Potentiel de l’énergie solaire

L’énergie solaire est inépuisable, disponible partout dans le monde et ne produit ni déchet, ni gaz à effet de serre. C’est la raison pour laquelle le parc photovoltaïque se développe considérablement dans le monde depuis une dizaine d'années. Fin 2011, la capacité totale installée était évaluée à près de 67 400 MW, contre 1 500 MW en 2000. Le rythme d’installation de nouvelles capacités de production, en constante augmentation, a désormais dépassé les 27 000 MW par an. Les premières centrales solaires de grande capacité (plusieurs dizaines, voire centaines de MW) ont vu le jour et leur nombre se multiplie. En termes économiques, le marché mondial de l’industrie solaire photovoltaïque a représenté environ 90 milliards de dollars en 2011[20].

Fig. (I.14) Développement de la capacité photovoltaïque mondiale (MW) [20]

EPIA (European Photovoltaic Industry Association), ou l’association européenne du photovoltaïque, prévoit que le parc installé pourrait atteindre environ 1 800 000 MW en 2030, pour une production représentant 14 % de la consommation mondiale d’électricité. À cette échéance, le solaire photovoltaïque permettra de fournir de l'électricité à plus de 4,5 milliards d’individus, dont 3,2 milliards dans les pays en développement où le photovoltaïque constitue un mode économique de production d’électricité dans les zones éloignées des réseaux.

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Fig. (I.15) Capacité photovoltaïque globale cumulée à l’horizon 2030 [20]

La répartition géographique de la capacité photovoltaïque cumulée est illustrée sur la Fig. (I.16) comme suit :

Fig. (I.16) Marché photovoltaïque mondial et européen 2010 (MW) [20]

I.4.3.1 Exemples de l’évolution mondiale du solaire photovoltaïque

a) L’Allemagne

L’Allemagne a été le précurseur dans l’instauration d’un mécanisme de tarif d’achat pour soutenir le développement de la filière. Avec 24 700 MW de puissance cumulée installée fin 2011, ce pays est le premier producteur mondial d’électricité photovoltaïque. Pour la seule année 2011, elle a installé environ 7 500 MWc, soit 27 % du marché mondial. Depuis janvier 2010, la croissance du photovoltaïque en Allemagne est encadrée par un système de tarifs indexés sur les volumes de projets réalisés, avec un objectif fixé par les pouvoirs publics à 51 000 MW à l’horizon 2020 [20].

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b) L’Italie

En Italie, le tarif d’achat est fonction de la taille de l’installation et du degré d’intégration des procédés photovoltaïques. Le marché italien a récemment franchi un seuil significatif, passant de 2 500 MWc en 2010 à 9 000 MWc en 2011. Le parc cumulé est évalué à 12 500 MWc, ce qui fait de l’Italie le deuxième pays au monde en termes de capacités totales installées [20].

c) Le Japon

Le Japon a été le premier pays à développer fortement l’usage du photovoltaïque : les premières subventions pour l’installation de panneaux solaires photovoltaïques datent de 1994. Fin 2011, le parc japonais atteignait 4 700 MWc. 1 100 MWc ont été raccordés au réseau durant cette seule année [20].

d) Les Etats-Unis

Le marché des États-Unis est en plein essor. Le cabinet de consulting GTM Research et l’association américaine des industries solaires (SEIA) ont estimé le marché 2012 à 3313MWc (dont 1033MWc pour le seul état de Californie), ce qui constitue un nouveau record d’installation pour ce pays. La puissance photovoltaïque cumulée y est désormais de 7221MWc.

Selon, toujours, GTM Research, le marché a été très actif ne 2012, avec une valeur de marché des installations solaires de l’ordre de 11,5 milliards de dollars en 2012. Pour 2013, le rapport prévoit un marché d’au moins 4300MWc (+29% par rapport à 2012) et mette en avant la diminution des coûts et la mise en place de nouveaux circuits de financement.

e) La Chine

La Chine deviendra très certainement le premier marché mondial dès 2012. Le gouvernement chinois a annoncé qu’il espérait atteindre un volume d’installation de l’ordre de 10GWc en 2013 (soit plus du double qu’en 2012). Depuis deux ans, le pays a constamment revu ses objectisf à la hausse (40GWc d’ici 2015).

I.4.3.2 Les énergies renouvelables, une priorité en Algérie

L’Algérie amorce une dynamique d’énergie verte en lançant un programme ambitieux de développement des énergies renouvelables (EnR) et d’efficacité énergétique. Cette vision du gouvernement algérien s’appuie sur une stratégie axée sur la mise en valeur des ressources inépuisables comme le solaire et leur utilisation pour diversifier les sources d’énergie et préparer l’Algérie de demain. Grâce à la combinaison des initiatives et des intelligences, l’Algérie s’engage dans une nouvelle ère énergétique durable.

Le potentiel national en énergies renouvelables étant fortement dominé par le solaire, l’Algérie considère cette énergie comme une opportunité et un levier de développement économique et social, notamment à travers l’implantation d’industries créatrices de richesse et d’emplois.

Le programme consiste à installer une puissance d’origine renouvelable de près de 22 000 MW entre 2011 et 2030 dont 12 000 MW seront dédiés à couvrir la demande nationale en électricité et 10 000 MW à l’exportation [21]. Comparativement, les potentiels en éolien, en biomasse, en géothermie et en hydroélectricité sont beaucoup moins importants.

Les projets EnR de production de l’électricité dédiés au marché national seront menés en trois phases :

a) Phase 2011-2013 : pour tester les différentes filières d’énergies renouvelables

b) Phase 2014-2015 : déploiement du programme électricité renouvelable et la construction des équipements.

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c) Phase 2016-2020 : déploiement à grande échelle.

De même, la production d’électricité devrait se situer entre 75 à 80 TWh en 2020 et entre 130 à 150 TWh en 2030. L’intégration massive du renouvelable dans le mix énergétique constitue en ce sens un enjeu majeur en vue de préserver les ressources fossiles, de diversifier les filières de production de l’électricité et de contribuer au développement durable.

Donc, L’Algérie s’engage avec détermination sur la voie des énergies renouvelables afin d’apporter des solutions globales et durables aux défis environnementaux et aux problématiques de préservation des ressources énergétiques d’origine fossile.

Ce choix stratégique est motivé par l’immense potentiel en énergie solaire. Cette énergie constitue l’axe majeur du programme qui consacre au solaire thermique et au solaire photovoltaïque une part essentielle. Le solaire devrait atteindre d’ici 2030 plus de 37% de la production nationale d’électricité.

Malgré un potentiel assez faible, le programme n’exclut pas l’éolien qui constitue le second axe de développement et dont la part devrait avoisiner les 3% de la production d’électricité en 2030.

L’Algérie prévoit également l’installation de quelques unités de taille expérimentale afin de tester les différentes technologies en matière de biomasse, de géothermie et de dessalement des eaux saumâtres par les différentes filières d’énergie renouvelable. Le taux de pénétration des EnR dans la production nationale en TWh est illustrée sur la Fig. (I.17).

Fig. (I.17) Pénétration des Énergies renouvelables dans la production nationale en TWh [21]

Le programme des EnR est défini ainsi pour les différentes phases (voir Fig. (I.18)) : - Première étape, entre 2011 et 2013

Comme exemples de projets pilotes, on cite la station photovoltaïque de 1MWc à Oued N’chou, 10km au nord de la commune de Ghardaïa, réalisée sur une superficie de 10 hectares, pour un coût global de près de 900 millions de DA, cette mini-centrale est composée de 6000 modules photovoltaïques de différentes technologies et la station de 10 MW à Adrar, composée de 12 éoliennes [22].

- Seconde étape, 2014 et 2015

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- d’ici 2020, il est attendu l’installation d’une puissance totale d’environ 2 600 MW pour le marché national et une possibilité d’exportation de l’ordre de 2 000 MW;

- d’ici 2030, il est prévu l’installation d’une puissance de près de 12 000 MW pour le marché national ainsi qu’une possibilité d’exportation allant jusqu’à 10 000 MW.

Fig. (I.18) Structure du parc de la production nationale en MW [22]

I.4.3.3 Le solaire en Algérie

Par sa situation privilégiée, l’Algérie dispose du plus grand gisement solaire du bassin méditerranéen. La durée moyenne d’ensoleillement du territoire algérien dépasse les 2000 heures annuelles, pour atteindre près de 3500 heures d’ensoleillement dans le désert du

Sahara [20].

Fig. (I.19) Irradiation directe journalière reçue sur plan normal au mois de juillet [23] Le total d’énergie reçue est estimé à 169 400 TWh/an, soit 5000 fois la consommation d’électricité annuelle du pays.

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En ce qui concerne la filière solaire, le programme des énergies renouvelables se présente comme suit :

a) le solaire photovoltaïque

L’énergie solaire photovoltaïque désigne l’énergie récupérée et transformée directement en électricité à partir de la lumière du soleil par des panneaux photovoltaïques. Elle résulte de la conversion directe dans un semi-conducteur d’un photon en électron. Outre les avantages liés au faible coût de maintenance des systèmes photovoltaïques, cette énergie répond parfaitement aux besoins des sites isolés et dont le raccordement au réseau électrique est trop onéreux. La stratégie énergétique de l’Algérie repose sur l’accélération du développement de l’énergie solaire. Le gouvernement prévoit le lancement de plusieurs projets solaires photovoltaïques d’une capacité totale d’environ 800 MWc d’ici 2020. D’autres projets d’une capacité de 200 MWc par an devraient être réalisés sur la période 2021-2030.

b) Le solaire thermique

L’énergie solaire thermique est la transformation du rayonnement solaire en énergie thermique. Cette transformation peut être utilisée directement (pour chauffer un bâtiment par exemple) ou indirectement (comme la production de vapeur d’eau pour entraîner des turboalternateurs et ainsi obtenir de l’énergie électrique). En utilisant la chaleur transmise par rayonnement plutôt que le rayonnement lui-même, ces modes de transformation d’énergie se distinguent des autres formes d’énergie solaire comme les cellules photovoltaïques. La radiation directe du soleil est concentrée par un collecteur sur un échangeur où elle est cédée à un fluide, soit vaporisé directement, soit transportant la chaleur à un générateur de vapeur. Tous les systèmes ont en commun un certain nombre d’organes : un collecteur qui concentre la chaleur, un liquide ou un gaz caloporteur qui la transporte jusqu’à un point d’extraction, un évaporateur, un condenseur, une turbine et un alternateur.

Deux projets pilotes de centrales thermiques à concentration avec stockage d’une puissance totale d’environ 150 MW chacune seront lancés sur la période 2011-2013. Ces projets s’ajouteront à la centrale hybride de Hassi R’Mel d’une puissance de 150 MW, dont 25 MW en solaire. Sur la période 2016-2020, quatre centrales solaires thermiques avec stockage d’une puissance totale d’environ 1 200 MW devraient être mises en service. Le programme de la phase 2021-2030 prévoit l’installation de 500 MW par an jusqu’en 2023, puis 600 MW par an jusqu’en 2030.