«Énergie incroyablement bon marché»: comment l’énergie solaire continue de choquer le monde | Énergie

jeEn l’an 2000, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) a fait une prédiction qui reviendrait la hanter: d’ici 2020, le monde aurait installé un grand total de 18 gigawatts de capacité solaire photovoltaïque. Sept ans plus tard, les prévisions se seraient révélées spectaculairement fausses lorsqu’environ 18 gigawatts de capacité solaire ont été installés en une seule année.

Depuis la création de l’agence en 1974 pour mesurer les systèmes énergétiques mondiaux et anticiper les changements, le World Energy Outlook annuel est un document incontournable pour les décideurs du monde entier.

Au cours des deux dernières décennies, cependant, l’AIE n’a toujours pas vu venir la croissance massive des énergies renouvelables. Non seulement l’organisation a sous-estimé l’adoption de l’énergie solaire et éolienne, mais elle a massivement surestimé la demande de charbon et de pétrole.

Jenny Chase, responsable de l’analyse solaire chez BloombergNEF, dit que, pour être juste envers l’AIE, ce n’était pas le seul.

«Quand j’ai obtenu ce poste en 2005, je pensais qu’un jour, le solaire fournira peut-être 1% de l’électricité mondiale. Maintenant, c’est 3%. Notre prévision officielle est qu’il sera de 23% d’ici 2050, mais c’est complètement sous-estimé », dit Chase.

«Je vois cela comme les limites du mannequinat. La plupart des modèles de systèmes énergétiques sont, ou ont été, mis en place pour modéliser des modifications mineures d’un système énergétique fonctionnant au combustible fossile ou au nucléaire. Chaque fois que vous doublez la capacité de production, vous réduisez le coût du solaire PV de 28%.

«Nous sommes arrivés au point où le solaire est la source d’énergie la moins chère au monde dans la plupart des endroits. Cela signifie que nous avons essayé de modéliser une situation où la grille est totalement différente aujourd’hui. »

Cette réduction radicale rapide du prix du solaire photovoltaïque est une histoire de la puissance industrielle chinoise soutenue par le capital américain, attisée par les sensibilités politiques européennes et rendue possible en grande partie grâce aux travaux pionniers d’une équipe de recherche australienne.

L’histoire profonde commence par une succession de présidents américains et la quête de l’indépendance énergétique. Le premier fut Richard Nixon, qui en novembre 1973 annonça le projet d’indépendance pour sevrer les États-Unis du pétrole du Moyen-Orient. Puis vint Jimmy Carter, qui déclara la transition énergétique «l’équivalent moral de la guerre» en avril 1977 et injecta des milliards de dollars dans la recherche sur les énergies renouvelables, qui s’arrêta brutalement lorsque Ronald Reagan arriva au pouvoir.

Mais d’ici là, l’intérêt avait été piqué en Australie.

Le père du solaire photovoltaïque

La cellule solaire a été inventée lorsque Russell Shoemaker Ohl, un chercheur des Bell Labs, a remarqué en 1940 qu’un échantillon de silicium fissuré produisait un courant lorsqu’il était exposé à la lumière. Cependant, peu d’améliorations avaient été apportées jusqu’à la contribution de Martin Green, un jeune professeur d’ingénierie travaillant à l’Université de New South Wales.

Né à Brisbane, Green avait passé quelque temps au Canada en tant que chercheur avant de rentrer chez lui en 1974. Un an plus tard, il avait lancé un groupe de recherche sur l’énergie solaire photovoltaïque dans un petit laboratoire universitaire construit avec des équipements indésirables provenant de grandes firmes d’ingénierie américaines.

Ses premières expériences, aux côtés d’un seul doctorant, ont consisté à rechercher des moyens d’augmenter la tension sur les premières cellules solaires.

«Très vite, nous avons commencé à battre tous ces groupes aux États-Unis en termes de tension que nous pourrions obtenir», dit Green. «La Nasa avait un projet sur lequel six entrepreneurs travaillaient. Nous les avons tous battus.

Peu de temps après, Green et son équipe ont commencé à relever leurs ambitions. Après avoir augmenté la tension, l’étape suivante consistait à construire des cellules de meilleure qualité. Leurs premiers efforts ont battu le record mondial d’efficacité en 1983 – une habitude que l’équipe poursuivra pendant 30 des 38 prochaines années.

Dans les toutes premières années de l’industrie, la sagesse reçue était qu’un taux de conversion de 20% marquait la limite absolue de ce qui était possible à partir des cellules solaires photovoltaïques. Green, cependant, n’était pas d’accord dans un article publié en 1984. Un an plus tard, son équipe a construit la première cellule qui a dépassé cette limite et, en 1989, a construit le premier panneau solaire complet capable de fonctionner à 20% d’efficacité.

Ce fut un moment qui a ouvert ce qui était possible de l’industrie, et la nouvelle limite supérieure a été «fixée» à 25% – une autre barrière Green et son équipe briseraient en 2008. En 2015, ils ont construit la cellule solaire la plus efficace au monde, atteindre un taux de conversion de 40,6% en utilisant une lumière focalisée réfléchie par un miroir.

La montée du roi soleil

De ce tourbillon d’activité, l’industrie solaire chinoise serait née en grande partie grâce à un physicien ambitieux nommé Zhengrong Shi.

Né en 1963 sur l’île de Yangzhong, Shi avait obtenu sa maîtrise et était venu en Australie un an avant les manifestations de la place Tiananmen. Il avait repéré un dépliant annonçant une bourse de recherche et avait convaincu Green de le recruter en tant que doctorant en 1989.

Shi terminerait son doctorat en seulement deux ans et demi – un record qui est toujours d’actualité. Au moment où il est devenu le Dr Shi, il avait tellement impressionné Green qu’il est resté chercheur.

Avec le temps, l’université cherchait de plus en plus à commercialiser sa technologie de pointe en matière de cellules solaires et a conclu un partenariat avec Pacific Power en 1995. Le service public a investi 47 millions de dollars dans une nouvelle société appelée Pacific Solar. Une usine a été installée dans la banlieue de Sydney de Botany et Shi a été nommé directeur adjoint de la recherche et du développement où il a rapidement acquis une réputation de débrouillardise et de précision.

«Zhengrong dirigeait essentiellement l’entreprise», déclare Green.

Shi a tenu le coup pendant quelques années, mais en novembre 2000, on lui a fait une offre. Lors d’un dîner organisé chez lui, quatre responsables de la province chinoise du Jiangsu ont suggéré au chercheur de 37 ans et citoyen australien de retourner en Chine et d’y construire sa propre usine. Après réflexion, Shi a accepté et a fini par s’installer dans la petite ville de Wuxi où il a fondé SunTech avec 6 millions de dollars de financement de démarrage du gouvernement municipal.

L’arrivée de Shi a fait sensation. La capacité de construire à bas prix des panneaux solaires photovoltaïques conventionnels avec une efficacité de 17% dépassait de loin ce dont ses concurrents étaient capables.

«Cela a été un choc pour eux», dit Shi. «Quand ils ont vu que nous fabriquions des cellules solaires de grande surface et à haut rendement, ils ont dit:« wow ».

«La première réaction a été: c’est l’avenir. Tout le monde a dit que c’était l’avenir. Mais ils ont également dit que c’était un pas trop tôt. Ce qu’ils voulaient dire, c’est qu’il n’y avait pas encore de marché pour cela. En Chine à l’époque, si vous parliez de l’énergie solaire, les gens pensaient à l’eau chaude solaire. »

Tout cela changerait lorsque l’Allemagne adopterait de nouvelles lois encourageant l’utilisation de l’énergie solaire. Rapidement, il est devenu clair qu’il y avait une demande mondiale massive et les fabricants mondiaux avaient du mal à suivre l’offre.

Espionnant une opportunité d’investissement, un consortium qui comprenait Actis Capital et Goldman Sachs est venu frapper Shi pour faire entrer la société en bourse. Lorsque la société a été cotée à la Bourse de New York en 2005, elle a levé 420 millions de dollars et a fait de Shi un milliardaire instantané. Un an plus tard, il valait environ 3 milliards de dollars et serait couronné l’homme le plus riche de Chine, ce qui lui a valu le surnom de «roi soleil».

Après avoir montré la voie, l’industrie solaire photovoltaïque chinoise a commencé une expansion massive. À elle seule, SunTech a fait passer sa capacité de production de 60 mégawatts à 500 MW, puis à 1 gigawatt en 2009. La société a connu une croissance si rapide que ses approvisionnements en verre, en polysilicium et en systèmes électroniques nécessaires à la construction de ses panneaux ont été mis à rude épreuve, l’obligeant à investir massivement dans chaînes d’approvisionnement locales.

«Et puis, vous connaissez le reste», dit Shi.

Dirt puissance bon marché – à un prix

Comme dans le reste de la Chine, le rythme du développement technologique dans le secteur de l’énergie solaire photovoltaïque en fait une industrie qui se développe un jour, se démolit le lendemain, puis se reconstruit le lendemain. Avec des marges minces comme un rasoir et une concurrence acharnée, tout le monde est toujours à un pas de tomber.

Vers 2012, le marché mondial a été inondé de panneaux solaires, ce qui a fait chuter le prix à travers le sol, laissant SunTech vulnérable. Déjà sous une pression financière intense, la catastrophe a frappé lorsqu’une enquête interne a révélé qu’une offre publique d’achat qu’elle avait lancée avait été garantie par 560 millions d’euros en faux emprunts d’Etat allemands.

Après avoir découvert que les obligations n’existaient pas, Shi a été démis de ses fonctions de PDG de sa société et un an plus tard, SunTech déposait une demande de protection contre la faillite alors qu’elle ne pouvait pas rembourser un prêt de 541 millions de dollars échu en mars 2013.

Quoi qu’il arrive à SunTech plus tard, le professeur émérite de l’Université Macquarie, John Mathews, a déclaré que la société avait joué un rôle central dans le changement à jamais à la fois de la Chine et du monde.

Dans une bizarrerie de l’histoire, ce qui avait commencé comme une volonté américaine de sevrer du pétrole a finalement été repris par la Chine, ce qui a rendu l’énergie solaire bon marché dans le processus.

«L’approche chinoise des énergies renouvelables est une question de sécurité énergétique», dit Mathews. «À l’échelle à partir de laquelle ils construisent de nouvelles industries, ils auraient besoin d’importations colossales de combustibles fossiles conventionnels, ce qui les paralyserait économiquement.

«Ils peuvent contourner ce problème, qui est un obstacle géopolitique, en fabriquant leur propre équipement énergétique.»

Aujourd’hui, Green et Shi restent en contact. Tous deux travaillent sur de nouveaux projets. Shi supervise une nouvelle entreprise tandis que Green, 72 ans, est à la recherche de nouvelles innovations à explorer.

L’une de ces innovations est la cellule solaire empilable. Bien qu’il s’agisse encore d’une technologie de niche à ses débuts, l’idée de base est de poser un matériau sur une cellule solaire afin d’augmenter sa puissance.

«Nous pensons qu’un module de 40%, plutôt que les 22% que vous pouvez faire de nos jours avec PERC, est ce que l’industrie fera une fois que nous aurons perfectionné cette approche d’empilement», déclare Green. «Nous essayons juste de trouver une nouvelle cellule qui aura toutes les qualités de silicone que nous pouvons empiler sur le silicone.

«L’Agence internationale de l’énergie affirme maintenant que l’énergie solaire fournit l’énergie la moins chère que le monde ait jamais vue. Mais nous nous dirigeons vers un avenir d’énergie incroyablement bon marché.

«C’est un monde fondamentalement différent dans lequel nous entrons.»