La technologie verte la plus pratique ?

Plus tôt ce mois-ci, l’armée américaine a lancé un grand panneau solaire flottant au Camp Mackall à Fort Bragg en Caroline du Nord, la plus grande base militaire nationale du pays. Ce lancement marque un moment critique pour le photovoltaïque flottant (FPV) qui n’a pas encore attiré l’attention du grand public aux États-Unis.

Les deux tiers de la surface de la planète sont recouverts d’eau, mais malgré leur immense promesse, ces « floatovoltaïques », les FPV, ne représentent que 2 % de toutes les installations solaires domestiques. Les floatovoltiques ont le potentiel de résoudre plusieurs des problèmes qui affligent l’énergie solaire conventionnelle : l’utilisation exclusive des terres, la distribution de l’énergie et la dispersion de la chaleur. La technologie prometteuse peut également aider à la régulation hydrologique dans les canaux, les réservoirs et les plans d’eau naturels menacés par le courant d’air.

Bien que l’énergie solaire soit la ressource d’électricité renouvelable la moins chère, elle a une densité d’énergie inférieure à celle des combustibles fossiles et nécessite plus de terres. En moyenne, les fermes solaires traditionnelles nécessitent plus d’espace par watt que les combustibles fossiles. Le gaz naturel, par exemple, est environ 80 fois plus dense en énergie que le solaire. Cela est particulièrement difficile car les développeurs solaires sont souvent confrontés à l’opposition des résidents qui considèrent les fermes tentaculaires comme un fléau, invoquant des raisons allant de la baisse de la valeur des maisons aux dommages à l’habitat en passant par la perte de terres arables.

Cependant, les flotteurs voltaïques sont construits pour flotter sur un plan d’eau, réduisant ainsi les besoins en terres nécessaires à la production d’énergie renouvelable. Les concepteurs de projets peuvent fabriquer des FPV de différentes formes pour s’adapter à l’emplacement. Les masses d’eau appropriées comprennent les étangs, les lacs, les réservoirs, les barrages ou les eaux du large. Cette pratique peut réduire la préservation des terres et libérer de l’espace pour l’agriculture, les infrastructures et d’autres besoins.

Le floatovoltaïque présente également l’avantage d’une efficacité accrue non seulement par rapport aux installations terrestres, mais en tant que multiplicateur pour l’hydroélectricité. Lorsqu’elles sont installées sur des réservoirs de barrages hydroélectriques, les floatovoltaïques limitent l’évaporation, préservant ainsi plus d’eau pour l’électricité. Les installations placées sur des réservoirs hydroélectriques sont également rentables car elles peuvent être connectées aux réseaux électriques existants.

Les démocraties industrielles du G-7 et les pays de l’OCDE ont donné la priorité à la réduction des gaz à effet de serre. L’année dernière, l’administration Biden s’est fixé l’objectif ambitieux d’atteindre un secteur de l’électricité sans pollution par le carbone d’ici 2035 avec une dépendance importante à l’énergie solaire. Alors que les chocs récents menacent de faire dérailler les plans les mieux conçus, la floatovoltaïque offre un moyen bienvenu de stimuler un programme sensé d’énergie renouvelable malgré des coûts initiaux plus élevés.

Alors que les charmes discrets du FPV ne sont pas évidents aux États-Unis, en Asie de l’Est, où la plupart des terres disponibles pour les fermes solaires à grande échelle sont déjà allouées aux bâtiments, à l’industrie ou à l’agriculture, les floatovoltaïques sont sur le point de transformer les portefeuilles énergétiques. En 2007, la première usine pilote FPV a été installée dans la préfecture d’Aichi, au Japon. La Chine est actuellement en tête des installations FPV, suivie de près par l’Inde et la Corée du Sud. Bien que le Japon ait le plus grand nombre de projets FPV terminés de tous les pays, l’Indonésie, le Vietnam, la Thaïlande et la Malaisie sont également des marchés émergents pour les installations FPV. La Banque asiatique de développement (BAD) a été une institution de premier plan dans l’expansion de la technologie. Son projet de développement régional FPV 2018 a déjà renforcé l’utilisation du FPV en Asie de l’Est.

Malgré l’enthousiasme, FPV vient avec des barrières. Alors que les centrales FPV sont destinées à durer jusqu’à 25 à 30 ans, la corrosion des équipements peut réduire leur durabilité et nécessiter plus d’entretien, en particulier dans les eaux à forte teneur en sel. Les FPV sont également plus capitalistiques, car le coût d’instillation initial du FPV augmente de 10 à 15 % par rapport au photovoltaïque au sol. Les FPV souffrent également de nombreux problèmes d’intermittence dont souffrent les installations terrestres ; de l’énergie uniquement lorsque le soleil est levé et des moments disparates dans la mise sous tension des réseaux électriques.

Les développements dans la technologie des batteries sont à la fois des opportunités et des goulots d’étranglement pour le développement futur du FPV. Toute installation solaire flottante, en particulier celles utilisées par l’armée américaine, doit posséder une capacité de stockage suffisante. La production d’énergie solaire augmentera si les fabricants peuvent développer une technologie de stockage adéquate. Des entreprises américaines telles que Tesla
TSLA
Westinghouse et General Motors
GM
mènent déjà la charge dans ce domaine.

La dépendance actuelle du monde à l’égard de l’énergie solaire terrestre pour atteindre ses objectifs climatiques met en péril la sécurité énergétique américaine, car la Chine est le plus grand producteur de panneaux solaires. Cependant, la sécurité des chaînes d’approvisionnement FPV présente une opportunité d’investissement réciproque et d’avancement non sujette à la pression chinoise.

Les fabricants d’énergie solaire flottante dans des pays comme Singapour, la Corée du Sud, l’Indonésie et le Japon peuvent remplacer les importations chinoises et bénéficier du « friendshoring » américain, contribuant à renforcer la sécurité des chaînes d’approvisionnement américaines. Des entreprises comme Hanwha Solutions de Corée et Kyocera du Japon sont sur le point d’intervenir, sans parler du plus grand acteur de l’industrie solaire flottante, Ciel & Tierre International de France, le plus ancien allié des États-Unis. Les États-Unis peuvent également utiliser leur avantage concurrentiel et aider à contourner l’avantage actuel de la Chine en matière d’énergie solaire.

L’avenir de l’énergie durable est susceptible d’être de plus en plus affecté par les contraintes environnementales, en particulier les limites d’utilisation des terres. Les champs de panneaux solaires et les forêts de parcs éoliens se heurtent à une foule d’obstacles scientifiques, logistiques et politiques. Les floatovoltaïques sont prometteuses et utiles car elles se greffent sur des surfaces d’eau existantes qui ne sont pas autrement utilisées.

Les FPV résolvent les problèmes de la chaîne d’approvisionnement, de l’utilisation des terres et de la réglementation hydraulique sans susciter autant d’optimisme injustifié ou d’opposition viscérale. La floatovoltaïque est l’une des technologies d’énergie verte les plus prometteuses et les plus pratiques dans la mesure où les États-Unis ont un avantage concurrentiel qui peut être pratiquement étendu. Les FPV doivent être reconnus comme un élément essentiel de la transformation énergétique requise de l’Amérique.

Avec l’aide de Breanna Nierlich et Sarah Shinton