Nouvelle étude E-CUBE : Vers une nouvelle révolution pour la filière photovoltaïque ?

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Depuis 30 ans, la filière solaire photovoltaïque (PV) a déjà connu au moins deux phases industrielles. D’une industrie de niche dédiée à fournir des solutions d’alimentation électrique pour des  zones difficilement raccordables au réseau (balises, stations météo, zones d’habitation isolées…), la filière a vu ses volumes de production décuplés et ses principaux usages réorientés vers des solutions connectées au réseau (centrale au sol ou toiture de bâtiment) depuis le milieu des années 2000 et l’apparition de politiques publiques de soutien aux EnR. Les acteurs pionniers (Solarworld, BP Solar, Kyocera) ont progressivement laissé la place aux acteurs chinois (ex : Yingli Green Energy, Trina Solar) et nord-américains (ex : FirstSolar) qui ont su s’imposer sur un « marché à volume ». Le développement des Bâtiments à Energie POSitive (BEPOS) pourrait à nouveau rebattre les cartes.

Rien qu’en Europe, la généralisation du BEPOS (ou du Nearly Zero Energy Building) à partir de 2020 pourrait générer un marché d’~4 GWc/an pour l’industrie PV, 800 MWc/an pour la France soit plus que le volume annuel installé actuel tous segments confondus. Elle pourrait s’accompagner d’une évolution des modèles d’affaires liés à la commercialisation de l’énergie, favorisant l’autoconsommation voire une forfaitisation des dépenses énergétiques (horizon post-2020). Elle pourrait surtout, et à plus court terme, reconfigurer la filière industrielle PV européenne et française en particulier, en donnant un rôle de prescripteur clé aux entreprises du BTP, aux constructeurs de maisons individuelles (CMistes) et aux architectes, en favorisant les produits les plus esthétiques ou à plus haut rendement ou encore intégrés en termes de solutions énergétiques (climatisation PV) ou de matériaux de construction (PV intégré bâti), comme cela se développe d’ores et déjà au Japon pour les maisons en pré-fabriqué.

Cette étude vise à analyser ces impacts potentiels du BEPOS sur la filière PV en repartant des conditions réglementaires et techniques propres aux futures réglementations thermiques des bâtiments, conditions de l’émergence d’un terrain favorable ou non pour le PV, en en estimant la portée sur le marché PV et en en tirant des conséquences sur les possibles recompositions d’offres (pour l’électricité) ou de filières industrielles (pour le PV). Cette étude est ainsi structurée selon les six réflexions suivantes :

1. Le secteur du bâtiment neuf devra profondément évoluer pour répondre aux réglementations futures,  tant à l’échelle européenne qu’à l’échelle nationale

Les Etats Membres doivent, d’ici 2020, fournir une définition nationale du Nearly Zero Energy Building – défini comme un bâtiment à haute performance énergétique dans la directive européenne. En France, il s’agirait d’un Bâtiment à Energie POSitive (BEPOS). Même si le BEPOS est un bâtiment économe en énergie, sa consommation ne peut être réduite à 0; le surplus est compensé par une production locale d’énergie renouvelable – dont le périmètre et l’évaluation ne sont pas encore précisément définis.

2. La définition du BEPOS par les autorités publiques favorisera mécaniquement certaines énergies – in fine, le choix des énergies dépendra des critères temporels et spatiaux du BEPOS retenus

Le bilan énergétique pour caractériser le BEPOS peut concerner des périmètres spatiaux divers, du bâtiment au territoire. Le bilan production/consommation de l’énergie du BEPOS peut être fait sur une journée, un mois, une année : ainsi, le choix de ce périmètre temporel (annuel dans le label Effinergie) pourra soulever ou non des enjeux de stockage ou d’injection et avantager une technologie sur d’autres.

Le PV sera avantagé par une réglementation réalisant un bilan annuel de l’énergie (la production PV étant variable et intermittente) et par un équilibrage sur un périmètre restreint (bâtiment, quartier), car ses caractéristiques sont adaptées aux bâtiments.

3.   Le PV devrait être un composant majeur pour le bâtiment dès 2020, car cette technologie cumule des avantages économiques et techniques pour diminuer la consommation d’énergie primaire à l’échelle du bâtiment et du quartier

Tous les bâtiments actuels labélisés BEPOS en France utilisent la technologie photovoltaïque pour atteindre les critères du label. Le panneau PV présente peu de contraintes d’installation. Il est installé généralement sur le toit (besoin de peu d’espace) et ne crée pas de nuisance (visuelle, sonore) pour le voisinage. Economiquement parlant, pour le secteur résidentiel (resp. tertiaire), le PV est 6% (resp. 20%) moins cher que l’éolien en termes de coût d’évitement d’un kWh d’énergie primaire en 2020 à l’échelle du bâtiment, et 40% (resp. 11%) moins cher à l’échelle du quartier. A l’échelle du territoire, les centrales au sol PV seront compétitives avec les éoliennes dans le sud de la France en 2020.

4. En considérant les installations sur le toit des nouveaux bâtiments, (résidentiels et tertiaires), le marché du BEPOS pourrait permettre l’installation d’une puissance PV de 800 MWc/an à partir de 2020 en France

Ceci représente la moyenne des installations réalisées en France sur les années 2013-2014 et l’objectif d’installation annuel qui existait à date. Ce niveau de 800 MWc est fondé sur des hypothèses conservatrices : le PV serait installé sur les toits des nouveaux bâtiments ou quartiers, avec une puissance de 11-16 Wc/m² SHON. Pour les particuliers, ceci représenterait moins de 30% de la surface du toit1).

La croissance associée serait relativement indolore pour la facture des particuliers et des investisseurs, le PV n’engendrant qu’un surcoût de moins de 120 EUR/m² par rapport à une maison standard (RT2012).

5. De nouveaux modèles d’affaires de vente et d’achat d’énergie, liés au photovoltaïque, pourraient apparaître et être favorisés par le BEPOS

Le BEPOS est consommateur et producteur d’énergie, il devrait perturber les modèles d’affaires relatifs à la vente d’électricité en nécessitant de nouvelles offres et de nouvelles réglementations : i) pour l’autoconsommation d’énergie et l’injection du surplus ii)  pour l’apparition de gestionnaires locaux qui pourraient optimiser la production et la consommation, notamment dans les nouveaux quartiers. Ces nouveaux modèles d’affaires pourraient s’accompagner d’un transfert de valeur entre les acteurs concernés, au détriment d’acteurs traditionnels comme les gestionnaires de réseau. Ils devront donc être règlementés pour éviter les rentes et corriger les transferts de valeur non souhaités. Ces dernières réflexions ont déjà fait l’objet de travaux pilotés par la DGEC dont les conclusions ont été publiées début 2015.

6. La filière industrielle photovoltaïque devra s’adapter aux nouveaux leviers de son développement (haut rendement, solutions énergétiques intégrées, intégré bâti) qui sont des opportunités pour la filière européenne et française 

Les différents constructeurs de panneaux PV pourraient désormais concevoir et préparer la commercialisation de panneaux adaptés au bâti neuf. Cela pourrait nécessiter l’utilisation de panneaux à rendements élevés, pour minimiser l’espace utilisé par l’installation. Les entreprises du BTP, notamment les CMIstes), devraient travailler parallèlement à des produits intégrant naturellement le PV, à l’image des offres des entreprises de construction japonaises qui contrôlent et prescrivent le développement du PV sur le bâti neuf.

Ainsi, cette évolution industrielle représenterait une opportunité pour la filière européenne de développer des produits innovants pour l’intégration du photovoltaïque (avec le bâti, le stockage, les usages) et pour une utilisation applicative du photovoltaïque. Cette intégration au bâti, matérielle mais aussi de gestion de l’énergie et de conception, pourrait permettre à la filière de capter de la valeur en aval de la production de cellules et de modules, sur les systèmes de gestion de l’énergie, l’intégration dans un réseau (d’un quartier neuf), et un service après-vente localisé et performant.