Quel est l’impact environnemental de la production d’énergie solaire ?

L’énergie solaire est présentée comme une alternative verte pour l’environnement, qui exploite l’énergie gratuite et abondante du soleil. Elle s’accompagne de la promesse d’une énergie moins chère pour les consommateurs, ainsi que d’une source d’énergie exempte d’émissions de gaz à effet de serre et d’autres polluants. Mais comme les critiques sont prompts à le souligner, ce tableau rose n’est pas entièrement vrai.

L’énergie solaire s’accompagne de ses propres défis environnementaux concernant l’utilisation des terres, la consommation d’eau, les émissions et l’utilisation de matières dangereuses. Faisons  » la lumière  » sur ces impacts environnementaux, et déterminons si les avantages l’emportent sur les inconvénients en ce qui concerne l’énergie solaire et l’environnement.

Utilisation des sols

Les implications de l’utilisation des sols pour les projets d’énergie solaire dépendent de leur échelle. Les petites installations sur les toits ne constituent pas une préoccupation importante. Les projets à plus grande échelle, cependant, peuvent prendre beaucoup de biens immobiliers.

Selon la topographie, l’intensité solaire et le type de technologie solaire, les grands systèmes peuvent s’étendre sur 3,5 à 16,5 acres par mégawatt de production. (Un MW heure peut desservir environ 650 foyers, plus ou moins.)

Contrairement aux projets d’énergie éolienne qui peuvent coexister avec l’utilisation des terres agricoles, il existe peu de possibilités de modèle d’utilisation partagée avec les grandes installations solaires qui peuvent perturber la flore et la faune locales. Ce problème peut être atténué en utilisant des emplacements de faible valeur tels que les friches industrielles, les sites miniers abandonnés ou le long des couloirs de transport et de transmission.

Utilisation de l’eau

En ce qui concerne l’utilisation de l’eau, il est important de noter qu’il existe deux principaux types de technologie d’énergie solaire :

• Les cellules solaires photovoltaïques (PV)
• Les centrales solaires thermiques à concentration (CSP)

Le solaire PV n’utilise pas d’eau pour la production électrique, alors que les projets CSP en consomment. L’utilisation réelle de l’eau dépend de variables telles que la conception de la centrale, son emplacement et le type de système de refroidissement employé.

Selon l’UCS, les centrales CSP utilisant une technologie de recirculation humide avec des tours de refroidissement prélèvent entre 600 et 650 gallons d’eau par mégawattheure de production électrique. La technologie de refroidissement à sec peut réduire la consommation d’eau de 90 %, mais peut entraîner des coûts plus élevés et des rendements plus faibles.

Un point de préoccupation potentiel est que certains des meilleurs endroits pour l’énergie solaire se trouvent avoir les climats les plus secs et la plus faible disponibilité de l’eau. Par conséquent, l’approvisionnement en eau est une considération importante lorsqu’il s’agit de projets solaires.

Matières dangereuses

Plusieurs matières dangereuses sont utilisées au cours du processus de fabrication des cellules photovoltaïques. Les produits chimiques sont utilisés en grande partie pour nettoyer et purifier la surface des semi-conducteurs, notamment des substances telles que l’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique, l’acide nitrique, le fluorure d’hydrogène, le 1,1,1-trichloroéthane et l’acétone.

Les cellules photovoltaïques à couche mince comprennent des substances toxiques telles que l’arséniure de gallium, le diséléniure de cuivre-indium-gallium et le cadmium-telluride. Alors qu’une manipulation ou une élimination inappropriée pourrait entraîner de graves problèmes environnementaux, les fabricants sont très motivés pour recycler ces matériaux très précieux plutôt que de les envoyer à la décharge.

Pour être certain, les matériaux toxiques sont associés à chaque type de production d’énergie. Le charbon doit être nettoyé avec des produits chimiques et brûlé, l’énergie nucléaire nécessite des matériaux hautement radioactifs, et les éoliennes utilisent du métal qui doit être extrait et traité. Aucun type d’énergie n’est idéal, mais il est clair que certains sont meilleurs que d’autres, comme le montrent les émissions comparatives du cycle de vie abordées dans la section suivante.

Émissions du cycle de vie

L’énergie solaire gagne sa réputation stellaire en tant que source d’énergie en ce qu’elle ne génère pas de gaz à effet de serre pendant les opérations. Les émissions liées au réchauffement climatique sont cependant créées à d’autres étapes du cycle de vie de l’énergie solaire. Ces étapes comprennent l’extraction des ressources, la fabrication, le transport, l’installation, la maintenance, le déclassement et le démantèlement.

Cet investissement initial dans l’énergie est toutefois remboursé par 30 ans de production d’énergie respectueuse de l’environnement. L’énergie générée par les combustibles fossiles, en revanche, continue de produire des émissions de gaz à effet de serre en permanence.

« Oui, le solaire photovoltaïque nécessite de lourdes quantités d’énergie au départ pour extraire et fabriquer les matériaux », remarque un article, « mais lorsque cette émission est dispersée sur un profil de production de 30 ans, les émissions/kWh sont beaucoup plus favorables. »

La plupart des estimations montrent que le solaire, sur l’ensemble de son cycle de vie, produit beaucoup moins d’équivalent dioxyde de carbone que le gaz naturel, et dramatiquement moins que le charbon. Selon l’UCS, les systèmes photovoltaïques se situent dans une fourchette de 0,07 à 0,18 livre d’équivalent dioxyde de carbone par kilowattheure, tandis que les systèmes solaires CSP génèrent un équivalent CO2 dans une fourchette de 0,08 à 0,2 livre. Ces chiffres sont nettement inférieurs aux émissions du cycle de vie du gaz naturel (0,6 à 2 livres de CO2E/kWh) et du charbon (1,4 à 3,6 livres de CO2E/kWh).