Estimation du contenu énergétique et du temps de retour carbone des panneaux photovoltaïques à base de silicium cristallin

Une étude intéressante :

Les besoins en électricité pour une ligne de fabrication de panneaux photovoltaïques Silicium cristallin sont (la valeur basse correspond aux usines les plus modernes ; la valeur haute aux usines moins modernes et/ou de plus petite taille) :

• Raffinage du silicium : 165 kWh/kg (6,5 g de Si raffiné par Wc, soit 1,1 kWh/Wc)

• Formation des lingots : 25 - 50 kWh/kg (soit 0,16 – 0,33 kWh/Wc)

• Wafering : 0,2 kWh/kg (soit 0,001 kWh/Wc)

• Cellule : 0,34 kWh/Wc

• Module : 0,05 – 0,2 kWh/Wc

Les besoins en électricité pour le BOS (Balance of System) sont quant à eux estimés à env. 0,2 kWh/Wc. Au total, il faut donc de 1,85 à 2,17 kWh pour produire 1 Wc (dont l'essentiel pour le raffinage). Avec une moyenne de production de 1 kWh/an (France métropolitaine), le temps de retour énergétique est d’environ 2 ans. On peut en déduire les émissions de CO2 par Wc de panneau selon le lieu de fabrication :

On suppose à présent que les émissions évitées d’un kWh photovoltaïque en France sont égales au contenu moyen en CO2 du kWh soit 89 g/kWh **, un panneau d’un Wc produisant environ 1 kWh par an en France métropolitaine. Le temps mis par un tel panneau pour « compenser » ses émissions de CO2 dans le pays de fabrication est donné dans le tableau suivant :

**  Il s’agit clairement d’une approximation. La production photovoltaïque étant plus concentrée en été, elle évite a priori moins de moyens fossiles. En revanche, cette même production est plus concentrée sur les heures de consommation diurne. En prenant le contenu moyen du kWh, on suppose implicitement que les deux effets se compensent, ce qui demeure à vérifier.