PartagerTendances et défis majeurs du chauffage et du froid solaire
En 2020, la production d’énergie solaire thermique s'est élevée à 407 TWh, ce qui correspond à des économies de 43,8 millions de tonnes de pétrole et de 141,3 millions de tonnes de CO2. Bien qu'il ne s’agisse encore que d'un marché de niche, le froid solaire a un potentiel énorme.
Le rapport 2021 « Solar Heat Worldwide », préparé par le programme Solar Heating & Cooling de l’AIE (1), donne un aperçu des tendances générales du marché mondial du solaire thermique, y compris le froid solaire.
Développement et tendances du marché solaire thermique
La puissance solaire thermique cumulée en exploitation à fin 2020 était de 501 GWth, correspondant à 715 millions de mètres carrés de surface de capteurs. La production annuelle d’énergie solaire thermique s'est élevée à 407 TWh, ce qui correspond à des économies de 43,8 millions de tonnes de pétrole et de 141,3 millions de tonnes de CO2.
Le marché mondial du solaire thermique a reculé de 4 % en 2020 par rapport à 2019. Cela est principalement dû à la baisse du marché chinois, qui est de loin le plus gros marché mondial.
Les 10 premiers pays en termes de surface totale de capteurs installés à la fin de 2019 étaient la Chine, la Turquie, les États-Unis, l'Allemagne, le Brésil, l'Inde, l'Australie, l'Autriche, la Grèce et Israël. Cependant, le classement est nettement différent lorsqu'on compare les données par habitant. Les 10 premiers pays pour 1 000 habitants sont la Barbade, Chypre, l'Autriche, Israël, la Grèce, les Territoires palestiniens, l'Australie, la Chine, le Danemark et la Turquie.
Le marché des capteurs et systèmes photovoltaïques thermiques (PVT) a connu une croissance mondiale significative de 9 % en 2020. Au moins 2052 nouveaux systèmes PVT ont été mis en service en 2020. En 2020, la surface totale des capteurs PVT installés était de 1.275.431 m², la grande majorité étant installée en Europe (732.955 m²), notamment en France (500.992 m²).
En ce qui concerne la technologie des capteurs solaires thermiques, la part mondiale des capteurs à tubes sous vide (la technologie dominante en Chine) est passée d'environ 82 % en 2011 à 61,9 % en 2019, et dans le même temps, les capteurs plats ont augmenté leur part de 14,7 % à 32,5 %.
En termes d’applications, l'intérêt pour les systèmes de chauffage urbain solaire à l'échelle du mégawatt et les applications de chauffage et de froid solaires dans les secteurs commercial et industriel se poursuit.
Sur le plan économique, le nombre d'emplois dans les domaines de la production, l'installation et la maintenance de systèmes solaires thermiques était estimée à 400 000 dans le monde en 2019. Le chiffre d'affaires mondial estimé de l'industrie solaire thermique en 2019 était de 13,4 milliards d'euros (16,1 milliards USD).
Le froid solaire
Le froid solaire thermique est encore un marché de niche, avec environ 2 000 systèmes déployés dans le monde en 2020. Cependant, il existe un énorme potentiel pour les systèmes frigorifiques utilisant l'énergie solaire, à la fois solaires thermiques et solaires photovoltaïques. Ce potentiel est particulièrement important dans les applications de conditionnement d’air puisque, d'ici 2050, 37 % de la croissance de la demande totale d'électricité sera due à la demande d'électricité du conditionnement d’air.
Un argument majeur en faveur de l'utilisation de systèmes solaires thermiques est qu'ils consomment moins d'énergie conventionnelle (jusqu'à un facteur cinq) et utilisent des fluides de travail naturels, tels que l'eau et l'ammoniac. Un autre moteur de la technologie du froid solaire est son potentiel à réduire la demande de pointe en électricité, en particulier dans les pays où la demande de refroidissement est importante et où les réseaux électriques nationaux nécessitent une protection contre les surcharges, comme par exemple les États-Unis et l'Inde.
Parmi les systèmes de froid solaire de petite et moyenne puissance (< 350 kW) dans le monde, 70 % sont installés en Europe, mais seul un petit nombre de nouveaux systèmes ont été installés en 2018, principalement en Italie et en Allemagne.
Le froid solaire utilisant des refroidisseurs à absorption thermique avec une puissance frigorifique supérieure à 350 kW a vu ses performances s’améliorer considérablement et, en même temps, ses coûts diminuer. Cela rend les applications de froid solaire compétitives pour les grands immeubles de bureaux, les hôtels, les hôpitaux et les applications commerciales/industrielles. Ainsi, la demande électrique pour la climatisation solaire d'un bâtiment est réduite de plus de 80 % par rapport aux équipements classiques.
Même si les conditions techniques et économiques du froid et du conditionnement d’air solaires se sont considérablement améliorées ces dernières années, cela reste un marché difficile, comme en témoigne le nombre relativement faible de systèmes de froid solaire construits ces dernières années.
La plus grande application de froid solaire au monde est située en Arizona, aux États-Unis, et a été mise en service en mai 2014. Elle couvre un champ de capteurs solaires thermiques montés sur le toit d'une puissance de 3,4 MWth (4865 m²) qui fournit de la chaleur à un refroidisseur à absorption au bromure de lithium à simple effet d'une puissance frigorifique de 1,75 MW.
Les auteurs du rapport concluent que, pour sortir d’un marché de niche, il est de plus en plus important de se concentrer sur les marchés potentiels des technologies de froid solaire. Par conséquent, le savoir-faire capitalisé dans les pays de l'OCDE (Europe, USA, Australie, etc.) en matière de froid solaire, tant thermique que photovoltaïque, doit être adapté et transféré aux pays bénéficiant d’une bonne insolation en Afrique, dans la région MENA et en Asie, qui sont tous des économies émergentes dynamiques.
Pour plus d’informations sur le sujet, consulter la Note d’Information de l’IIF sur le froid solaire.
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