éclairer l'avenir d'une invention ? Si une nouvelle technologie vraiment is roman, comment les chercheurs peuvent-ils commencer à déterminer comment il pourrait s'intégrer dans le monde dans les années ou décennies à venir ? Après tout, « la prédiction est très difficile, surtout en ce qui concerne l'avenir ». Cette citation est de Niels Bohr. Peut-être. Personne n'est certain.

 

Nous savons à quoi ressemble la technologie d'aujourd'hui et les choses s'annoncent plutôt brillantes pour l'énergie solaire. L'énergie solaire est désormais la source d'énergie renouvelable qui connaît la croissance la plus rapide. Rien qu'en 2018, près de 100 gigawatts de capacité solaire ont été installés dans le monde. Si tous ces panneaux fonctionnaient à leur capacité maximale au même moment, ce serait plus que suffisant pour alimenter tous les L'électricité moyenne au Canada demandes. Mais l'énergie solaire n'a pas toujours été en plein essor. Reculez de quelques décennies dans le passé, et le solaire était encore futuriste. Et alors fait à quoi ressemble l'avenir du solaire avant de savoir ce qu'il pourrait devenir ? Eh bien, la réponse à cette question est controversée.

 

Pas vraiment. Si vous décrochez le tout premier numéro du Bilan annuel de l'énergie à partir de 1976, vous trouverez un article intitulé de manière imaginative « Énergie solaire ». Son résumé s'ouvre sur cette phrase :

 

Il est largement reconnu que l'énergie inépuisable du soleil est reçue sur la terre en quantités suffisantes pour apporter une contribution majeure aux futurs besoins énergétiques du monde.

 

Jusqu'ici, si familier. Les grandes quantités d'énergie que la Terre reçoit du soleil servent encore aujourd'hui d'introduction à l'énergie solaire. Mais il est encore incertain et controversé de savoir si nous avons maintenant les moyens de collecter et de convertir économiquement cette énergie solaire en des formes utiles pour nos besoins.

 

"Incertain et controversé." L'avenir de cette technologie fait-il vraiment tant de doute ? Hé bien oui. Alors que les chercheurs convertissaient la lumière en électricité à l'aide du photovoltaïque depuis une vingtaine d'années, les applications de ces approches étaient encore relativement nouvelles. Dans les années 20 et 1950, l'énergie solaire a trouvé sa place à bord de nombreux satellites américains et soviétiques, où les alimentations électriques conventionnelles auraient été assez gênantes. Mais alors que les années 60 avaient connu des progrès, la technologie était toujours considérée comme irréaliste pour les applications conventionnelles.

 

Kelly Sims Gallagher : « Vraiment, à cette époque, c'est un peu là où se trouvait l'énergie solaire. C'était considéré comme, vous savez, un type très avancé de technologie de pointe.

 

Il s'agit de Kelly Sims Gallagher, qui fait des recherches sur les systèmes d'innovation dans les technologies énergétiques depuis environ 20 ans et qui est maintenant basée à la Fletcher School of Tufts University dans le Massachusetts. Il y a une raison pour laquelle le solaire semblait encore « loin » à la fin des années 1970 : le coût était encore élevé : 20 $ par watt si votre panneau solaire fonctionnait à pleine puissance. C'est environ 90 dollars 2021. Donc, si vous vouliez acheter suffisamment de panneaux solaires pour alimenter une seule ampoule de 60 watts, vous devrez débourser plus de 5,000 XNUMX $ de l'argent d'aujourd'hui. Controversé en effet. Voici Felix Creutzig de l'Institut de recherche Mercator sur les biens communs mondiaux et le changement climatique à Berlin, qui étudie le rôle de l'énergie solaire dans l'atténuation du changement climatique.

 

Félix Creutzig : « Il y a quarante ans, c'était assez cher. Vous saviez donc s'il s'agissait d'une véritable technologie à l'échelle du marché. Donc absolument, oui, il y a 40 ans, c'était une technologie controversée.

 

Mais il y a plus à apprendre de cet article de 1976 que le fait que l'énergie solaire était autrefois chère. D'une part, les motivations du développement de l'énergie solaire étaient différentes de celles d'aujourd'hui.

La hausse des prix des carburants dans les années 1970.

 

Bien que la «propreté» du solaire par rapport aux combustibles fossiles soit abordée dans cet article d'époque, cela n'a pas les mêmes connotations de changement climatique qu'aujourd'hui. Alors que le réchauffement climatique faisait déjà l'objet de recherches dans les années 1970, il semble qu'il n'était pas sur le radar de ces chercheurs, car vous n'en trouverez aucune mention ici.

 

L'article indique - comme le soulignent les chercheurs aujourd'hui - qu'il existe différentes manières d'exploiter l'énergie solaire. Par exemple, l'énergie peut être captée par des systèmes qui la convertissent en chaleur ou en électricité, que ce soit par conversion d'énergie photovoltaïque, thermique océanique ou éolienne.

 

Maintenant, personnellement, quand je pense à l'énergie thermique des océans ou aux éoliennes, je ne pense pas nécessairement au terme « énergie solaire ». Mais l'étude souligne à juste titre que :

 

La collecte naturelle de l'énergie solaire se produit à la surface des terres et des océans de la terre, donnant lieu au vent et aux intempéries.

 

Nous ne pouvons pas décrire ces sources d'énergie comme « l'énergie solaire » aujourd'hui. Mais, bien sûr, ils proviennent de ce grand disque lumineux dans le ciel.

 

Alors, comment se termine l'article - celui qui s'ouvre en nous rappelant la polémique que présente l'énergie solaire - ? Eh bien, avec un ton étonnamment optimiste :

 

Nous pensons qu'au cours de la période suivant l'an 2000, l'énergie solaire sera devenue l'une des sources d'énergie les plus conventionnelles utilisées dans de nombreuses régions du monde.

 

Cette déclaration a peut-être été profondément controversée à l'époque, mais elle ne l'est pas restée longtemps. À peine trois ans plus tard, en 1979, le président Jimmy Carter installé 32 panneaux solaires sur le toit de la Maison Blanche. Carter a également fait une prédiction pour l'an 2000, en disant :

 

En l'an 2000, ce chauffe-eau solaire derrière moi, qui est mis en service aujourd'hui, sera toujours là pour fournir une énergie bon marché et efficace. Et son administration s'est fixé comme objectif de produire 20 % de l'énergie américaine à partir du solaire d'ici la fin du siècle.

 

Ces développements ont préparé le terrain pour que l'un des auteurs de la revue de 1976 revienne sur le sujet en 1981. Cette revue, intitulée "La technologie de l'énergie solaire - Une mise à jour sur cinq ans", a révélé que l'énergie solaire était devenue un grand plaisir pour la foule.

 

Si les États-Unis choisissaient leur système énergétique par un vote populaire, il ne fait aucun doute que l'énergie solaire l'emporterait facilement. Le public américain pense même que l'énergie solaire se développera suffisamment rapidement pour répondre à la plupart des besoins énergétiques de la nation dans 20 ans, une opinion que peu ou pas de ceux qui sont étroitement impliqués dans le développement de la technologie solaire trouvent crédible.

 

Dans ce cas, l'expert avait certainement raison, car l'Amérique a mis du temps à s'éloigner de son infrastructure à combustibles fossiles. Près de 40 ans plus tard, l'énergie solaire ne fournit toujours qu'environ 1% des besoins énergétiques des États-Unis. Mais cela ne veut pas dire que l'auteur était rempli de pessimisme.

 

Pourtant, l'importance des contributions ultimes de l'énergie solaire ne fait aucun doute. Les cinq dernières années ont été un début rapide pour ce qui devrait être un engagement continu à long terme envers le développement de ces technologies.

 

Alors, que s'est-il passé ensuite? Eh bien, l'engagement à long terme s'est avéré être plus une aventure à court terme. Encore cinq ans plus tard, en 1986, Reagan avait vidé ce qu'il considérait comme une recherche infructueuse sur les énergies renouvelables. Et les panneaux solaires sur le toit de la Maison Blanche n'étaient pas destinés à fournir de la chaleur dans le nouveau siècle. En 1986, ceux-ci avaient également disparu.

 

Les engagements à développer et à déployer l'énergie solaire ont continué à vaciller dans le monde entier au cours de la décennie suivante. En 1996 (20 ans après le premier article), on trouve une nouvelle revue sur l'énergie solaire. Les Bilan annuel de l'énergie est devenu le Bilan annuel de l'énergie et de l'environnement. Cette revue était intitulée « Progrès de la commercialisation des systèmes d'alimentation solaire-électrique ». Rien que ce titre montre à quel point la question du potentiel de l'énergie solaire a changé. Et il y avait bien eu progressé :

 

Entre 1976 et 1992, les prix des modules photovoltaïques ont été multipliés par 1,000, la production cumulée ayant été multipliée par XNUMX XNUMX.

 

L'innovation augmentait simultanément l'efficacité des panneaux solaires et abaissait les coûts de leur production. Mais l'énergie solaire était encore loin de devenir une bonne affaire.

 

À des prix de module de 4.00 $ à 4.50 $ par watt et des coûts de système environ le double, les systèmes photovoltaïques sont encore relativement chers pour les applications connectées au réseau.

 

Et avec ces chiffres à l'esprit, en 1996, l'avenir du solaire n'était toujours pas clair. Alors que l'examen, deux décennies plus tôt, prévoyait que l'énergie solaire pourrait être l'une des sources d'énergie conventionnelles du monde, cet article a des ambitions plus modérées. Par exemple, pour des régions comme la Méditerranée, l'énergie solaire pourrait fournir 10 à 25 % des besoins locaux ou régionaux en électricité sur une période de 20 ans.

 

À l'époque, il était difficile de voir comment le solaire pourrait rivaliser avec d'autres sources d'énergie sans subventions substantielles. Cela dit, cependant, le document suggère également que les subventions devraient être supprimées des combustibles fossiles, une décision que de nombreux groupes environnementaux demandent encore à ce jour. Les auteurs ont estimé que cela refléterait le fait qu'il s'agit d'une ressource limitée qui s'épuise.

 

Aujourd'hui, la motivation pour supprimer les subventions aux combustibles fossiles est l'inverse. Nous savons que nous avons suffisamment de combustibles fossiles pour durer de nombreuses décennies dans le futur. Voici à nouveau Kelly, dont nous avons entendu parler plus tôt :

Kelly Sims Gallagher : «C'était en quelque sorte l'ère du pic pétrolier et l'idée que nous allions manquer de pétrole. C'était avant la révolution du gaz de schiste.

 

Nous comprenons maintenant que les combustibles fossiles sont si abondants que si nous les brûlions tous, de vastes régions de la planète seraient rendues trop chaudes pour que même le métabolisme humain puisse y faire face. En 1996, le deuxième rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat avait été récemment publié, présentant des preuves que l'humanité modifiait le climat mondial. Mais même à ce stade, le réchauffement climatique n'était pas la motivation principale pour un examen de l'énergie solaire. En fait, la seule mention du changement climatique dans cette étude de 1996 est de souligner que la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques appelle à une coopération internationale à grande échelle. Et à l'époque, il semblait y avoir un grand optimisme pour une telle coopération.

 

À l'approche du millénaire, l'humanité se rapproche, pour la première fois, d'une civilisation mondiale.

 

Eh bien, nous avons maintenant 21 ans après le millénaire. Avec la sortie du Royaume-Uni de l'Union européenne et les relations tumultueuses de l'Amérique avec l'Accord de Paris sur le climat, le monde occidental semble s'être éloigné des idées de coopération mondiale. Mais l'histoire du solaire est beaucoup plus positive. Au cours de la dernière décennie, l'utilisation de l'énergie solaire a grimpé en flèche, brisant à maintes reprises les prévisions de croissance de l'Agence internationale de l'énergie. Les gouvernements du monde entier ont mis en place des politiques qui encouragent l'énergie solaire, et les fabricants chinois ont commencé à explorer de nouvelles façons de produire en série des panneaux à faible coût.

 

Et les coûts sont devenus incroyablement bas. Aujourd'hui, certains panneaux solaires coûtent 30 centimes par watt, soit environ 300 fois moins cher que les panneaux solaires «controversés» de 1976. En fait, le solaire est si bon marché que l'Agence internationale de l'énergie l'a récemment déclaré la source d'électricité la moins chère de l'histoire. En conséquence, il est rapidement déployé dans le monde entier. Selon une étude de 2019 intitulée "Plus vite que, vous pensez que les énergies renouvelables et les pays en développement", les énergies renouvelables dominent désormais l'investissement total dans les systèmes de production d'électricité.

 

Voici à nouveau Felix Creutzig, dont vous avez entendu parler plus tôt :

 

Félix Creutzig : « Je pense que c'est une belle histoire. Maintenant, c'est une technologie qui peut produire de l'électricité à l'échelle industrielle et c'est une bonne chose.

 

Et pour Kelly, il y a une leçon importante à tirer du parcours du solaire.

 

Kelly Sims Gallagher : « Beaucoup de gens étaient très pessimistes à propos de l'éolien et du solaire, vous savez, et ils avaient tort. Je pense donc que nous devons avoir confiance en nous-mêmes que nous pouvons accomplir des améliorations assez spectaculaires de la technologie. »

 

Alors, quel avenir pour le solaire ? Pour atteindre les objectifs climatiques convenus dans le monde, les émissions de gaz à effet de serre doivent tomber à zéro dans le monde aussi rapidement que possible. Idéalement peu après le milieu du siècle. Peu de gens doutent que le solaire ait un rôle à jouer dans cette transition, mais l'ampleur de son rôle restera incertaine.

 

Alors, quel avenir pour l'énergie solaire ? Eh bien, si le solaire peut vraiment sortir de l'ombre des combustibles fossiles, cela dépendra des gouvernements qui continueront à stimuler l'innovation en encourageant l'énergie solaire. Sans savoir ce que le monde fera, la réponse est toujours controversée.

 

Félix Creutzig : « Il est toujours controversé de savoir si le PV fournira environ 5 ou 10 % d'énergie primaire en 2050 ou 40 ou 50 %. Il y a un écart énorme entre ces chiffres. La meilleure chose ici est de le faire. Et nous ne pouvons pas le prévoir, mais nous pouvons changer les trajectoires nous-mêmes. »

 

"À l'époque, il y avait beaucoup, beaucoup de questions, beaucoup de théories et pas trop de tests sur les théories."

 

Dans cet épisode, vous avez entendu Felix Creutzig et Kelly Sims Gallagher. Il y avait aussi des citations de quatre articles : Frederick H. Morse et Melvin K. Simmons, 1976 ; Simmons, 1981; Raymond Dracker et Pascal De Laquil III, 1996 ; et Channing Arndt et al., 2019. Je suis Adam Levy, et cela a été Connaissable.

 

Cet article a été initialement publié par le magazine knowable, le 13 janvier 2021, et a été republié conformément à la Licence publique internationale Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0. Vous pouvez lire l'article original ici. Les opinions exprimées dans cet article sont celles de l'auteur seul et non de WorldRef.


 

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