De combien de panneaux solaires avons-nous besoin pour alimenter le monde ?
- Les panneaux solaires sont devenus nettement moins chers ces dernières années, ce qui les rend plus accessibles aux personnes vivant dans des zones reculées.
- Une nouvelle étude a révélé que seulement 50% des toits du monde seraient recouverts de panneaux solaires pour répondre aux besoins annuels en électricité du monde.
- L’Asie, l’Amérique du Nord et l’Europe sont des points chauds potentiels pour la production d’énergie solaire sur les toits.
- Le stockage de l’énergie solaire est coûteux, de sorte que les zones aux conditions variables peuvent avoir du mal à utiliser efficacement les panneaux solaires.
Les panneaux solaires sur les toits sont jusqu’à 79 % moins chers qu’en 2010. Ces coûts en chute libre ont rendu l’énergie solaire photovoltaïque sur les toits encore plus attrayante pour les ménages et les entreprises qui souhaitent réduire leur dépendance aux réseaux électriques tout en réduisant leur empreinte carbone.
Mais y a-t-il suffisamment de surfaces de toit pour que cette technologie génère une énergie abordable et à faible émission de carbone pour tous ceux qui en ont besoin ? Après tout, ce ne sont pas seulement les gens qui possèdent leur propre maison et veulent réduire leurs factures qui ont besoin de solutions comme celle-ci. Environ 800 millions de personnes dans le monde sont privées d’un accès adéquat à l’électricité.
Notre nouvel article dans Nature Communications présente une évaluation globale du nombre de panneaux solaires sur les toits dont nous aurions besoin pour générer suffisamment d’énergie renouvelable pour le monde entier – et où nous aurions besoin de les placer. Notre étude est la première à fournir une carte aussi détaillée du potentiel solaire mondial des toits, évaluant la superficie des toits et la couverture solaire à des échelles allant des villes aux continents.
Nous avons constaté que nous n’aurions besoin que de 50 % des toits du monde pour être recouverts de panneaux solaires afin de fournir suffisamment d’électricité pour répondre aux besoins annuels du monde.
Méthode
Nous avons conçu un programme intégrant les données de plus de 300 millions de bâtiments et analysé 130 millions de km² de terres, soit la quasi-totalité de la superficie terrestre de la planète. Cela a estimé la quantité d’énergie pouvant être produite à partir des 0,2 million de km² de toits présents sur ce terrain, une superficie à peu près de la même taille que le Royaume-Uni.
L’énergie solaire résidentielle a un potentiel de croissance important.
Image : AIE
Dans une étape majeure, neuf villes et plus de 70 organisations dans 10 secteurs différents se sont réunies pour donner une nouvelle impulsion à une nouvelle initiative pluriannuelle : Net Zero Carbon Cities.
Avec le Forum, ils ont créé une vision pour l’avenir et lancé un nouveau cadre pour aider les villes à repenser les écosystèmes urbains, en veillant à ce qu’ils soient plus verts, efficaces, résilients, circulaires et plus équitables.
Image : Systèmes énergétiques intégrés dans les villes (Source : Net Zero Carbon Cities : An Integrated Approach, 2021, World Economic Forum)
Des décideurs politiques aux entreprises, en passant par les administrateurs municipaux, la société civile et le secteur financier, le Forum économique mondial réunit un éventail de parties prenantes ayant un rôle à jouer si les villes mondiales ont une chance d’atteindre l’objectif de zéro carbone net d’ici 2030.
Les entreprises peuvent rejoindre l’approche intégrée pour aider à façonner les écosystèmes urbains pour qu’ils deviennent net zéro carbone en rejoignant une plate-forme du Forum. Découvrez-en plus dans notre histoire d’impact.
Nous avons ensuite calculé les potentiels de production d’électricité à partir de ces toits en regardant leur emplacement. En général, les toits situés à des latitudes plus élevées, comme dans le nord de l’Europe ou au Canada, peuvent varier jusqu’à 40 % dans leur potentiel de production tout au long de l’année, en raison des grandes différences d’ensoleillement entre l’hiver et l’été. Cependant, les toits près de l’équateur ne varient généralement en potentiel de production que d’environ 1% au fil des saisons, car l’ensoleillement est beaucoup plus constant.
L’emplacement d’un toit est important car il indique aux chercheurs son potentiel de production d’électricité.
Image : Ecosolarceo/Pixabay
Ceci est important car ces grandes variations du potentiel mensuel peuvent avoir un impact significatif sur la fiabilité de l’électricité solaire dans cette région. Cela signifie que les endroits où la lumière du soleil est plus irrégulière nécessitent des solutions de stockage d’énergie, ce qui augmente les coûts d’électricité.
Points chauds
Nos résultats ont mis en évidence trois points chauds potentiels pour la production d’énergie solaire sur les toits : l’Asie, l’Europe et l’Amérique du Nord.
Parmi ceux-ci, l’Asie semble être l’endroit le moins cher pour installer des panneaux, où – dans des pays comme l’Inde et la Chine – un kilowattheure (kWh) d’électricité, ou environ 48 heures d’utilisation de votre ordinateur portable, peut être produit pour seulement 0,05p. C’est grâce à des coûts de fabrication de panneaux bon marché, ainsi qu’à des climats plus ensoleillés.
Pendant ce temps, les pays les plus coûteux pour la mise en œuvre de l’énergie solaire sur les toits sont les États-Unis, le Japon et le Royaume-Uni. L’Europe occupe une position intermédiaire, avec des coûts moyens sur le continent d’environ 0,096 pence par kWh.
Les panneaux solaires sur les toits semblent être aussi utiles dans les zones à faible population que dans les centres urbains. Pour ceux qui vivent dans des zones reculées, les panneaux aident à compléter ou même à remplacer l’approvisionnement des réseaux locaux potentiellement peu fiables. Et pour ceux qui vivent dans les villes, les panneaux peuvent réduire considérablement la pollution de l’air causée par la combustion de combustibles fossiles pour l’énergie.
Les régions éloignées pourraient utiliser des panneaux solaires sur les toits et avoir accès à plus d’électricité.
Image : Maria Godfrida/Pixabay
Il est essentiel de souligner que l’approvisionnement mondial en électricité ne peut pas reposer sur une seule source de production pour répondre aux besoins de milliards de personnes. Et, grâce aux conditions météorologiques changeantes et au cycle jour/nuit de notre planète, une inadéquation entre la demande et l’offre d’énergie solaire est inévitable.
L’équipement nécessaire pour stocker l’énergie solaire au moment où elle est nécessaire est encore extrêmement coûteux. De plus, les panneaux solaires ne seront pas en mesure de fournir suffisamment d’énergie pour certaines industries. La fabrication lourde et le traitement des métaux, par exemple, nécessitent des courants très importants et une livraison d’électricité spécialisée, que l’énergie solaire ne sera pas encore en mesure de fournir.
Malgré cela, l’énergie solaire sur les toits a un énorme potentiel pour réduire la pauvreté énergétique et remettre une énergie propre et non polluante entre les mains des consommateurs du monde entier. Si les coûts de l’énergie solaire continuent de baisser, les panneaux de toiture pourraient être l’un des meilleurs outils pour décarboner notre approvisionnement en électricité.