Les émissions du charbon font chuter les performances du photovoltaïque

Les centrales à charbon ne se contentent pas d’émettre du CO₂, elles réduisent aussi directement les performances des panneaux solaires. C’est ce que révèle une étude publiée dans la revue Nature Sustainability, qui s’appuie sur une base de données mondiale recensant plus de 140 000 installations photovoltaïques. Selon les scientifiques, la pollution atmosphérique issue du charbon a amputé la production mondiale d’électricité photovoltaïque de 5,8 % en 2023, soit environ 111 térawattheures perdus.

Ce paradoxe majeur de la transition énergétique s’explique par les particules fines rejetées par ces centrales thermiques, qui absorbent et filtrent le rayonnement solaire avant qu’il n’atteigne les panneaux photovoltaïques. Ces aérosols peuvent aussi modifier les propriétés des nuages qui réfléchissent alors davantage la lumière pour la rediriger vers l’espace. Ce phénomène provoque une baisse de l’irradiation au sol et réduit donc la production d’électricité.

Le constat est sévère puisqu’en moyenne, les pertes liées à ces particules fines représentent près d’un tiers de l’électricité produite chaque année par les nouvelles installations solaires mises en service dans le monde depuis 2017. Autrement dit, une partie significative des gains apportés par l’expansion du solaire est immédiatement annulée par la pollution provenant des infrastructures fossiles existantes. En Chine, où le charbon et le solaire se sont développés parallèlement le plus rapidement, ce ratio peut même dépasser 50 %.

Premier producteur mondial d’électricité photovoltaïque, la Chine concentre également les pertes les plus importantes. En 2023, la pollution atmosphérique issue des centrales à charbon a réduit la production solaire nationale de 7,7 %, soit plus de 61 térawattheures perdus. Dans ce pays, près d’un tiers des pertes d’énergie photovoltaïque induites par les aérosols sont attribuables à ces centrales thermiques. Cette baisse de rendement est amplifiée par le fait que dans de nombreuses régions chinoises, les centrales à charbon et les grandes infrastructures solaires se sont développées côte à côte.

Pékin mise sur la dépollution des centrales à charbon

Les États-Unis présentent un profil très différent. Les pertes photovoltaïques liées aux particules fines s’élèvent seulement à 3,1 % de la production solaire nationale. Les chercheurs expliquent cet écart par une moindre pollution atmosphérique, mais aussi par une séparation géographique plus nette entre les centrales à charbon et les grandes zones photovoltaïques. Les installations solaires américaines sont souvent situées dans des régions éloignées des grands bassins charbonniers.

L’Europe se situe dans une position intermédiaire, avec des pertes proches de la moyenne mondiale. L’Inde, en revanche, reste confrontée à des niveaux de pollution très élevés sans amélioration notable sur la période étudiée.

Paradoxalement, la Chine est également le seul grand marché solaire où les pertes liées aux aérosols diminuent durablement. Depuis 2013, elles reculent d’environ 1,4 % par an. Cette amélioration ne résulte toutefois pas d’un abandon progressif du charbon, mais s’explique par l’installation massive de technologies de dépollution sur les centrales existantes. L’instauration de normes antipollution plus strictes imposées par Pékin a permis de réduire fortement les émissions de particules.

Les auteurs insistent sur le fait que leurs estimations restent prudentes. L’étude prend principalement en compte les effets directs des aérosols sur le rayonnement solaire, alors que des interactions plus complexes entre la pollution et la formation des nuages pourraient encore accroître les pertes réelles de production photovoltaïque.

Les scientifiques soulignent aussi que les bénéfices climatiques attendus du solaire pourraient être surestimés si cette interaction physique entre la pollution du charbon et la production photovoltaïque n’est pas intégrée dans les modèles énergétiques. De nombreux scénarios climatiques supposent en effet que chaque nouvelle capacité solaire remplace directement une production fossile équivalente. Or, dans les faits, la dépendance persistante au charbon réduit l’efficacité réelle de cette substitution. Cette réalité pourrait ralentir l’atteinte des objectifs climatiques si elle n’est pas prise en compte dans les politiques énergétiques futures.