Quand on voit les courbes d'évolution de la capacité installée du solaire dans le monde en général et, aux États-unis, en particulier, depuis plus de deux décennies, il est urgent, en effet, de trouver rapidement des solutions viables, qui soient profitables au climat, pour le porte-monnaie des populations, et, pas seulement, pour les businessmen du secteur.
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La Californie a misé sur le solaire en toiture ; ce qui débouche sur un problème pour les décharges
Rachel Kisela
2022 07 15
La Californie a été un pionnier dans la promotion de l'énergie solaire sur les toits, créant ainsi le plus grand marché solaire des États-Uni shttps://www.seia.org/research-resources/solar-market-insight-report-2021-year-review. Plus de 20 ans et 1,3 million de toits plus tard, la facture arrive à échéance.
Les panneaux solaires achetés pour un usage domestique dans le cadre de programmes d'incitation il y a de nombreuses années approchent de la fin de leur cycle de vie. Beaucoup finissent déjà dans les décharges. Jim Cooke / Los Angeles Times
À partir de 2006, l'État, qui cherchait à inciter les gens à utiliser l'énergie solaire, a accordé des subventions aux propriétaires qui installaient des panneaux photovoltaïques mais n'avaient pas de plan global pour s'en débarrasser. Aujourd'hui, les panneaux achetés dans le cadre de ces programmes approchent de la fin de leur cycle de vie typique de 25 à 30 ans.
Pour mémoire :
19 h 13, 15 juillet 2022
Une version antérieure de cet article décrivait de manière erronée le risque environnemental posé par les métaux lourds présents dans les panneaux photovoltaïques des consommateurs. Cet article a été modifié pour préciser que les panneaux contenant des matériaux toxiques sont acheminés vers des décharges dotées de mesures de protection supplémentaires contre les fuites, et pour indiquer que les panneaux contenant du cadmium et du sélénium sont principalement utilisés dans des applications de qualité utilitaire.
Une version antérieure de cet article attribuait également à tort une déclaration d'Evelyn Butler, vice-présidente des services techniques de l'Association des industries de l'énergie solaire, à Jen Bristol, directrice principale de la communication du groupe. Il a également mal identifié le groupe en tant que Solar Energy Industry Assn.
Une version antérieure de cet article n'attribuait pas correctement les citations de Jigar Shah, directeur du bureau des programmes de prêts du ministère de l'énergie, à leur source, une interview de 2020 avec PV Magazine. L'article a également été mis à jour pour refléter l'affiliation professionnelle actuelle de Shah ainsi que celle de Sam Vanderhoof.
Une version antérieure de cet article indiquait également que 25 ans était la durée de vie des panneaux photovoltaïques ; le texte a été mis à jour pour indiquer que 25 à 30 ans est la durée de vie typique mais pas une limite fixe. En outre, dans une discussion sur le transport des panneaux photovoltaïques vers des installations de recyclage ou d'élimination des déchets dangereux, le mot " cellules " a été remplacé par " panneaux " par souci de précision.
Nombre d'entre eux finissent déjà dans des décharges où, dans certains cas, ils risquent de contaminer les eaux souterraines avec des métaux lourds toxiques tels que le plomb, le sélénium et le cadmium.
Sam Vanderhoof, expert de l'industrie solaire et directeur général de Recycle PV Solar, affirme que seul un panneau sur dix est réellement recyclé, selon des estimations tirées des données de l'Agence internationale pour les énergies renouvelables sur les panneaux déclassés et des leaders du secteur.
Le défi qui se dessine quant à la manière de traiter les camions de déchets, dont certains sont contaminés, illustre comment une politique environnementale de pointe peut créer des problèmes imprévus.
" L'industrie est censée être verte ", a déclaré M. Vanderhoof. " Mais en réalité, tout tourne autour de l'argent ".
La Californie s'est intéressée très tôt à l'énergie solaire. De petites remises gouvernementales n'ont guère contribué à faire baisser le prix des panneaux solaires ou à encourager leur adoption jusqu'en 2006, lorsque la Commission California Public Utilities a créé la California Solar Initiative. Celle-ci a accordé 3,3 milliards de dollars de subventions pour l'installation de panneaux solaires sur les toits.
La mesure a dépassé ses objectifs, faisant baisser le prix des panneaux solaires et augmentant la part de l'électricité de l'État produite par le soleil. Grâce à cette mesure et à d'autres, comme l'obligation pour les services publics d'acheter une partie de leur électricité à partir de sources renouvelables, l'énergie solaire représente désormais 15 % de l'électricité de l'État.
Mais tandis que la Californie poursuivait son programme d'énergie renouvelable, en se concentrant sur les remises et, plus récemment, sur une proposition de taxe solaire, les questions relatives à la gestion des déchets qui s'accumuleraient des années plus tard n'ont jamais été abordées. Aujourd'hui, tant les régulateurs que les fabricants de panneaux se rendent compte qu'ils n'ont pas la capacité de gérer ce qui va suivre.
" Ces déchets vont probablement arriver plus tôt que prévu et ils vont représenter une énorme quantité de déchets ", a déclaré Serasu Duran, professeur adjoint à la Haskayne School of Business de l'Université de Calgary au Canada. " Mais alors que tout l'accent a été mis sur la construction de cette capacité renouvelable, on ne s'est pas beaucoup préoccupé de la fin de vie de ces technologies. "
Duran a coécrit un article récent dans la revue Harvard Business qui précise que les " moyens et la capacité de l'industrie mis en oeuvre pour faire face au déluge de déchets potentiel, ne seront pas au rendez-vous. "
Ce n'est pas seulement un problème en Californie, mais aussi dans tout le pays. Selon une fiche d'information publiée par la Solar Energy Industries Assn, un nouveau projet solaire a été installé toutes les 60 secondes en 2021, et la taille de l'industrie solaire devrait quadrupler entre 2020 et 2030.
Bien que 80 % d'un panneau photovoltaïque typique soit composé de matériaux recyclables, les démonter et récupérer le verre, l'argent et le silicium est extrêmement difficile.
" Il ne fait aucun doute qu'il y aura une augmentation des panneaux solaires entrant dans le flux des déchets au cours de la prochaine décennie environ ", a déclaré AJ Orben, vice-président de We Recycle Solar, https://werecyclesolar.com/ une entreprise basée à Phoenix qui décompose les panneaux et extrait les métaux précieux tout en éliminant les éléments toxiques. " Cela n'a jamais été une question ".
La grande majorité de l'activité de We Recycle Solar provient de Californie, mais l'entreprise ne dispose d'aucune installation dans cet État. Au lieu de cela, les panneaux sont transportés par camion jusqu'à un site à Yuma, en Arizona. Cela s'explique par le fait que le système d'autorisation rigoureux de la Californie en matière de matériaux toxiques rend l'installation d'un atelier extrêmement difficile, explique M. Orben.
Le recyclage des panneaux solaires n'est pas un processus simple. Des équipements et des ouvriers hautement spécialisés sont nécessaires pour séparer le cadre en aluminium et la boîte de jonction du panneau sans le briser en éclats de verre. Des fours spécialisés sont utilisés pour chauffer les panneaux afin de récupérer le silicium. Dans la plupart des États, les panneaux sont classés comme des matières dangereuses, ce qui impose des restrictions coûteuses en matière d'emballage, de transport et de stockage : la grande majorité des panneaux solaires résidentiels aux États-Unis sont en silicium cristallin, qui peut contenir du plomb, bien que celui-ci soit moins présent dans les panneaux récents. Les panneaux solaires à couches minces, qui contiennent du cadmium et du sélénium, sont principalement utilisés dans les applications de type utilitaire.
Selon M. Orben, les aspects économiques du processus ne plaident pas en faveur du recyclage.
Chaque panneau ne permet de récupérer qu'environ 2 à 4 dollars de matériaux. La majorité des coûts de traitement sont liés à la main-d'œuvre, et M. Orben a déclaré que même le recyclage des panneaux à grande échelle ne serait pas plus économique.
La plupart des recherches sur les panneaux photovoltaïques sont axées sur la récupération du silicium de qualité solaire afin de rendre le recyclage économiquement viable.
Cela fausse les incitations économiques en défaveur du recyclage. Le National Renewable Energy Laboratory a estimé qu'il en coûte environ 20 à 30 dollars pour recycler un panneau contre 1 à 2 dollars pour l'envoyer dans une décharge.
La plupart des experts supposent que c'est là que la majorité des panneaux finissent actuellement. Mais ce n'est qu'une supposition.. Natalie Click, candidate au doctorat en science des matériaux à l'université d'Arizona, a déclaré qu'il n'existait pas de système uniforme " pour suivre la destination de tous ces panneaux mis hors service ".
Le Département des substances toxiques de Californie [DTSC] a recueilli ses premières données sur les panneaux recyclés par les opérateurs de traitement des déchets industriels en 2021. Ainsi, les entreprises qui ont réceptionné, pour le recyclage, au minimum plus de 200 livres ou traité plus de 10 000 livres de matériaux, le DTSC a compté 335 panneaux, a déclaré Sanford Nax, un porte-parole de l'agence.
Le ministère s'attend à ce que le nombre de panneaux solaires installés au cours de la prochaine décennie dépasse les centaines de millions rien qu'en Californie, et que le recyclage devienne encore plus crucial à mesure que les panneaux moins chers et à durée de vie plus courte se répandent.
Selon les experts, une partie du problème réside dans le manque de sensibilisation des consommateurs à la toxicité des matériaux contenus dans certains panneaux et à la manière de s'en débarrasser.
" Il y a un déficit d'information, un déficit technologique et un déficit financier sur lesquels nous travaillons ", a déclaré Amanda Bybee, cofondatrice de SolarRecycle.org, un site Web destiné à aider les gens à comprendre comment recycler les panneaux solaires et comment le processus fonctionne.
L'année dernière, une nouvelle réglementation du DTSC est entrée en vigueur, qui a reclassé les panneaux et modifié la manière dont ils peuvent être collectés et transportés. Auparavant, tous les panneaux devaient être traités comme des déchets dangereux lors de leur enlèvement, ce qui limitait leur transport et leur stockage.
Les consommateurs professionnels et résidentiels, ou les producteurs comme on les appelle dans le secteur du recyclage, étaient censés transporter eux-mêmes les panneaux vers des installations de recyclage ou d'élimination des déchets dangereux certifiées. En l'absence de suivi, il est difficile de savoir à quelle fréquence cela s'est produit.
Les panneaux solaires sont désormais classés parmi les déchets universels et peuvent être collectés dans plus de 400 centres de traitement des déchets universels en Californie, où ils sont ensuite évalués et transportés vers des installations d'élimination, de réutilisation ou de recyclage. Ci-dessus, des panneaux solaires sont installés sur un toit. Irfan Khan / Los Angeles Times
Désormais, les panneaux sont classés dans la catégorie des déchets universels et peuvent être collectés auprès de plus de 400 gestionnaires de déchets universels en Californie, où ils sont ensuite évalués et transportés vers des installations d'élimination, de réutilisation ou de recyclage : dans les cas où les panneaux contenant des matériaux toxiques sont relégués dans des décharges, ils sont envoyés dans des installations dotées de protections supplémentaires contre les fuites. La nouvelle réglementation vise à faciliter le retour des panneaux, mais elle n'aborde pas directement l'étape suivante — le recyclage.
" Cette réglementation ne fait que modifier la manière dont les matériaux sont manipulés, gérés, stockés et transportés ", a déclaré M. Orben de We Recycle Solar. " Elle ne change pas la façon dont ce matériau est réellement traité ".
En 2016, la Solar Energy Industries Assn, une association commerciale à but non lucratif de l'industrie solaire américaine, a lancé un programme de recyclage des panneaux. Robert Nicholson, le responsable de PV Recycling, siégeant au sein de l'association, a déclaré qu'il visait à aider les partenaires de recyclage du groupe industriel — cinq jusqu'à présent — " à développer des services de recyclage conformes et rentables pour les modules en fin de vie."
" La majorité des recycleurs sont déjà des recycleurs existants ; ils s'occupent principalement des déchets électroniques ou du verre ", a déclaré Evelyn Butler, vice-présidente des services techniques de l'association. Nous avons donc dû travailler avec eux pour qu'ils fassent ce pas en avant, en leur disant : " Nous pensons que les processus que vous utilisez peuvent s'adapter à la technologie ". L'association travaille également avec les régulateurs pour rédiger des lois visant à réduire le nombre de panneaux destinés aux décharges.
Les subventions gouvernementales sont un moyen de rendre le recyclage des panneaux solaires économiquement viable pour les producteurs de déchets, qui supportent désormais une grande partie du coût du recyclage.
En Europe, une réglementation récemment adoptée, la directive de l'Union européenne sur les déchets d'équipements électriques et électroniques, the European Union Waste of Electrical and Electronic Equipment Directive, impose aux producteurs la responsabilité d'assurer l'élimination responsable de leurs produits en fin de vie. Elle oblige tous les producteurs qui fabriquent des panneaux pour les pays de l'UE à financer la collecte et le recyclage en fin de vie.
Une législation similaire a été adoptée dans plusieurs États américains, dont Washington, où le programme nommé Photovoltaic Module Stewardship and Takeback, Programme de gérance et de reprise des panneaux photovoltaïques, obligera les fabricants de panneaux solaires à financer le recyclage en fin de vie. L'initiative a été adoptée en 2017 et sa mise en œuvre commencera en 2025. Il s'agit de la seule loi concernant la responsabilité des producteurs aux États-Unis.
Elle fait partie d'une stratégie plus large dans l'industrie du recyclage appelée responsabilité élargie du producteur, dans laquelle le coût du recyclage est intégré dans le coût d'un produit lors de son achat initial. Les entités commerciales de la chaîne de produits — plutôt que le grand public — deviennent responsables des coûts de fin de vie, y compris des coûts de recyclage.
Dans une interview accordée en 2020 à PV Magazine, Jigar Shah, cofondateur de Generate Capital, un fonds qui investit dans les infrastructures durables, a déclaré que le problème pouvait être résolu au tout début de la chaîne de produits, par les fabricants. M. Shah, qui est maintenant director of the Department of Energy’s Loan Programs Office, directeur du Bureau des programmes de financement du ministère de l'Énergie., a déclaré que les décideurs politiques doivent exiger des fabricants qu'ils proposent une conception standard qui rende les panneaux plus faciles et moins coûteux à recycler.
" Il est beaucoup plus rentable pour les fabricants d'être obligés de travailler ensemble... et d'essayer de réduire considérablement le coût de tout cela collectivement. Cela se fait par le biais de la politique ", a-t-il déclaré. " Cela ne se fera pas seulement par l'adhésion des gens. ".
Bien que 80 % d'un panneau photovoltaïque typique soit composé de matériaux recyclables, il est extrêmement difficile de démonter un panneau et de récupérer le verre, l'argent et le silicium. Jim Cooke / Los Angeles Times
En avril 2022, Santa Monica a conclu, en partenariat avec le California Product Stewardship Council, un partenariat public-privé qui a pour ambition d'établir un programme pilote de recyclage des panneaux solaires. Le conseil de gérance a mené une enquête auprès des propriétaires de panneaux solaires résidentiels locaux et a constaté que beaucoup d'entre eux, ne sachant que faire des panneaux en fin de vie, demandaient de l'aide aux installateurs.
" Nous avons constaté que les installateurs solaires étaient pour nous le meilleur contact pour connaître le nombre de panneaux déclassés dans notre région ", a déclaré Drew Johnstone, analyste de la durabilité pour Santa Monica. " Certains entrepreneurs ont fini par devoir les empiler dans leurs entrepôts, car il n'y a pas de bonne solution pour savoir où les amener. "
Selon Johnstone, la reclassification des déchets universels a fait une grande différence, en réduisant les coûts et la paperasse nécessaires à la manipulation des modules, et davantage de gestionnaires peuvent accepter les panneaux des générateurs.
" Ce sera un problème très important au cours des prochaines années ", a déclaré M. Johnstone. " Il incomberait donc aux collectivités locales, au comté, à l'État, et cela peut concerner aussi le gouvernement fédéral, de mettre en place un plan pour tous ces panneaux qui arriveront en fin de vie dans 10 à 15 ans."
Kisela est une envoyée spéciale.
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