Cas 53 : Solaire sans subventions

Le marché

L’industrie photovoltaïque (PV) a généré en 2010 des revenus de 82 milliards de dollars, soit plus du double en valeur monétaire sur une période d’un an seulement. Les nouvelles installations photovoltaïques ont atteint en 2010 un niveau record de 18,2 gigawatts (GW), ce qui représente une croissance de près de 140 % au cours des douze derniers mois. Le marché européen représentait 14,7 GW, 81 % de la demande mondiale de PV. L’Allemagne, l’Italie et la République tchèque sont les trois leaders européens, suivis du Japon et des États-Unis. Une croissance aussi rapide exige des capitaux. Les entreprises faisant partie de la chaîne d’approvisionnement de l’énergie photovoltaïque ont réussi à lever 10 milliards de dollars en capitaux propres et en dettes. En conséquence, la capacité de production est passée de 9,9 GW en 2009 à 20,5 GW en 2010, la production de couches minces représentant déjà 13,5 % de la production totale. La Chine et Taiwan représentent un peu moins de 60 % de la production mondiale. Suntech Power, dont le siège est à Wuxi (Chine), est le plus grand producteur au monde.

Le gouvernement allemand, premier marché du photovoltaïque, a ajouté 7 GW en une année 2010 record à 17 GW, soit l’équivalent de 17 grandes centrales générant au total 130 000 emplois pour un coût total de subvention de 9 milliards de dollars, près de 1,3 milliard de dollars pour chaque giga et 70 000 euros pour chaque emploi. Les incitations décidées en 2000 par la loi allemande sur les énergies renouvelables garantissent des tarifs d’achat supérieurs aux tarifs du marché pour les installations solaires pendant 20 ans à compter de la date d’installation. Ce soutien généreux a contribué à réduire le coût des systèmes photovoltaïques. Le prix des modules de silicium a chuté de 38 % en 2009 et de 14 % en 2010 par rapport à l’année précédente. Avec l’expansion de la demande en Asie et en Amérique du Nord, on s’attend à ce que les prix des usines baissent de 50 % au cours des cinq prochaines années par rapport au niveau de 2010.

Selon Greenpeace, l’industrie des combustibles fossiles a reçu l’an dernier environ 100 milliards de dollars en subventions gouvernementales dans les États membres du G-20. Les combustibles fossiles et le nucléaire bénéficient d’un généreux soutien gouvernemental depuis des décennies. Le charbon est subventionné en Allemagne depuis 1965, et l’énergie solaire n’a commencé à bénéficier d’un soutien fiscal important qu’il y a dix ans. Toutefois, la subvention annuelle pour le charbon en Allemagne a été limitée en 2010 à 2 milliards d’euros (2,8 milliards de dollars) et le gouvernement a adopté une loi éliminant progressivement toutes les subventions d’ici 2018. Les subventions allemandes pour les énergies renouvelables (éolien, solaire, biogaz, etc.) se sont élevées à 17,9 milliards de dollars, ce qui signifie que les énergies renouvelables reçoivent une part importante du soutien gouvernemental.

L’innovation

Le système de câblage complexe rend le prix des panneaux photovoltaïques non compétitif, alors que le coût et l’approvisionnement en silicium ne sont pas un problème. Alors que Léonard de Vinci avait déjà prédit l’utilisation de l’énergie solaire en 1447, sa pénétration sur le marché a reposé sur des mesures fiscales qui sont finalement payées par le consommateur, soit par une augmentation des taxes pour couvrir la dette publique, soit par des tarifs plus élevés pour l’énergie verte. Le fait que l’énergie solaire ne génère que du courant continu (CC) alors que le réseau électrique fonctionne avec du courant alternatif (CA) implique que toute l’électricité produite par le PV nécessite des onduleurs. Comme le soleil ne brille au mieux que 5 heures par jour toute l’année, le PV a besoin de batteries de secours. La combinaison des batteries, des onduleurs et de l’ensoleillement discontinu implique que les technologies actuelles d’énergie solaire dépendront d’une aide gouvernementale équivalente à celle des énergies non renouvelables. Stefan Larsson a réalisé des projets de recherche sur les concentrateurs à réflexion maximale. L’un de ses objectifs était de rendre l’énergie solaire viable dans l’Arctique et l’Antarctique. Lui et son équipe ont concentré la lumière du soleil 3,5 fois en utilisant des réflecteurs qui suivent également le mouvement du soleil tout au long de l’année sans avoir besoin d’héliostats coûteux. La géométrie du réflecteur est conçue de telle sorte que toute la lumière frappe le tube absorbant la chaleur. Ses conceptions permettent de produire de la chaleur et de l’électricité dans les coins les plus froids du monde. Il a ensuite ajusté le réflecteur pour qu’il donne le meilleur rendement lorsque le soleil est le plus bas dans le ciel. Cette approche innovante permet d’obtenir un rendement énergétique constant sur une large gamme de températures, ce qui, avec son approche modulaire, la rend adaptée à la production d’eau chaude, au chauffage urbain, au refroidissement solaire, à l’assainissement de l’eau, au dessalement et… à la production d’électricité, le tout en même temps. M. Larsson a ensuite créé Solarus AB et, tout en perfectionnant avec son équipe la technologie qui consiste à combiner plusieurs fonctions en un seul panneau, il a également consacré beaucoup de temps à sécuriser une chaîne d’approvisionnement de matériaux de base, à recycler la fibre de carbone provenant de l’industrie aérospatiale et à accéder aux technologies de fabrication de rubans de silicium. C’est la combinaison des cellules solaires multifonctionnelles et de l’utilisation de fibres de carbone recyclées qui permet à Solarus d’offrir sur le marché de l’énergie solaire moins chère que l’approvisionnement en énergie à base de combustibles fossiles sans exiger de subventions. De plus, Solarus a développé un modèle d’entreprise qui prévoit des douzaines – et avec le temps – de centaines d’usines de fabrication locales générant des emplois locaux. La combinaison de conceptions géométriques ingénieuses, le recyclage des matériaux de haute technologie mis au rebut, un modèle de production décentralisé, qui rivalise sur le marché sans avoir besoin de subventions (tout en accueillant toute aide) en fait un prototype de l’économie bleue.

Le premier flux de trésorerie

La Suède est un leader mondial du chauffage urbain, où l’eau est chauffée de manière centralisée et distribuée par des réseaux de canalisations. Ce système est moins exigeant en capital et plus efficace sur le plan énergétique que les chauffe-eau individuels qui consomment aujourd’hui 30 pour cent de toute l’électricité utilisée à la maison. Solarus s’est engagé à alimenter un système de chauffage urbain avec 2 400 mètres carrés de capteurs solaires et thermiques atteignant un prix de revient de seulement 0,025 $/kWh, sur une base de 10 ans avec des subventions gouvernementales. Sans les subventions, le chauffage urbain ne coûterait toujours que 0,07 $/KWh, et si l’on tient compte de la durée de vie complète des capteurs solaires et thermiques, le prix de l’énergie sans subventions est aussi bas que 0,02 $/KWh, soit un prix égal ou même inférieur à celui des combustibles nucléaires, du charbon ou du diesel subventionnés.

L’opportunité

Le potentiel de marché pour Stefan Larsson et son équipe chez Solarus AB est énorme. Chaque panneau produit 300W d’électricité et 880W de chaleur qui se convertissent dans un pays pauvre en soleil comme la Suède en 264 KWh d’électricité et 660KWhr de chaleur pour chaque panneau. Ce système multifonctionnel fournit de l’électricité, de l’eau chaude, du chauffage et du refroidissement grâce à un système d’échange de chaleur, s’appuyant sur une installation uniforme sur les toits des bâtiments d’une superficie minimale de 200 mètres carrés. Cela rend les bâtiments neutres sur le plan énergétique. Une maison deviendrait indépendante sur le plan énergétique (en Suède) avec 8 à 12 panneaux couvrant l’eau chaude, l’électricité et le chauffage des pièces. Le faible poids, la facilité d’installation, la résistance aux intempéries et la capacité de fonctionner sous la lumière diffuse du soleil combinés à l’utilisation de matériaux composites recyclés ont réduit la période de récupération traditionnelle de 3 à 5 ans à 6 mois seulement. Le faible coût du système Solarus, sa haute efficacité et sa faible perte de chaleur permettent d’utiliser le procédé d’humidification-déshumidification solaire (HDH). Alors qu’il s’agissait du système standard de dessalement et de purification de l’eau il y a des décennies, il était très énergivore et a été remplacé par l’osmose inverse. Maintenant, il semble que la HDH basée sur les technologies solaires décrites peut fournir une chaleur constante supérieure à 100°C nécessaire pour accélérer l’évaporation et la condensation. Alors que le coût de construction serait égal à celui de toute installation existante, les coûts d’exploitation et d’entretien sont divisés par dix, ce qui prouve que les innovations dans le domaine de l’énergie solaire permettront de surpasser la concurrence des énergies fossiles et nucléaires même en l’absence de subventions. Heureusement, les subventions seront toujours la règle du jeu, faisant basculer les avantages encore plus vite en faveur de solutions semblables à Solarus. Or, savoir qu’il peut être fabriqué localement à partir de matériaux recyclés devrait permettre aux entrepreneurs du monde entier d’être assis sur le bord de leur chaise, alors que les gouvernements au bord de la faillite pourraient encore apporter un certain soutien sans avoir à faire tout ce que les autorités allemandes ont dû faire.