Pour améliorer les technologies solaires et autres énergies propres, regardez au-delà du matériel

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Pour continuer à réduire les coûts de l'énergie solaire et d'autres technologies d'énergie propre, les scientifiques et les ingénieurs devront probablement se concentrer, au moins en partie, sur l'amélioration des fonctionnalités technologiques qui ne sont pas basées sur le matériel, selon les chercheurs du MIT. Ils décrivent cette découverte et les mécanismes qui la sous-tendent aujourd'hui dans Nature Energy.

Alors que le coût d'installation d'un système d'énergie solaire a chuté de plus de 99 pour cent depuis 1980, cette nouvelle analyse montre que les caractéristiques des « technologies douces », telles que les pratiques codifiées en matière d'autorisation, les techniques de gestion de la chaîne d'approvisionnement et les processus de conception du système qui entrent dans le déploiement une centrale solaire, n’a contribué qu’à hauteur de 10 à 15 pour cent à la baisse totale des coûts. Les améliorations apportées aux fonctionnalités matérielles se taillent la part du lion.

Mais comme les technologies douces dominent de plus en plus les coûts totaux d'installation des systèmes d'énergie solaire, cette tendance menace de ralentir les économies de coûts futures et d'entraver la transition mondiale vers une énergie propre, explique l'auteur principal de l'étude, Jessika Trancik, professeur à l'Institute for Data du MIT. Systèmes et société (IDSS).

Les co-auteurs de Trancik incluent l'auteur principal Magdalena M. Klemun, ancienne étudiante diplômée et postdoctorante de l'IDSS qui est maintenant professeur adjoint à l'Université des sciences et technologies de Hong Kong ; Goksin Kavlak, ancien étudiant diplômé et postdoctorant de l'IDSS qui est maintenant associé au Brattle Group ; et James McNerney, ancien postdoctorant IDSS et maintenant chercheur principal à la Harvard Kennedy School.

L'équipe a créé un modèle quantitatif pour analyser l'évolution des coûts des systèmes d'énergie solaire, qui capture les contributions des fonctionnalités technologiques matérielles et des fonctionnalités technologiques logicielles.

Le cadre montre que la technologie logicielle ne s'est pas beaucoup améliorée au fil du temps et que les fonctionnalités de la technologie logicielle ont encore moins contribué à la baisse globale des coûts que prévu.

Leurs résultats indiquent que pour inverser cette tendance et accélérer la baisse des coûts, les ingénieurs pourraient dans un premier temps envisager de rendre les systèmes d’énergie solaire moins dépendants des technologies douces, ou bien s’attaquer directement au problème en améliorant les processus de déploiement inefficaces.

« Il est essentiel de bien comprendre où se situent les efficacités et les inefficacités, et comment remédier à ces inefficacités, pour soutenir la transition énergétique propre. Nous investissons énormément de dollars publics dans ce domaine, et les technologies douces seront absolument essentielles pour que ces fonds comptent », déclare Trancik.

« Cependant, ajoute Klemun, nous n'avons pas réfléchi à la conception de technologies douces de manière aussi systématique que pour le matériel. Cela doit changer.

La dure vérité sur les coûts accessoires

Les chercheurs ont observé que les « coûts indirects » liés à la construction d’une centrale solaire – les coûts de conception et d’installation de la centrale – représentent désormais une part beaucoup plus importante des coûts totaux. En fait, la part des coûts accessoires varie désormais généralement entre 35 et 64 pour cent.

« Nous voulions examiner de plus près d'où venaient ces coûts accessoires et pourquoi ils ne diminuaient pas aussi rapidement que les coûts matériels », explique Trancik.

Dans le passé, les scientifiques ont modélisé l'évolution des coûts de l'énergie solaire en divisant les coûts totaux en composants additifs (composants matériels et composants non matériels), puis en suivant l'évolution de ces composants au fil du temps.

« Mais si vous voulez vraiment comprendre d’où viennent ces taux de changement, vous devez aller plus loin pour examiner les caractéristiques technologiques. Ensuite, les choses se sont déroulées différemment », explique Trancik.