L R AS Publié le mardi 10 décembre 2019 - n° 301 - Catégories : Regard sur le PV

Regard sur la dangerosité du panneau au silicium et des couches minces

Le sommaire :

Le coût financier

Le coût environnemental

Le plomb

Les métaux des couches minces

Le texte :

La COP25 se tient à Madrid en ce moment. C’est le lieu où s’échangent les inquiétudes sur le climat, sur la disparition des espèces et sur la nécessité de réduire l’utilisation des hydrocarbures. On y parle de pollution des mers, de la terre, de l’espace. Rien n’échappe au catastrophisme de l’avenir, à la perturbation que l’homme a apporté avec son expansion.

Curieusement, le photovoltaïque et l’éolien sont considérés comme l’alternative aux énergies carbonées, comme l’avenir vers quoi il faut tendre, comme la solution aux gaz à effet de serre. En vertu de cet objectif, toutes les volontés doivent être tendues vers la multiplication des centrales solaires ou éoliennes, sans en considérer le coût financier, mais aussi environnemental.

Le coût financier

Il se cache dans le mécanisme des prix d’une centrale : les générateurs à base d’énergies renouvelables sont à payer à la création, pour avoir ensuite de l’énergie quasi-gratuite pendant vingt à trente ans. Mais ce coût est élevé. D’une part les capitaux à immobiliser sont considérables ; d’autre part dès que l’installation est construite, elle se dévalorise immédiatement. C’est la conséquence de la baisse du prix des panneaux ou des composants, mais aussi de l’efficacité croissante des panneaux. La dévalorisation des centrales intervient dès que les constructions ont quelques trimestres seulement. C’est la conséquence du progrès technologique qui procurent de nouvelles améliorations de leur efficacité. La perte de valeur de toutes les installations déjà en exploitation va se poursuivre (va-t-elle s’amplifier ?). Cette perte de valeur est considérable.

Le phénomène est caché par le mécanisme des offres d’achats proposés par les gouvernements ou par les contrats d’achats de gré à gré sur une durée de dix ans : que se passera-t-il ensuite pour le propriétaire de la centrale ? Faudra-il qu’il vende à moitié prix son énergie hors amortissement de son installation ?

 Si les investisseurs en avaient conscience, ils attendraient qu’il y ait stabilisation de l’efficacité des installations pour continuer à investir, car la perte de valeur est trop importante. On dit que le coût des panneaux a diminué de 80 % en une décennie au moment où les panneaux représentaient la moitié du coût d’une centrale. Ceci veut dire que « l’heureux » propriétaire d’une centrale a vu la valeur de son actif en dix ans diminuer de 40 % indépendamment du vieillissement de l’installation qui diminue encore davantage son actif ! Il faut être un candidat au suicide financier pour investir dans des centrales qui sont vouées à se déprécier si vite ! Ou alors croire que la détention d’un portefeuille de production d’énergie aura toujours une valeur. Quoiqu’il en soit, la perte financière est considérable dès la mise en service d’une centrale !

Le coût environnemental

 Le coût environnemental est pour l’instant passé sous silence, probablement par ignorance, plus sûrement du fait que les panneaux sont pour l’essentiel en train de produire de l’énergie et que la période de leur remplacement interviendra à partir de 2030, et plus sûrement à partir de 2040. D’ici là, on oublie les contraintes financières et environnementales de la construction, ainsi que les dangers que constituent les panneaux jusqu’à la période de destruction des panneaux qui provoquera un réveil brutal de l’opinion publique.

La construction d’un panneau au silicium cristallin nécessite un cadre, du verre, un encapsulant, une feuille arrière, une boite de jonction, de l’EVA. Ceux-ci constituent les produits les plus apparents dans la composition d’un panneau. Il nécessite aussi différentes matières telles que du plomb et de l’argent pour les pâtes de métallisation entre les cellules, mais aussi de l’aluminium, du silicium, du cuivre, du fer, du zinc, … L'aluminium et le silicium représentent la part la plus importante en termes de poids, suivis du cuivre, du fer et du zinc. « La concentration maximale de métal préoccupant a été observée à 4,02 milligrammes par panneau PV, soit 0,7 % dans un panneau au silicium cristallin typique », a écrit l'équipe de recherche indienne qui a fait ces recherches.

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Le plomb

Un panneau au silicium cristallin contient en moyenne 12 grammes de plomb. Il sert de jonction entre les cellules, en liaison avec l’argent qui est un bon conducteur électrique. Certes, la quantité de plomb est faible et bien protégée sur le panneau.  Il n’est pas en contact avec l’eau car alors, il est hautement toxique, ce qui est connu depuis la plus haute antiquité. Le pouvoir de nuisance du plomb intervient lors de la destruction du panneau. S’il n’est pas recyclé, ses particules vont dans l’eau pour la contaminer, et se répercute sur la vie humaine. Or, placer le panneau en décharge est la voie la plus simple de s’en débarrasser car le recyclage coûte cher. Il faut s’attendre à ce que les panneaux en fin de vie en Chine, en Inde ou dans d’autres pays du monde soient abandonnés dans des décharges. Si les panneaux sont recyclés comme cela doit se faire en Europe, ils vont être broyés pour permettre un tri selon les composants. Il sera difficile de collecter l’intégralité du plomb contenu dans le panneau. Des particules de plomb se retrouveront dans le verre et dans les produits issus de matières recyclées telles que films, enrobage, filtres, cendres …  On n’a pas fini de faire la chasse au plomb.

Produire des panneaux sans plomb reviendrait à augmenter le coût d’un panneau. Solarworld avait développé un panneau sans plomb, seulement il était plus cher de 0,5 %. C’est peu mais un panneau avec une efficacité de 20 % coûte 0,20 / W avec soudure au plomb et 0,21 / W sans plomb. La différence parait insignifiante mais si le fabricant produit 1 gigawatt par an, l’écart de coût atteint 1 million d’euros. Dans une industrie, où chaque centime est important. Ceci condamne les fabricants trop chers. Ou bien il y a une législation générale mondiale pour interdire le plomb, ou bien ce métal continuera à être utilisé dans la production des panneaux, puis se retrouvera dans la chaine industrielle, et ce de façon croissante. On n’a pas fini de rechercher le plomb dans notre environnement et, plus prosaïquement, dans nos assiettes. Cf Peut-on éliminer le plomb des panneaux PV ?

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Les métaux des couches minces

De leur côté, les couches minces CIGS et CdTe utilisent des métaux bien plus dangereux comme le tellure, le cadmium, le gallium, l’indium, …Le gallium aurait des propriétés mortelles pour les cellules. Il serait cancérigène sous forme de composé. Or il constitue de 2,4 % de l’ensemble.

Dans les panneaux CdTe, le cuivre, le tellure, et le cadmium ont la plus grande concentration de métaux. Le cadmium et le cuivre se sont révélés très toxiques pour les organismes aquatiques. Le cadmium est un cancérigène connu qui a un niveau maximal de contaminant de 0,003 milligramme par litre d’eau potable. Or il semblerait que la proportion de cadmium d’un panneau ne soit pas bien connue, avec un taux compris entre 0,001 % et 19,8 % du poids des métaux, dont 0,0001 et 5,02 % de plomb. Cf Panneaux solaires mis en décharge : composition chimique et dangerosité

 

« La présence de ces métaux lourds (cadmium, tellure, indium, gallium) dans la composition des couches minces représenterait une menace importante pour la santé et l’environnement s’ils ne sont pas éliminés correctement. Surtout, il y a une absence de données sur les concentrations initiales de métaux. On ne connait pas la capacité des métaux à se dissoudre dans un solvant ou dans l'eau (ou lixiviation) lors de l’enfouissement de ces métaux. Tout ceci représente des lacunes dans nos connaissances » concluent les chercheurs indiens.

Ainsi, alors que le photovoltaïque (avec l’éolien) constitue l’espoir d’une génération pour remplacer les énergies fossiles, le monde se prépare à une grande désillusion tant financière qu’environnementale.

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