Pour faire simple
Certains métaux entrant dans la composition d’un panneau solaire sont considérés comme critiques (aluminium, silicium métallurgique, argent), c’est-à-dire qu’il existe un risque pour leur approvisionnement. Cette criticité n’est pas un verrou mais doit être prise en compte pour le déploiement du PV à grande échelle.
Pour aller plus loin
La criticité est un paramètre permettant d’aller plus loin que la simple rareté géologique. Cette notion de criticité dépend toutefois très largement des acteurs la définissant. Pour établir leur liste des métaux critiques, la Commission Européenne et le comité pour les métaux stratégiques (COMES) se basent sur deux paramètres : l’importance économique et le risque de pénurie d’approvisionnement [1, 2].
En ce qui concerne les panneaux Si monocristallins actuels (95 % du marché en 2022 [3]), 3 métaux peuvent être considérés comme critiques :
- L’aluminium, de par son utilisation dans le cadre du panneau, est considéré critique par l’UE (sous la forme de minerai de bauxite) [2], l’IEA [4] et la banque mondiale [5]. Le cadre en aluminium est toutefois un des composants les plus faciles à recycler (voir Fiche n°15) et à substituer (par exemple grâce à la technologie frameless – sans cadre – ou bien avec cadre en bois).
- Le silicium métallurgique (après première purification) est également considéré comme critique par l’UE de par sa dépendance aux importations chinoises [2]. Le silicium ne présente toutefois pas de problème de rareté géologique.
- L’argent, utilisé pour collecter le courant des cellules solaires, entre dans la liste du COMES [1], bien que sa criticité ait été revue à la baisse en 2021 [6]. Il est à noter qu’en 2022, le PV comptait pour 12 % de la demande mondiale d’argent [7]. Des travaux de recherche et développement visent à substituer l’argent par d’autres matériaux conducteurs comme le cuivre.
Des scénarios établis par l’IEA [4] et par Zhang et al. [8] montrent que des technologies PV aujourd’hui marginales (CdTe, CIGS, perovskite, III-V, hétérojonction) pourraient se développer et élargir cette liste de métaux critiques. L’indium est par exemple utilisé dans les cellules à hétérojonctions (5 % du marché en 2021, 15 % attendus en 2030), et le bismuth est envisagé pour remplacer le plomb (Pb) dans les contacts (soudures). Ces deux métaux sont considérés comme critiques par la commission européenne [2].
En conclusion, le développement industriel du photovoltaïque à l’échelle de plusieurs TW par an est possible [8], mais le choix des technologies doit prendre en compte la criticité de certains matériaux.
Sources
- Note de position sur la criticité des métaux pour l’économie française, COMES, 2018.
- Critical Raw Materials Resilience, p.3, p.21, p.23 Commission Européenne, 2020.
- Photovoltaics Report, p.4, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, 2023.
- The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions p.45, p.60, IEA, 2021.
- The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition, The World Bank, 2020.
- Fiche de criticité de l’argent sur Minéralinfo, p.17, BRGM/COMES, Avril 2021.
- SILVER SUPPLY & DEMAND, The Silver Institute, 2022.
- Zhang et al., “Design considerations for multi-terawatt scale (…)” , 2021.