Le marché PV progresse rapidement dans le monde, et continuera de progresser, notamment en Europe. L’acceptation sociale et la disponibilité des surfaces seront des éléments clés dans le déploiement massif de nouvelles capacités PV. L’exploitation de l’énergie solaire photovoltaïque (PV) le long des infrastructures linéaires, notamment de transport, émerge comme une voie prometteuse. Elle peut apporter une contribution significative à la transition énergétique de l’UE. Une opportunité ouverte par la compétitivité croissante de l’électricité solaire analysée par l’Institut Becquerel !
Environ 446 GW de puissance photovoltaïque (PV) sont estimés avoir été installés dans le monde en 2023, marquant une croissance de presque 90 % par rapport à l’année précédente. Au niveau européen, environ 61 GWc ont été installés en 2023, soit une augmentation de plus de 40 %, portant la puissance cumulée installée à 314 GW. Ce volume annuel important d’installations devrait encore progresser dans les années à venir, stimulé par l’objectif ambitieux du plan RePowerEU, qui vise 750 GWc d’ici 2030.
L’intégration de l’énergie solaire PV le long des infrastructures de transport
Pour les installations au sol, la compétition s’est intensifiée entre d’autres usages et la production d’électricité. L’acceptation sociale et la disponibilité des surfaces seront des éléments clés dans le déploiement massif de nouvelles capacités PV dans un certain nombre de pays, notamment là où les tensions sur le foncier sont fortes : urbanisation intense, nécessité de maintenir la production agricole, préservation des bâtiments patrimoniaux et des paysages naturels… Le potentiel de zones, sites et structures proches des infrastructures de transports (chemin de fer, routes, voies navigables…) et des cours d’eau (canaux d’irrigation, berges, digues…) peuvent répondre à la problématique de recherche de surface et d’acceptabilité. Les terrains inutilisés le long des routes, autoroutes et voies ferrées ont un potentiel significatif pour l’implantation de centrales solaires. L’exploitation de l’énergie solaire photovoltaïque (PV) le long des infrastructures de transport émerge comme une voie prometteuse. Cette approche offre un potentiel considérable pour alimenter les besoins énergétiques de l’UE tout en participant à la décarbonation du secteur des transports. Le Centre commun de recherche (JRC) de la Commission européenne a évalué le potentiel de déploiement à grande échelle de panneaux solaires verticaux le long des principales routes et voies ferrées en Europe. Les résultats révèlent un potentiel total de 403 GWc au sein de l’Union européenne, uniquement pour ce type d’intégration, à comparer à l’objectif de 750 GWc fixé par l’UE pour 2030. L’étude établit également qu’en ne considérant que les lignes ferroviaires, la production annuelle totale d’électricité photovoltaïque pourrait potentiellement atteindre 250 % de la consommation annuelle actuelle d’électricité du réseau ferroviaire de l’UE. La production d’électricité générée par les installations photovoltaïques le long des routes pourrait quant à elle contribuer à la décarbonation de ce secteur, en produisant l’énergie au plus près de la consommation.
La compétitivité de l’énergie solaire PV crée de nouvelles opportunités pour des solutions de déploiement innovantes.
Les murs verticaux PV le long des routes, autoroutes et voies ferrées, intégrés ou non à des barrières anti-bruit, ont historiquement été développés en Europe (Suisse, Allemagne, Autriche, Pays-Bas) et suscitent un intérêt croissant et continu. La baisse rapide des prix du PV au cours des dernières années a permis aux systèmes PV d’accroître leur compétitivité sur l’ensemble des marchés. Cette compétitivité ouvre la voie à une intégration plus poussée, notamment au sein des infrastructures. Plusieurs projets pilotes de systèmes PV surélevés au-dessus des pistes cyclables et des routes sont annoncés, de même que des expérimentations sur les digues (Pays-Bas). Les canopées d’ombrage PV sur les canaux d’irrigation, développées en Inde depuis les années 2010, commencent à être annoncées dans des régions soumises à de forts taux d’évaporation (États-Unis, Espagne). Les entreprises nationales de chemins de fer annoncent également des projets pilotes le long de leurs réseaux, sur des terrains linéaires jusqu’alors inexploités.
Un segment innovant et des stratégies spécifiques de déploiement à établir
L’implantation de centrales solaires sur des terrains linéaires (de grande longueur et de faible largeur) soulève encore des questions techniques et réglementaires. L’architecture électrique et les possibilités de raccordement doivent être étudiées pour atteindre un optimum technico-économique. Des architectures innovantes pourraient être mises en place et sont actuellement étudiées dans des projets de recherche tels que OPHELIA, lauréat d’un appel à projet ADEME et soutenu par l’Etat. CNR, coordinateur du projet, et ses partenaires (SNCF, Nexans, Schneider Electric, SuperGrid Institute) vont tester une architecture électrique en courant continu à moyenne tension. Les possibilités d’implantation (sur talus, verticale, intégrée aux voies, en ombrière) sont nombreuses et présentent différentes maturités technologiques et industrielles. Le potentiel énergétique, la réplicabilité ainsi que la compétitivité atteignable sont des éléments déterminants dans l’établissement de stratégies de déploiement. « La Vallée du Rhône offre les conditions naturelles idéales pour explorer de nouvelles technologies innovantes et prometteuses, adaptées aux besoins en électricité renouvelable des territoires et aux attentes des acteurs locaux. Le projet OPHELIA répond au besoin d’intégration de nouvelles solutions sur des fonciers anthropisés et ouvre la voie au développement de projets sur de grands linéaires, supérieurs à 20 kilomètres » souligne Frédéric Storck, Directeur Transition Énergétique et Innovation de la CNR. La spécificité de ces installations réside également dans le fait que l’usage initial est conservé tout en permettant la production d’électricité complémentaire. Le bon fonctionnement des ouvrages, des systèmes et des équipements, ainsi que leur maintenabilité, doivent être absolument assurés. Des défis sont encore à relever : technologiques, réglementaires en s’adaptant aux cadres spécifiques, ainsi qu’au niveau des modèles d’affaires et des modes de valorisation de l’énergie produite. L’intégration de l’énergie solaire PV le long des infrastructures est une réelle opportunité.
