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Payer pour l'énergie solaire
Les wagons qui transportaient autrefois le minerai de fer autour de l'usine tentaculaire de Republic Steel à la périphérie du centre-ville de Buffalo, New York, ont été enfouis lorsque l'entreprise sidérurgique a abandonné l'emplacement en 1984. Ils ont été récemment découverts lorsque les travaux d'excavation ont commencé pour la soi-disant gigafactory à être exploité par SolarCity, le premier fournisseur de panneaux solaires du pays. Maintenant, les voitures rouillées et une dispersion d'autres reliques de l'époque de Republic Steel accueillent les visiteurs sur le chantier de construction, un rappel de la puissance de fabrication passée de la ville et un témoignage du rêve que la plus grande usine de fabrication de panneaux solaires d'Amérique du Nord puisse aider à la faire revivre. .
Choses examinées
SolarCity Gigafactory
Buffle, New York
L'avenir de l'énergie solaire
Initiative énergétique du MIT, mai 2015
Buffalo tente un retour économique alimenté par l'initiative Buffalo Billion de l'État, un plan de réaménagement pluriannuel dirigé par le gouverneur Andrew Cuomo. Le financement comprend le soutien d'un nouveau centre de recherche génomique et d'un centre de technologie de l'information, mais au cœur des ambitions de la ville se trouve l'usine solaire, que New York dépense 750 millions de dollars pour construire et équiper. SolarCity, basé dans la Silicon Valley, le louera, essentiellement gratuitement, et s'est engagé à dépenser 5 milliards de dollars pour ses opérations à Buffalo au cours de la prochaine décennie. Pour Buffalo, il s'agit d'une tentative de réimaginer son avenir autour de la fabrication solaire. Pour SolarCity, cela renforcera sa position en tant que l'une des entreprises solaires les plus agressives et à la croissance la plus rapide du pays.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de septembre 2015
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Le projet de construction de l'immense usine de fabrication intervient à un moment où la demande d'énergie solaire est en plein essor aux États-Unis. En 2008, le pays disposait d'environ 1,1 gigawatts d'énergie photovoltaïque, le type dominant d'énergie solaire ; à la fin de 2014, il avait 18,3 gigawatts. L'année dernière, les propriétaires, les entreprises et les sociétés d'énergie ont ajouté environ 6,2 gigawatts, et ils devraient en installer huit autres cette année. Une grande partie de cela se trouve en Californie, mais l'énergie solaire s'installe dans d'autres États, stimulée par un mélange de crédits d'impôt fédéraux et d'incitations étatiques et locales. Environ un tiers de la capacité de production d'électricité ajoutée l'an dernier aux États-Unis était solaire, juste derrière les centrales au gaz naturel. (Même ainsi, l'énergie solaire fournit encore moins de 1% de l'électricité du pays.)
SolarCity a joué un grand rôle dans l'expansion rapide. En proposant des schémas de financement innovants, il a stimulé une forte demande de panneaux de toit sur les maisons, le secteur du marché solaire qui connaît la croissance la plus rapide. Au lieu d'acheter les panneaux solaires coûteux et de payer pour leur installation, les propriétaires participant à l'une des offres de SolarCity peuvent louer le système pendant 20 ans, moyennant des frais mensuels. Parce qu'elle est propriétaire des panneaux, SolarCity bénéficie du généreux crédit d'impôt fédéral à l'investissement de 30 % pour l'énergie solaire ; le propriétaire est crédité aux tarifs de détail de l'électricité pour tout excédent d'électricité réinjecté dans le réseau. SolarCity n'est toujours pas rentable, mais ses revenus ont doublé de 2012 à 2014, car son programme de location s'est avéré attrayant pour les propriétaires, en particulier dans les endroits où les tarifs d'électricité sont élevés et très ensoleillés, comme la Californie. L'entreprise prévoit d'installer suffisamment de panneaux cette année pour produire un gigawatt d'électricité.
L'usine de SolarCity à Buffalo, vue ici et ci-dessus en mai, devrait être achevée l'année prochaine.
Ce n'est pas un hasard si la capacité de l'usine de Buffalo sera d'un gigawatt lorsqu'elle sera pleinement opérationnelle, ce qui est prévu pour le début de 2017. Jusqu'à présent, l'activité de l'entreprise reposait sur la commercialisation, le financement et l'installation de systèmes solaires. Au lieu de produire des panneaux solaires, elle les achète, principalement auprès de fabricants chinois. L'usine de Buffalo change tout cela. Notre aspiration est de construire beaucoup plus de ces usines au fil du temps, déclare Peter Rive, le directeur de la technologie, qui a fondé SolarCity avec son frère il y a neuf ans (leur cousin Elon Musk est le président de la société). Et bien que Rive affirme que l'entreprise ne veut pas perdre de vue la construction et l'exploitation de l'usine de Buffalo, il ajoute que peu de temps après cela, nous voulons créer la plus grande installation solaire au monde, sans parler de l'ouest Hémisphère. En effet, SolarCity a déclaré plus tôt que son plan est d'ajouter une ou plusieurs usines beaucoup plus grandes avec une capacité de production annuelle d'un ordre de grandeur supérieure à celle de l'installation de Buffalo.
L'entreprise fabriquera un nouveau type de technologie photovoltaïque à Buffalo. Les cellules solaires utilisent du silicium cristallin - le matériau utilisé dans les cellules conventionnelles - avec un film mince d'une autre forme de silicium et une couche d'oxyde semi-conducteur. La conception hybride des cellules solaires, que SolarCity a obtenue lors de l'achat d'une petite entreprise appelée Silevo en 2014, est conçue pour être plus efficace que les cellules au silicium standard pour convertir la lumière du soleil en électricité, ainsi que relativement peu coûteuse à fabriquer. Mais alors que SolarCity exploite une usine de 32 mégawatts à Hangzhou, en Chine, que Silevo a construite pour fabriquer les cellules solaires, l'extension rapide de ces opérations à l'usine beaucoup plus grande de Buffalo sera une prouesse technique.
Même si tout se passe bien, la gigafactory pourrait être confrontée à un marché de l'énergie solaire radicalement différent. Fin 2016, le crédit d'impôt fédéral pour l'énergie solaire devrait passer de 30 % à 10 % pour les entreprises et disparaître complètement pour les consommateurs qui achètent leurs propres panneaux solaires. En rendant l'énergie solaire résidentielle moins abordable, le changement pourrait être dévastateur pour l'industrie. Et cela viendra juste au moment où l'usine de Buffalo augmente sa capacité de fabrication.
Coûts réels
Les craintes quant à ce qui se passera lorsque les allégements fiscaux diminueront sont alimentées par une triste réalité : dans la plupart des endroits et dans la plupart des conditions, l'énergie solaire non subventionnée est encore bien trop chère pour concurrencer les autres sources d'électricité. Et l'énergie solaire sur les toits est particulièrement chère. Les subventions et autres incitations gouvernementales sont la raison pour laquelle le marché solaire est en plein essor. Si les technologies ont été choisies uniquement sur la base de ce qu'il en coûte pour produire de l'électricité, il n'y a pas de marché pour le solaire résidentiel, déclare Severin Borenstein, professeur à la Haas School of Business de l'Université de Californie à Berkeley et expert en économie de l'électricité. Sans incitations gouvernementales pour l'énergie propre comme l'énergie solaire, dit-il, le gaz naturel efface tout le reste.
Supprimez le crédit d'impôt et l'énergie solaire résidentielle restera bien au-dessus de la parité réseau dans tous les États pour les années à venir.
On a beaucoup parlé du fait que l'énergie solaire s'approche de la parité réseau - le point où elle est tout aussi bon marché que l'électricité produite à partir de gaz naturel ou de charbon. Plus récemment, un rapport de la Deutsche Bank a calculé que l'énergie solaire est déjà à parité réseau dans 14 États américains et que presque tous les autres y seront l'année prochaine. Mais cela ne signifie pas qu'il est aussi bon marché de produire de l'énergie solaire que de produire de l'électricité avec du gaz naturel. Le rapport de la Deutsche Bank compare le coût actuel de l'énergie solaire au prix de détail de l'électricité, qui comprend divers frais, notamment les frais de mise à niveau et d'entretien du réseau. C'est une comparaison sensée pour les consommateurs qui décident d'installer ou non de l'énergie solaire. Mais ce n'est pas une véritable comparaison des coûts pour produire réellement de l'électricité. Et cette est la comparaison qui compte pour déterminer le moyen le plus rentable d'introduire plus d'énergie propre et de réduire nos émissions de carbone.
Le coût du module photovoltaïque - le morceau de silicium ou d'autres semi-conducteurs qui convertit la lumière du soleil en électricité - a chuté de manière impressionnante au fil des ans. Un module solaire en silicium vendu 4 dollars le watt en 2008 ; en 2014, il était de 65 cents par watt. Mais il a été plus difficile de réduire les autres dépenses - les soi-disant coûts d'équilibre du système (BOS), qui comprennent le matériel comme les onduleurs qui sont nécessaires pour connecter les panneaux au réseau et, surtout, la main-d'œuvre pour installer le équipement. L'installation de panneaux solaires lourds sur les toits des maisons est particulièrement onéreuse. Dans de telles installations, les coûts du BOS représentent environ 85 % des dépenses totales du système, selon un long rapport du MIT intitulé L'avenir de l'énergie solaire, sorti en mai. Ou comme le dit Robert C. Armstrong, directeur de la MIT Energy Initiative et l'un des auteurs du rapport : Même si vous donnez gratuitement les matériaux [photovoltaïques], vous ne pourriez toujours pas produire de l'électricité aussi bon marché qu'avec le charbon. ou gaz naturel.
Les économistes privilégient une mesure appelée coût actualisé de l'énergie pour comparer différentes sources d'électricité. Le calcul estime les dépenses d'installation d'un système et le coût moyen de production d'électricité sur sa durée de vie. Lorsque les dépenses sont calculées de cette manière, les grandes fermes solaires qui fournissent directement de l'électricité aux services publics constituent le type d'énergie solaire le plus rentable. Selon le rapport du MIT, les centrales solaires du sud de la Californie et du Massachusetts auraient des coûts actualisés de 10,5 cents et 15,8 cents par kilowattheure, respectivement (la Californie reçoit beaucoup plus de soleil, produisant une plus grande production). Pendant ce temps, une nouvelle centrale électrique au gaz naturel peut produire de l'électricité à 6,6 cents par kilowattheure. La comparaison pour l'énergie solaire résidentielle est encore plus décourageante : une maison du Massachusetts produit de l'énergie solaire à 28,7 cents par kilowattheure, et une en Californie du Sud la produit à 19,2 cents, selon le rapport du MIT.
C'est sans subventions gouvernementales. Avec les incitations d'aujourd'hui, y compris le crédit d'impôt, les chiffres deviennent beaucoup plus favorables à l'énergie solaire, même si elle reste généralement plus chère que la production d'électricité avec des centrales au gaz.
Stefan Reichelstein, professeur à l'école de commerce de l'Université de Stanford et directeur du Steyer-Taylor Center for Energy Policy and Finance, et ses collègues ont examiné comment la modification du crédit d'impôt en particulier affectera l'économie solaire. Ils ont constaté que même sans le crédit d'impôt, les grandes fermes solaires pourraient être compétitives avec les centrales au gaz naturel d'ici 2025 dans des États comme la Californie. Mais l'histoire est très différente pour l'électricité résidentielle. Avec un crédit de 30 %, une installation solaire résidentielle produit de l'électricité à un prix inférieur au prix de l'électricité au détail en Californie (les tarifs d'électricité de l'État sont bien plus élevés que la moyenne nationale). Il en va de même dans d'autres États ensoleillés comme le Colorado et la Caroline du Nord, mais pas dans un État comme le New Jersey. Mais laissez tomber le crédit à 10 % et aucun État n'est à parité réseau. Supprimez complètement le crédit d'impôt et, même en supposant une diminution continue du coût des cellules solaires et de l'installation, l'énergie solaire résidentielle reste bien au-dessus de la parité réseau dans tous les États pendant de nombreuses années à venir.
Pas de jours de neige
Nous aurons probablement besoin de grandes quantités d'énergie solaire si nous voulons éviter les effets les plus désastreux du changement climatique. Armstrong du MIT, pour sa part, calcule qu'environ 50 % de l'électricité mondiale devra provenir de l'énergie solaire d'ici 2050, nécessitant environ 12,5 térawatts de capacité photovoltaïque. Nous avons à peine commencé la transformation difficile et coûteuse. À terme, il faudra des matériaux solaires considérablement améliorés et de meilleures options de stockage telles que les batteries, ainsi qu'un prix réaliste sur les émissions de carbone. Mais en attendant, nous avons besoin de politiques plus efficaces pour contribuer à faire de l'énergie solaire un contributeur significatif à notre approvisionnement en électricité. Comme le dit Armstrong, l'argent n'est pas infini. Nous devons obtenir autant d'énergie solaire que possible pour l'argent.
Le fait que le boom de l'énergie solaire dépende des subventions gouvernementales ne signifie pas que de telles incitations doivent cesser. Au contraire, cela montre à quel point ils sont importants pour atteindre l'objectif auquel la société se soucie : une réduction globale des émissions de dioxyde de carbone au coût le plus bas possible. Mais ils doivent être soigneusement conçus pour être aussi équitables que possible. Cela signifie, dit Borenstein, que les subventions ne doivent pas favoriser les versions inefficaces des technologies d'énergie propre, telles que l'énergie solaire sur les toits, par rapport aux centrales à grande échelle. Nous devons retirer notre pouce de la balance, dit-il.
Un danger plus large est que les incitations à l'énergie solaire en général seront de plus en plus perçues comme injustes ou trop coûteuses.
Prenez la pratique de la facturation nette, la politique dans la plupart des États qui permet effectivement aux résidents de revendre l'énergie solaire au réseau au prix de détail de l'électricité. Presque toutes les maisons équipées de panneaux solaires sur le toit sont connectées au réseau, une nécessité compte tenu de la nature intermittente de l'énergie solaire. Ces propriétaires utilisent essentiellement le réseau pour le stockage et la sauvegarde de l'énergie, et ils récoltent une petite aubaine du prix de détail élevé de l'électricité dans de nombreux États, dont la Californie et New York. Les défenseurs de l'énergie solaire soutiennent que ces installations ajoutent de l'énergie au réseau, aident à compenser la demande pendant la journée et offrent d'autres avantages qui stabilisent le réseau. Pourtant, dit Borenstein, la facturation nette est clairement une subvention qui favorise ceux qui disposent de l'énergie solaire résidentielle et augmente les coûts d'exploitation du réseau - des dépenses payées par d'autres utilisateurs.
Le résultat a été un débat controversé dans de nombreuses communautés et États sur la fixation de limites sur la quantité d'énergie solaire éligible à la facturation nette. Un danger plus large est que les incitations à l'énergie solaire en général seront de plus en plus perçues comme injustes ou trop coûteuses à un moment où il n'est clairement pas encore prêt à rivaliser sans subventions. Même ceux qui critiquent le méli-mélo d'incitations étatiques et fédérales existantes pour l'énergie solaire, comme Borenstein et Armstrong, ne sont pas impatients de voir le crédit d'impôt changer soudainement l'année prochaine. La désactivation brutale du crédit pourrait nuire à l'industrie [solaire], dit Armstrong. Et ce serait dommage.
En effet, le changement de politique fiscale sera un test critique de la dépendance de l'industrie solaire aux subventions. Rive de SolarCity pense que cela entraînera une stagnation du marché pendant quelques années. Il reconnaît que SolarCity ne sera plus en mesure de rivaliser dans plusieurs États qui ont des tarifs d'électricité bas. Mais il prédit que son entreprise ira bien compte tenu de ses produits relativement peu coûteux. Et il suggère que la gigafactory de Buffalo pourrait fournir un fort avantage concurrentiel.
SolarCity s'attend à ce que les panneaux solaires construits à l'usine soient capables de convertir 22 à 23 % de la lumière solaire qui les frappe en électricité, contre environ 15 à 16 % pour la technologie conventionnelle au silicium. Cela signifie que les propriétaires pourraient installer moins de panneaux pour produire la même quantité d'électricité, ou ils pourraient installer le même nombre de panneaux et produire plus d'électricité. Quoi qu'il en soit, cela pourrait aider à maintenir la compétitivité de l'entreprise.
La nouvelle technologie pourrait également être très importante pour Buffalo. Dans l'ensemble, la gigafactory devrait créer 3 000 emplois dans la ville, la moitié dans l'usine et 1 500 autres chez les sous-traitants et les fournisseurs. SolarCity s'est également engagé à employer 2 000 travailleurs dans l'État au cours des cinq prochaines années pour la vente et l'installation de ses panneaux solaires. Il ne s'agit pas exactement de recréer les emplois de l'industrie sidérurgique qui dominaient autrefois la région, mais c'est un début. (Lorsque Republic Steel a fermé ses portes en 1984, elle comptait 2 500 travailleurs, bien que Bethlehem Steel, à quelques kilomètres de là, à Lackawanna, en ait beaucoup plus.)
En tant que l'une des villes les plus nuageuses des États-Unis, Buffalo n'est pas une région particulièrement attrayante pour l'énergie solaire. Au contraire, SolarCity y fait ses débuts de fabrication en raison des généreuses incitations de l'État et de l'infrastructure et de l'expérience industrielles de la ville. Ironiquement, Buffalo offre un autre énorme avantage : le tarif de l'électricité pour les fabricants n'est en moyenne que de 4,79 cents par kilowattheure, ce qui est possible grâce à l'énergie hydroélectrique bon marché générée à partir des chutes du Niagara. Si l'entreprise veut faire la transition d'une entreprise de services solaires à un fabricant jouant un rôle important dans l'économie du pays, Buffalo est un bon endroit pour être.
Plus tôt cet été, des centaines de personnes du milieu des affaires local ont rempli un hôtel du centre-ville pour entendre SolarCity décrire ses plans et se renseigner sur les possibilités de fournir des services à la gigafactory. Il s'agissait de la première réunion formelle entre les dirigeants de SolarCity, avec leur enthousiasme et leur ambition sans bornes dans la Silicon Valley, et de nombreux chefs d'entreprise d'une ville industrielle qui a souffert pendant des décennies de déceptions économiques. SolarCity produira 10 000 panneaux par jour à l'usine, a déclaré l'un de ses dirigeants au public, et le faire tomber en raison des conditions météorologiques n'est pas une option. (Nul doute que l'affirmation a fait que beaucoup se souviennent que sept mois plus tôt sept pieds de neige étaient tombés en quelques jours, paralysant la ville.)
Buffalo, autrefois la huitième plus grande ville des États-Unis, s'enorgueillit d'une récente renaissance économique. Le centre-ville et un front de mer rénové grouillent d'activité et sont parsemés de projets de construction. Mais ce renouveau est largement soutenu par les investissements de l'Etat. Et le succès de SolarCity, lui-même un énorme bénéficiaire du financement de l'État, pourrait être essentiel pour déterminer l'avenir économique de la ville. Ce sera également un test déterminant pour le rôle que les incitations gouvernementales joueront dans la poursuite de l'expansion de l'énergie solaire.