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La puissance du producteur-consommateur : l’essor rapide de l’énergie décentralisée
En 1883, le manoir de Cragside, imposante résidence du magnat industriel britannique William Armstrong, s’apparentait en tous points au berceau d’une révolution. Surnommé « le palais du magicien moderne », Cragside attirait un cortège de rois et de premiers ministres impatients de visiter le tout premier logement alimenté par une électricité produite à domicile. Cragside était, en effet, à la fois une résidence et une centrale électrique. Des machines installées dans les ateliers extérieurs aux éclairages de l’opulente salle de réception, la totalité du domaine fonctionnait grâce à un ensemble de machines hydrauliques et au premier dispositif de production d’hydroélectricité au monde.
A la même époque, une autre forme de production d’électricité à domicile, moins connue mais tout aussi visionnaire, était testée sur un toit de New York : les premiers panneaux solaires au monde, construits pas l’inventeur américain Charles Fritts. Et, seulement quatre ans plus tard, le professeur écossais James Blyth construisait la première éolienne permettant de générer de l’électricité : un moulin à vent de dix mètres de haut assorti de pales en toile qui lui permettait d’éclairer sa demeure.
Ces premières aventures dans la production d’électricité renouvelable domestique allaient toutefois se heurter à une forte concurrence. A Londres et à New York, les centrales électriques au charbon venaient d’être mises en service, donnant naissance au premier prototype de notre réseau électrique moderne, dans lequel des producteurs centralisés fonctionnant aux combustibles fossiles alimentaient les consommateurs. Ce modèle allait durer pendant plus d’un siècle. Mais aujourd’hui, l’essor rapide de la « prosommation », (c’est-à-dire le fait pour les propriétaires de logements et les entreprises de produire autant que consommer leur énergie) redéfinit les règles de l’énergie.
La mort annoncée des combustibles fossiles
Charles Fritts a construit son réseau solaire tout près de la centrale électrique de Thomas Edison sur Pearl Street, qui générait alors suffisamment d’électricité pour alimenter 400 lampes dans les logements et commerces avoisinants. Les panneaux solaires de Fritts, en revanche, n’offraient qu’une efficience de 1% et, une fois le courant établi, n’allaient pas beaucoup plus loin. Mais l’inventeur était convaincu qu’ils représentaient l’avenir : « Les plaques photoélectriques pourraient très bientôt faire concurrence aux centrales à charbon. » Bien que cela ait pris plus de temps qu’il ne l’escomptait, la prédiction de Charles Fritts se réalise finalement aujourd’hui, 140 ans après ces premières expériences de la production décentralisée d’électricité renouvelable.
Depuis 1975, le coût des panneaux solaires a connu une chute impressionnante de 99,8%, passant d’USD 115 à USD 0,27 par watt1. Dans le même temps, les panneaux sont devenus beaucoup plus efficients : alors qu’ils ne convertissaient que 1% de la lumière du soleil en électricité à leurs débuts, ils en convertissent maintenant 20% en moyenne2. Et les dernières innovations en date, des panneaux en matériaux mixtes incorporant le silicone et un minéral appelé perovskite , permettent d’espérer une efficience supérieure à 30%.
L’énergie solaire est désormais moins chère que toute autre forme de production d’électricité3. Ses coûts continuant de diminuer, l’avenir se présente mal pour les centrales électriques aux combustibles fossiles.
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L’électricité entre les mains du consommateur
Mais la transformation de nos systèmes énergétiques est beaucoup plus profonde, et la prosommation ne fait pas que sonner le glas des combustibles fossiles.
L’énergie solaire est extraordinairement modulable : elle peut tout alimenter, d’une simple calculatrice à un pays entier. Pour les propriétaires, cette modulabilité en fait la candidate idéale pour le tout premier système à large échelle de génération d’électricité à domicile, qui mettra non seulement l’électricité elle-même mais aussi sa production entre les mains du consommateur.
Dans de nombreux pays développés, des subventions publiques généreuses (notamment un tarif élevé pour la revente de l’électricité excédentaire sur le réseau) ont favorisé l’adoption précoce des panneaux solaires résidentiels. Aujourd’hui, le marché prend la relève. Pour les propriétaires, l’installation de panneaux solaires, dont le coût est à son plus bas niveau, fait du sens en termes financiers. Alors que les tarifs de l’électricité centralisée sont élevés, les installations solaires permettent de réaliser des économies malgré la baisse des subventions.
Cette croissance déclenchée par le marché est désormais bien lancée, une forte adoption facilitant les innovations et continuant de faire baisser les coûts. L’Australie, l’un des pays les plus ensoleillés au monde, est le plus engagé en faveur de cette « nouvelle » technologie : 25% des foyers ont installé des panneaux solaires4, la plupart durant les quinze dernières années.
Et les gains d’efficience offerts par la technologie solaire sont tels que les pays de l’hémisphère nord rattrapent vite leur retard. Au Royaume-Uni par exemple, la capacité cumulée des panneaux solaires résidentiels a été multipliée par trente depuis 20105.
Démocratisation de l’électricité
Les installations solaires confèrent trois avantages clairs aux propriétaires : la résilience énergétique, la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la possibilité de faire des économies, ces dernières provenant à la fois d’une moindre utilisation des sources d’électricité externes et de la revente de l’électricité excédentaire sur le réseau.
La baisse impressionnante du coût des batteries des véhicules électriques étaye ce changement radical. Les prix ayant chuté de 90% depuis 20106, les véhicules électriques et les batteries domestiques ont donné naissance à une « batterie distribuée » au niveau national, qui atténue le gaspillage de l’électricité excédentaire produite par les installations solaires et réduit la nécessité de stocker l’énergie centralisée.
Avec l’adoption croissante de la production d’énergie solaire à domicile et du stockage par batterie, de vastes réseaux de « mini-centrales électriques » voient le jour. Grâce à une connexion au réseau central, ces réseaux se transforment en « centrales électriques virtuelles » qui contribuent fortement au mix énergétique et peuvent être sollicitées pour soutenir les réseaux nationaux en cas de crise de l’énergie, évitant ainsi d’activer les centrales dites « de pointe » émettrices de carbone et coûteuses.
Aux Etats-Unis, les estimations du secteur suggèrent que, d’ici 2030, les centrales électriques virtuelles pourraient réduire la demande aux heures de pointe de 60 gigawatts, ce qui correspond à l’électricité consommée en moyenne par 50 millions de foyers américains7. Pour les gouvernements, l’essor de l’énergie solaire résidentielle laisse espérer une meilleure résilience énergétique nationale, qui réduira la nécessité d’importer des combustibles fossiles et atténuera la vulnérabilité du pays concerné aux attaques terroristes ou aux catastrophes naturelles.
La refonte de nos systèmes énergétiques pourrait aller encore plus loin. Avec la démocratisation de l’électricité, la technologie de la blockchain pourrait faciliter le négoce de l’énergie de pair à pair (électricité produite sur un toit, stockée dans une voiture puis vendue aux ménages voisins sur un réseau localisé), de sorte que les fournisseurs d’énergie seraient complètement évincés.
Dans certaines parties du monde, cette décentralisation apporte l’électricité à des foyers et des communautés pour la toute première fois. Dans les régions où la production centralisée n’est ni fiable ni viable, plus de 750 millions de personnes vivent encore sans électricité8. Dans ces endroits, des panneaux solaires associés à des systèmes de stockage par batterie pourraient faciliter l’avancée des mini-réseaux solaires9 fonctionnant séparément des réseaux nationaux, ce qui réduirait les inégalités et comblerait le « fossé de l’accès à l’énergie ».
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Ce n’est que le début
Ce changement de paradigme dans les systèmes énergétiques aura des ramifications dans tous les secteurs. De nouveaux modèles d’affaires verront le jour, les anciens modes d’utilisation des terres seront abandonnés et les prix de l’immobilier évolueront, l’énergie solaire décentralisée créant de nouvelles sources importantes de revenus.
Pour les investisseurs, les opportunités seront énormes. En 2021, les bénéfices de 19 entreprises clés en matière d’équipements solaires ont pour la première fois dépassé leurs dépenses d’investissement (CAPEX). Et depuis mi-2020, le cours des grandes entreprises actives dans l’énergie solaire a quadruplé, surperformant à la fois l’indice MSCI World et plus largement le secteur des énergies renouvelables.
Le potentiel de croissance reste encore considérable. On estime que 200’000 kilomètres carrés supplémentaires10 de toits pourraient accueillir des panneaux solaires. Une grande partie des dépenses d’investissement de près d’USD 25’000 milliards11 prévues pour électrifier l’économie et décarboner la production d’électricité au cours de la décennie actuelle, concernera le stockage par batterie et les câbles nécessaires aux réseaux intelligents et aux exportations croissantes d’électricité produite à domicile. Il en résultera une réorientation marquée des bénéfices, l’énergie solaire sur les toits passant d’USD 62 milliards en 2021 à USD 265 milliards d’ici 203012.
Ce changement découlera en partie de nouvelles subventions et politiques, les gouvernements reconnaissant le rôle important joué par l’énergie solaire domestique dans le renforcement de l’indépendance énergétique, en particulier depuis l’invasion de l’Ukraine par la Russie. Aux Etats-Unis, la loi « Inflation Reduction Act » sur la réduction de l’inflation allongera la durée de l’aide fiscale à l’investissement jusqu’en 2035, permettant aux propriétaires de logements de récupérer 30% du coût de l’installation de panneaux solaires.
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Parallèlement, dans l’Union européenne, le plan REPowerEU va accélérer les investissements dans le secteur, ce qui déclenchera un déploiement massif de la production d’électricité solaire. Selon ce plan, l’énergie solaire sur toit pourrait couvrir plus de 24% de la consommation totale d’électricité dans l’UE, c’est-à-dire plus que la part actuelle du gaz naturel. Pour atteindre cet objectif, une obligation légale introduite progressivement exigera que les toits de tous les nouveaux bâtiments résidentiels, publics et commerciaux soient équipés de panneaux solaires et que des panneaux soient installés sur tous les grands bâtiments publics et commerciaux existants. Le plan souligne également combien il est important d’encourager la prosommation, par le biais d’exemptions fiscales, de structures de paiement transparentes pour l’exportation d’électricité depuis les foyers vers le réseau et de la vente d’électricité de pair à pair.
Bien plus qu’un simple toit
Depuis des milliers d’années, nos toits font beaucoup plus que nous protéger contre la pluie. Dans l’Egypte ancienne, le toit était un espace social où les voisins se rassemblaient, où les familles prenaient leurs repas et où l’on dormait par beau temps. Dans de nombreuses régions du monde, c’est toujours la norme. Dans les villes occidentales, les toits sont parfois aménagés en jardins, terrasses et même piscines. Aujourd’hui, les toits du monde entier trouvent une nouvelle finalité.
Il n’est peut-être pas révolutionnaire d’installer des panneaux solaires à son domicile. Toutefois, selon une étude menée par la revue Nature, si l’on équipait ne serait-ce que la moitié des centaines de millions de toits du monde de panneaux solaires, on couvrirait la totalité de nos besoins en électricité13 ce qui nous éviterait de recourir à d’autres moyens de production.
Nous n’atteindrons peut-être jamais ce stade, mais, sachant que la capacité solaire résidentielle mondiale a été multipliée par quinze depuis 201014 et qu’elle devrait encore être multipliée par sept d’ici 2030, la production d’énergie solaire à domicile15 pourrait créer des ondes de choc dans l’ensemble du secteur de l’énergie. Ce faisant, elle pourrait mettre fin à plus de cent ans d’hégémonie du réseau électrique centralisé et faciliter la transition vers la soutenabilité dans de nombreux secteurs.
1 https://ourworldindata.org/grapher/solar-pv-prices
2 https://www.forbes.com/home-improvement/solar/most-efficient-solar-panels/
3 https://www.weforum.org/agenda/2020/10/solar-energy-cheapest-in-history-iea-renewables-climate-change/
4 https://www.csiro.au/en/news/News-releases/2021/Australia-installs-record-breaking-number-of-rooftop-solar
panels
5 BloombergNEF
6 Idem
7 Explication : « What is a virtual power plant ? » | Reuters
8 https://www.un.org/africarenewal/fr/derni%C3%A8re-heure/l%E2%80%99acc%C3%A8s-universel-%C3%A0-l%E2%80%99%C3%A9nergie-durable-restera-hors-de-port%C3%A9e-tant-que-les-in%C3%A9galit%C3%A9s
9 https://www.banquemondiale.org/fr/news/press-release/2022/09/27/solar-mini-grids-could-power-half-a-billion-people-by-2030-if-action-is-taken-now
10 Recherches de Lombard Odier
11 Projections de Lombard Odier
12 Idem
13 https://www.nature.com/articles/s41467-021-25720-2
14 https://www.iea.org/reports/solar-pv
15 Idem
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