CHINAHOY

1-June-2015

Le brillant succès du photovoltaïque en Chine

 

 

LU RUCAI, membre de la rédaction

 

 

Après un début lent à la fin des années 50, les cellules photovoltaïques ont rapidement été modernisées ces dernières années, offrant de nouvelles possibilités dans un éventail de secteurs.

 

Le 16 mars, l’Administration nationale de l’énergie a publié une Circulaire sur le projet de construction du photovoltaïque en 2015, prévoyant d’accroître de 17,8 GW les capacités installées d’ici la fin de l’année. En même temps, ce texte stipule qu’aucune règle ne limitera l’envergure de l’installation sur toiture ou la mise à la terre de panneaux photovoltaïques pour les maisons individuelles.

 

C’est en 1839 qu’un physicien, le Français Edmond Becquerel, a découvert l’effet photovoltaïque. Mais l’industrie photovoltaïque en Chine n’a commencé à se développer qu’en 1958, à partir de la création d’une cellule photovoltaïque en silicium monocristallin. Depuis, les techniques se sont modernisées dans le pays, et les applications photovoltaïques se sont multipliées et diversifiées.

 

 

Des premiers pas difficiles

 

Suite à cette percée de la Chine, s’est ouvert en 1960, après quatre années de préparation, un centre de recherche sur les semi-conducteurs relevant de l’Institut de physique de l’Académie des sciences de Chine. Les cellules photovoltaïques comptaient parmi ses principaux projets de recherche. À l’époque, ces cellules étaient majoritairement destinées au domaine spatial, notamment pour la fabrication de panneaux pour satellites artificiels.

 

En 1975, des usines dédiées au photovoltaïque ont ouvert leurs portes, d’abord à Ningbo puis à Kaifeng. La fabrication des modules photovoltaïques spatiaux a commencé à être adaptée pour une application à la surface du globe.

 

La Commission nationale de la planification (actuellement Commission nationale pour le développement et la réforme) a élevé le photovoltaïque au rang de thème spécifique dans son 7e Plan quinquennal (1986-1990). Un certain nombre d’universités et d’instituts de recherche se sont alors consacrés à l’étude des cellules photovoltaïques en silicium cristallin. Parallèlement, certains fabricants chinois se sont dotés peu à peu de lignes de production étrangères. Une usine de semi-conducteurs du Yunnan a acheté une chaîne de production canadienne de 1 MW : l’entreprise chinoise a ainsi pu faire passer sa capacité de production d’énergie photovoltaïque de quelques centaines de kW à 4,5 MW.

 

En 1998, le gouvernement chinois s’est intéressé d’autant plus aux programmes sur le photovoltaïque, envisageant de lancer un projet pilote utilisant des cellules photovoltaïques en silicium polycristallin avec une puissance cumulée de 3 MW. Miao Liansheng, président du conseil d’administration de Yingli Solar à Baoding (province du Hebei), a sauté sur l’occasion et est ainsi devenu le pionnier de l’industrie photovoltaïque en Chine. À la fin de l’année 2003, suite à une autorisation gouvernementale, l’entreprise a pu mettre en œuvre ce projet, un événement qui mit fin à l’époque où la commercialisation des cellules photovoltaïques en silicium était impossible en Chine.

 

De plus en plus des entreprises se sont tournées vers ce secteur émergent. En septembre 2002, à Wuxi (province du Jiangsu), Suntech Power a mis en service sa première ligne de production de cellules photovoltaïques pour une puissance de 10 MW, un chiffre alors égal à la capacité de production cumulée de la Chine sur quatre années précédentes. De nos jours, l’usine Suntech Power de Wuxi fournit pour plus de 8 GW de modules photovoltaïques à un millier de clients répartis dans plus de 80 pays.

 

Innovation continue

 

Le silicium est l’élément de base de l’industrie photovoltaïque. Cependant, la Chine dépend depuis longtemps de l’importation pour cette matière première. Avant 2005, la production de silicium polycristallin en Chine représentait moins de 0,5 % de la production mondiale.

 

De ce fait, le ministère chinois des Sciences et des Technologies ainsi que la Commission nationale pour le développement et la réforme ont lancé plusieurs actions, telles que le Plan national de R&D des hautes technologies et le Projet spécial pour la production de matériaux en silicium de grande pureté. Beaucoup d’efforts ont été investis pour résoudre les problèmes techniques majeurs rencontrés lors de la confection du polysilicium. En 2004, Sinosico, co-fondé par Luoyang Single Crystal Silicon et ENFI, a développé de façon autonome un four de silicium polycristallin économe en énergie. Sur cette base, un premier projet de production de 300 tonnes de silicium est entré en application en 2005, ce qui a permis à la Chine de briser tant les obstacles techniques que le monopole du marché aux mains de l’étranger depuis de longues années. La Chine a également enregistré des progrès décisifs concernant la purification du silicium. L’Institut de physique technique de Shanghai a inventé en 2007 une méthode pour élever le degré de pureté de cette matière, méthode qui ne nécessite qu’1/10 de l’eau et qu’1/3 de l’électricité consommées à travers le « procédé Siemens amélioré » largement adopté dans le monde entier.

 

Selon les données du Rapport 2015 sur le développement des énergies nouvelles dans le monde, en 2014, la Chine représentait 45 % de la capacité de production du silicium dans le monde. En même temps, la Chine est également la zone où se concentre, à hauteur de 75 %, la capacité globale de production des cellules et des modules en silicium.

 

Wang Zhanguo, chercheur au centre de recherche sur les semi-conducteurs, a affirmé : « Transformer les matériaux de manière plus efficace et amincir les plaquettes de silicium sont les deux principaux moyens de réduire les coûts. » Le prix du silicium cristallin demeure le facteur pesant le plus sur le coût de revient dans la production des cellules photovoltaïques. C’est pourquoi les entreprises cherchent à réduire leur dépendance vis-à-vis de cette matière. Aujourd’hui, les cellules photovoltaïques de silicium amorphe en couche mince, ont le vent en poupe.

 

En 2008, à l’occasion des Jeux Olympiques, Beijing a joué sa carte écologique. Le système des chauffe-eau solaires installés au village olympique adoptait la technologie des cellules photovoltaïques en silicium amorphe développée par Beijing Xingzhe Group. Ces chauffe-eau fournissaient de l’eau chaude non seulement à plus de 16 800 athlètes, et à près de 2 000 foyers après l’événement, permettant une économie annuelle de 10 millions de kWh.

 

Actuellement, les entreprises du photovoltaïque cherchent à moderniser l’industrie, promouvant le passage du silicium polycristallin au silicium monocristallin. Après son rachat de plusieurs firmes allemandes et américaines, la société chinoise Hanergy a lancé la production en masse de modules photovoltaïques en couche mince, une première dans le monde. Le taux de rendement de conversion de sa technologie en couche mince CIGS (cuivre, indium, gallium et sélénium) s’élève à 21 %, un pourcentage certifié par le Fraunhofer ISE (un institut de recherche allemand pour les systèmes d’énergie solaire).

 

Selon Wang Bohua, secrétaire général de l’Association chinoise de l’industrie photovoltaïque, la structure des exportations concernant les modules photovoltaïques ne cesse d’évoluer, du fait notamment des enquêtes européennes antidumping et antisubvention pour pénaliser les produits chinois ainsi que de fausses accusations de fraude fiscale lancées à l’encontre des entreprises chinoises. À présent, on constate une baisse significative des exportations vers l’Europe, tandis que celles vers l’Asie tendent à augmenter. D’ailleurs, la moitié des exportations photovoltaïques chinoises sont acheminées vers le continent asiatique.

 

 

Diversification des applications

 

L’industrie photovoltaïque en Chine s’est longtemps appuyée sur « deux éléments extérieurs » : l’emploi de matières premières venues de l’étranger et la vente des produits vers l’étranger. Cette situation est doucement en train de changer, à mesure que la Chine passe du statut de grand pays manufacturier à celui de grand pays consommateur dans ce secteur. Fin 2014, la puissance installée du photovoltaïque en Chine dépassait 30 GW, plaçant le pays au 2e rang mondial. Wang Huidong, conseiller à l’institut de recherche de l’Industrie sur les énergies nouvelles, rappelle que la puissance installée du photovoltaïque pour 2015 en Chine devra augmenter de plus de 17 GW selon les plans de l’Administration nationale de l’énergie, une valeur qui montre à quel point les attentes du gouvernement envers cette industrie sont élevées.

 

Selon Wang Sicheng, chercheur à l’Institut de recherche sur l’énergie de la Commission nationale pour le développement et la réforme, les obstacles à l’essor du photovoltaïque ont désormais été levés, de sorte que cette industrie devrait se développer à grande échelle à l’avenir. Du fait des tarifs différenciés appliqués par le réseau électrique national, des centrales photovoltaïques pourraient être construites pour une consommation locale dans certains endroits tels que les zones montagneuses, les serres agricoles, ou encore les zones marécageuses. Ce phénomène a déjà débuté. Le 3 avril, un ensemble de serres agricoles photovoltaïques d’une puissance cumulée de 50 MW a été installé à Lu’an (province du Shanxi) par la China Energy Conservation Investment Corporation, puis mis en service après approbation du réseau électrique du Shanxi. En un mois, cette installation a produit plus de 2 millions de kWh. 766 serres du même type sont en passe d’être construites. Au-dessus, des panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité ; au-dessous, des cultures maraîchères ou autres. Il s’agit en Chine du plus grand projet mêlant agriculture et photovoltaïque.

 

Par ailleurs, toutes les entreprises à la tête des divers secteurs commencent à prendre pied dans le photovoltaïque. Le 29 avril dernier, lors de la 9e Exposition internationale d’industrie et d’ingénierie photovoltaïque, un grand écran FusionSolar sur le pavillon de Huawei affichait en temps réel les données d’une centrale en Mongolie intérieure, à plus d’un millier de kilomètres de là. Huawei s’est lancé dans l’industrie photovoltaïque en 2010, s’alliant avec de nombreuses entreprises (dont Clou Electronics et Huanghe Hydropower) pour fournir des solutions photovoltaïques intelligentes. Autre exemple : Alibaba qui, en recoupant des données et des systèmes, a développé un « nuage photovoltaïque intelligent » avec l’aide de Sungrow. L’objectif est de connecter des centaines de milliers de centrales photovoltaïques à la plate-forme YunOS. En outre, Gree Innovation a établi une alliance stratégique avec le groupe Yingli Solar, dans le but de promouvoir un système de climatisation centrale 100 % photovoltaïque.

 

D’après Wang Huidong, dans le contexte de la lutte contre le smog, le gouvernement chinois a tout lieu d’accorder une place plus importante aux nouvelles énergies. C’est une opportunité de développement à saisir pour l’industrie photovoltaïque !

 

 

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