L’énergie solaire : Source d’énergie renouvelable
L’énergie solaire, en tant que source d’énergie renouvelable, joue un rôle essentiel dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre et l’atténuation du changement climatique, ce qui est essentiel pour protéger les humains, la faune et les écosystèmes. L’énergie solaire peut également améliorer la qualité de l’air et réduire la consommation d’eau associée à la production d’énergie.
Impacts environnementaux de l’énergie solaire
Le soleil est une ressource formidable pour produire de l’électricité propre et durable qui n’émet pas de polluants toxiques et ne contribue pas au réchauffement climatique.
Les impacts environnementaux potentiels de l’énergie solaire – utilisation des terres et perte d’habitat, utilisation de l’eau et utilisation de matières dangereuses dans la fabrication – peuvent varier considérablement en fonction de la technologie, qui est divisée en deux grandes catégories : les cellules solaires photovoltaïques (PV) et les centrales solaires thermiques à concentration (CSP).
La taille du système, qu’il s’agisse de petits panneaux photovoltaïques distribués sur les toits ou de grands projets photovoltaïques et CSP à grande échelle, a également un impact sur l’impact environnemental.
Les grandes installations solaires à grande échelle, selon leur emplacement, peuvent entraîner une dégradation des terres et une perte d’habitat. Les besoins totaux en matière de superficie varient en fonction de la technologie, de la topographie du site et de l’intensité de la ressource solaire. Les estimations des systèmes photovoltaïques à grande échelle varient de 3,5 à 10 acres par mégawatt, tandis que les estimations des installations CSP varient de 4 à 16,5 acres par mégawatt.
Les projets solaires, contrairement aux parcs éoliens, ont moins de possibilités de partager des terres à des fins agricoles. Cependant, les impacts sur les terres des systèmes solaires à grande échelle peuvent être réduits en les localisant dans des zones moins souhaitables telles que les friches industrielles, les terrains miniers abandonnés ou les corridors de transport et de transmission existants [1, 2]. Les panneaux solaires photovoltaïques à plus petite échelle, qui peuvent être construits sur des maisons ou des bâtiments commerciaux, ont moins d’impact sur l’environnement.
Les cellules solaires photovoltaïques génèrent de l’électricité sans utiliser d’eau. Cependant, comme pour tous les processus de fabrication, l’eau est utilisée dans la production de composants solaires photovoltaïques.
L’eau est nécessaire pour le refroidissement dans les centrales solaires thermiques à concentration (CSP), comme c’est le cas dans toutes les centrales thermiques électriques. La consommation d’eau est déterminée par la conception, l’emplacement et le type de système de refroidissement de l’usine.
Les centrales CSP à recirculation humide avec tours de refroidissement utilisent entre 600 et 650 gallons d’eau par mégawattheure d’électricité produite. Les centrales CSP utilisant un refroidissement à passage unique ont des taux de prélèvement d’eau plus élevés, mais une consommation totale d’eau plus faible (car l’eau n’est pas perdue sous forme de vapeur).
La technologie de refroidissement à sec peut réduire la consommation d’eau dans les centrales CSP jusqu’à 90 % [3]. Cependant, les coûts et les gains d’efficacité associés à ces économies d’eau sont plus élevés. De plus, la technologie de refroidissement à sec fonctionne nettement moins bien à des températures supérieures à 100 degrés Fahrenheit.
De nombreuses régions des États-Unis ayant le plus grand potentiel d’énergie solaire ont également les climats les plus secs, il est donc essentiel d’examiner attentivement ces compromis sur l’eau. (Voir Comment ça marche: De l’eau pour le refroidissement des centrales électriques pour plus d’informations.)
Substances dangereuses
Un certain nombre de matières dangereuses sont utilisées dans le processus de fabrication de cellules photovoltaïques, dont la majorité est utilisée pour nettoyer et purifier la surface du semi-conducteur. L’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique, l’acide nitrique, le fluorure d’hydrogène, le 1,1,1-trichloroéthane et l’acétone font partie des produits chimiques utilisés dans l’industrie générale des semi-conducteurs.
La quantité et le type de produits chimiques utilisés sont déterminés par le type de cellule, la quantité de nettoyage nécessaire et la taille de la plaquette de silicium [4]. L’inhalation de poussière de silicium présente des risques supplémentaires pour les travailleurs. En conséquence, les fabricants de PV doivent respecter les lois américaines pour s’assurer que les travailleurs ne sont pas lésés par l’exposition aux produits chimiques et que les déchets de fabrication sont éliminés correctement.
Les cellules photovoltaïques à couche mince contiennent plus de matériaux toxiques que les cellules photovoltaïques traditionnelles en silicium, telles que l’arséniure de gallium, le cuivre-indium-gallium-diséléniure et le tellurure de cadmium[5]. Ces matériaux, s’ils ne sont pas manipulés et éliminés correctement, pourraient poser de graves risques pour l’environnement et la santé publique. Les fabricants, d’autre part, ont une forte incitation financière à s’assurer que ces matériaux de grande valeur et souvent rares sont recyclés plutôt que jetés.
Émissions dues au réchauffement climatique au cours de la vie d’une personne
Bien qu’il n’y ait pas d’émissions de gaz à effet de serre associées à la production d’énergie solaire, il y a des émissions associées à d’autres étapes du cycle de vie solaire, telles que la fabrication, le transport des matériaux, l’installation, l’entretien, le déclassement et le démantèlement. La plupart des estimations des émissions du cycle de vie des systèmes photovoltaïques varient entre 0,07 et 0,18 livre d’équivalent dioxyde de carbone par kilowattheure.
Quels sont les effets de l’énergie solaire sur la faune et l’environnement ?
L’énergie solaire, en tant que source d’énergie renouvelable, joue un rôle essentiel dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre et l’atténuation du changement climatique, ce qui est essentiel pour protéger les humains, la faune et les écosystèmes. L’énergie solaire peut également améliorer la qualité de l’air et réduire la consommation d’eau associée à la production d’énergie.
Étant donné que les installations photovoltaïques au sol (PV) et d’énergie solaire thermique à concentration nécessitent l’utilisation de terres, les sites doivent être choisis, conçus et gérés de manière à avoir le moins d’impact possible sur la faune locale, l’habitat faunique, le sol et les ressources en eau. Le Solar Energy Technologies Office (SETO) du département de l’Énergie des États-Unis (DOE) finance des recherches visant à mieux comprendre comment les installations d’énergie solaire, la faune et les écosystèmes interagissent et à identifier des stratégies qui maximisent les avantages pour l’environnement local.
Quelle est l’importance de ce sujet de recherche?
L’étude sur l’avenir solaire du ministère de l’Énergie présente divers scénarios de déploiement de l’énergie solaire qui pourraient aider les États-Unis à mettre en place un réseau électrique sans carbone d’ici 2035. Selon l’étude, le développement de l’énergie solaire pourrait nécessiter jusqu’à 5,7 millions d’acres de terres, soit environ 0,3% des États-Unis contigus, d’ici 2035.
À mesure que le déploiement de projets d’énergie solaire se développe, une meilleure compréhension de la façon dont l’infrastructure d’énergie solaire affecte la faune et l’environnement environnant aidera à élaborer des stratégies et des technologies pour éviter ou minimiser les impacts négatifs tout en maximisant les avantages.
Les développeurs solaires évaluent généralement plusieurs sites, conceptions de sites et stratégies d’exploitation lors du choix du site et de l’autorisation des projets solaires. Ils évaluent les impacts environnementaux de leurs projets en suivant les lois fédérales, étatiques et locales applicables, en sollicitant les commentaires des organismes de réglementation et en effectuant des évaluations d’impact et des mesures d’atténuation.
Les promoteurs solaires, les organismes de réglementation, les communautés hôtes et d’autres parties prenantes sont intéressés à élaborer des stratégies et des outils qui améliorent le processus de sélection des sites et de délivrance de permis tout en assurant la santé des écosystèmes environnants. Les parties prenantes peuvent améliorer la prise de décision et réduire les coûts accessoires, ou les coûts non matériels, en augmentant le nombre de ressources et de stratégies éprouvées sur le terrain, et ainsi aider SETO à atteindre ses objectifs.