La nécessité de réduire les émissions de carbone stimule grandement la demande en énergie solaire, au Québec et à travers le monde. L'Amérique du Nord compte plus de 80 GW de panneaux solaires installés et pourrait voir ce chiffre passer à plus de 400 GW d'ici 2030 (source: Association des industries de l'énergie solaire).

Alors que la croissance rapide et la demande continue pour le PV et les batteries lithium-ion sont une bonne nouvelle au niveau de l’empreinte carbone mondiale (et au niveau des coûts, qui ont chuté rapidement), elles ont suscité des préoccupations environnementales à l'échelle mondiale. On a déjà abordé le sujet dans cet article sur l'empreinte carbone des panneaux solaires. Ce dont on a très peu entendu parler, c’est du volume exponentiel des modules PV en fin de vie. Il s'agit d'un problème imminent qui pourrait nuire à la réputation du secteur.

Car si le Solar Energy Industries Association (SEIA) mentionne que moins de 1 % des panneaux solaires en fin de vie est éliminé chaque année, c’est qu’ils n’ont pour la très grande majorité pas encore atteint leur fin de vie (un panneau a une durée de vie entre 25 et 30 ans). Mais les modules photovoltaïques pourraient représenter plus de 10 % du tonnage mondial des déchets électroniques d'ici 2050, soit entre 60 et 78 millions de tonnes métriques... Ce qui pourrait causer des ravages dans les écosystèmes et les communautés.

Recycler les panneaux est primordial car ils constituent un déchet important
Les modules photovoltaiques pourraient représenter 10 % des volumes de déchets électroniques mondiaux électriques d'ici 2050, les recycler est donc très important! © Erik Szewczyk, freelearner.com

Sous peu, il faudra donc trouver un moyen de recycler efficacement de nombreux panneaux PV et leurs composantes, car l’industrie solaire ne peut prétendre être une source d’énergie propre si elle laisse derrière elle des déchets potentiellement toxiques (par exemple le plomb et d'autre métaux lourds, particulièrement s'ils rentrent dans la nappe d'eau ou en contact avec l'humain). Pourtant, les solutions pour prendre en main la fin de vie des panneaux photovoltaïques existent, et les avantages sont nombreux…

Processus de recyclage des panneaux solaires photovoltaïques

Le marché actuel est dominé en majeure partie par deux types de panneaux photovoltaïques: ceux avec des modules en silicium-cristallin, et les panneaux avec modules à couche mince. Les modules silicium-cristallin sont les plus répandus, représentant 90 à 95 % de la production mondiale. Ces derniers utilisent généralement un mélange de matériaux composé de verre (76 %), de polymère (10 %), d'aluminium (8 %), de silicium (5 %) et de cuivre (1 %).

La très grande majorité (entre 95 et 99 %) de ces composants peuvent être recyclés. Le recyclage du verre est déjà une industrie bien établie, tout comme celle de l’aluminium et du cuivre, ainsi que celle du plastique, même si elle connait des complications ces dernières années. Tout l'enjeu de la revalorisation des matières premières se situe au niveau de la rentabilité : alors que les filières de l'aluminium, et du cuivre, ainsi que dans une moindre mesure, celle du verre, ont démontré une viabilité économique, le recyclage du plastique reste partiellement problèmatique.

Ensuite, les composants comme les onduleurs, les rayonnages et les batteries peuvent également être recyclés, avec les déchets électroniques ou les déchets métalliques similaires. Les batteries peuvent, quant à elle, être traitées dans le cadre des programmes existants de recyclage des batteries.

Par contre, les panneaux PV contiennent des traces de métaux toxiques comme l’argent, le plomb, le cadmium, l’étain, plus difficiles à recycler. S'ils ne représentent qu’une très faible quantité de matériaux dans les panneaux PV (moins de 0,1 %), leur fin de vie représente un vrai enjeu.

Autre enjeu de taille : les panneaux n’étant pas fabriqués pour pouvoir être désassemblés, une infime partie en est récupérée en Amérique du Nord. Que devient donc la grande majorité des panneaux solaires photovoltaïques en fin de vie ? Elle est envoyée dans les sites d’enfouissement.

Pourtant, la filière de recyclage des panneaux PV offre des opportunités qui pourraient être déterminantes pour son développement.

Avantages de la récupération des panneaux solaires en fin de vie

La stabilité accrue de la chaîne d'approvisionnement, la réduction des impacts négatifs sur l'environnement et des coûts, les opportunités nouvelles et élargies de marché, l’image « verte » et les emplois sont quelques exemples des avantages à développer cette filière. Le recyclage des modules PV permet de récupérer des matériaux de grande valeur (par exemple, le silicium, l'indium, l'argent, le tellure, le cuivre) pour les utiliser dans la fabrication de nouveaux panneaux ou pour les vendre sur les marchés de produits de base.

Recyclage des panneaux solaires :une infime partie est récupérée en Amérique du Nord.
Recycler les panneaux solaires photovoltaiques en fin de vie en Amérique du Nord est encore peu commun.  © PV Cycle

Et en détournant les panneaux solaires des décharges vers le recyclage, on économise de l'espace dans les décharges, on limite la pollution potentielle des sols et nappes phréatiques, ainsi que les émissions de gaz à effet de serre, en plus de récupérer la valeur des matières premières. La voie du recyclage réduit donc largement les impacts environnementaux et la pression sur la chaîne d’approvisionnement, tout en atténuant les contraintes liées aux ressources – extraction, transport, raffinage des matériaux vierges, fabrication de nouveaux modules PV, etc. (Curtis et al. 2021b).

Compte tenu de l'augmentation de la demande pour les panneaux PV, le recyclage sera par ailleurs une composante importante de l'approvisionnement des matériaux dans les prochaines années.

Quels seront les défis à relever pour cela ?

Problèmes liés au recyclage des panneaux solaires PV

S’il y a de nombreux avantages à recycler les panneaux PV, on accuse toutefois un manque de recherches et d'informations, accessibles aux manufacturiers, recycleurs potentiels et utilisateurs du continent américain quant au recyclage des modules.

Ensuite, le coût du recyclage de ce produit tend à être prohibitif, alors que de nombreux sites d'enfouissement facturent un coût minimal par tonnage, voire aucun coût, pour l'élimination. Selon Garvin Heath, scientifique principal au National Renewable Energy Laboratory, le recyclage d'un panneau coûte actuellement 20 à 30 $, contre 1 à 2 $ pour l'envoyer dans une décharge. C’est ce qui expliquerait que le recyclage des PV aux États-Unis ne soit pas optimisé pour une récupération rentable, et qu’il n’y ait tout simplement pas d'installations de traitement au Canada.

Surtout, il n’existe ni loi ou incitatif financier en Amérique pour la gestion des panneaux PV en fin de vie et la récupération des ressources, ce qui n'incite pas au recyclage, surtout lorsque l'accessibilité de l'élimination est plus simple et économique. En Europe, la législation sur la gestion des déchets a été modifiée pour inclure les modules photovoltaïques en 2012, ce qui oblige les entreprises du secteur photovoltaïque à collecter et à recycler leurs produits en fin de vie et à garantir l'avenir financier de la gestion des déchets photovoltaïques.

 ni loi ou incitatif financier pour recycler des panneaux PV en fin de vie
Il n’existe ni loi ni incitatif financier en Amérique pour encourager le recyclage des panneaux solaires PV en fin de vie © Bigstock

Selon les experts, la seule solution est un effort agressif et coordonné pour établir des réglementations gouvernementales et mettre en place des investissements dans le secteur privé qui permettent le recyclage des technologies d'énergie propre à grande échelle. 

Des recherches et des analyses financées par le gouvernement sont ainsi nécessaires pour étudier la valeur et les marchés des matériaux récupérés, les besoins en matière de technologie et d'infrastructure de recyclage des modules, les exigences et responsabilités en matière de permis, et les coûts globaux associés au recyclage des modules PV.

Quels moteurs pour faciliter le recyclage des panneaux PV ?

En plus de la récupération de matériaux précieux que le recyclage des panneaux PV permet, les économies de coûts, l'augmentation des profits et l'amélioration de la compétitivité semblent être les principaux des moteurs au développement de ce secteur : les fabricants pourraient réduire leurs coûts en recyclant et en réutilisant les matériaux récupérés des modules PV, les déchets de fabrication et les retours de garantie.

Des revenus peuvent également être générés via la vente de matériaux récupérés sur les marchés de produits de base. De fait, l’Environmental Protection Agency (EPA) estime que d'ici 2030, la valeur cumulée des matières premières récupérables des panneaux en fin de vie dans le monde sera d'environ 450 millions de dollars, ce qui équivaut au coût des matières premières actuellement nécessaires pour produire environ 60 millions de nouveaux panneaux.

La gestion en fin de vie des panneaux solaires : un sujet qui ne semble pas faire écho au Québec

Alors qu’une réglementation existe à plusieurs endroits de par le monde, comme en Europe et au Japon par exemple, aucune loi ou réglementation fédérale ne traite expressément de la récupération des modules PV par recyclage aux États-Unis et au Canada. Certains États voisins du sud ont tout de même mis en place des systèmes pour faciliter le recyclage des panneaux PV, sous le National Recycling Program de la SEIA, ce qui permet à quelques entreprises de recyclage canadiennes d’expédier les panneaux collectés via quelques centres vers ces installations de recyclage. Par conséquent, le recyclage est généralement mis de côté au Québec et remplacé par des options d'élimination, moins coûteuses et plus accessibles.

 aucune loi ou réglementation fédérale pour la récupération ou le recyclage des modules PV
Aucune loi ou réglementation fédérale ne traite expressément de la récupération des modules PV par recyclage aux États-Unis et au Canada © Bill Mead, Unsplash

En l’absence d'une politique de recyclage PV convaincante, les Nord-Américains risquent d'envoyer des millions de modules solaires et des tonnes de produits potentiellement toxiques à la décharge dans les années à venir. Interdire l'élimination ou augmenter les coûts liés à la mise en décharge des technologies d'énergie propre, inciter les fabricants à fournir des étiquettes de modules PV indiquant les concentrations de matières à potentiel toxique et réduire le fardeau réglementaire, représentent des solutions pour stimuler les opportunités de recyclage des modules PV dans la province, rendant l'économie du recyclage plus compétitive par rapport à l'élimination.

Élargir la responsabilité du producteur, ce qui rendrait les fabricants de futurs déchets responsables de leur élimination au nom de leurs clients, pourrait également être très utile en matière de recyclage. Dans tous les cas, il faut miser sur l’économie circulaire des énergies renouvelables dès aujourd’hui.  

Quelle entreprise de recyclage de panneaux solaires au Québec ?

Malheureusement, nous ne connaissons pas de compagnies qui recyclent les panneaux PV au Québec. Mais restez à l’affût, la demande augmentant rapidement, nous espèrons que la filière naîtra sous peu…

Vous en savez maintenant plus sur le recyclage des panneaux solaires photovoltaïques et son importance à court terme. Trouvez plus d'information sur les panneaux solaires PV dans les articles ci-dessous et dans notre guide de la construction écologique

Trouvez des professionnels et des produits ainsi que des projets de maisons écologiques exemplaires dans notre répertoire de l'habitation durable.

 SOURCES

  • Solar panel recycling in the US — a looming issue that could harm industry growth and reputation, PV Magazine, 2020
  • The State of Solar Panel Recycling in North America, Resources Energy Bin, 2021
  • Solar Panel Recycling, EPA, 2022
  • Les défis des emplois verts de l’industrie du photovoltaïque au Québec, Bouchra Bakhiyi Joseph Zayed, IRSST, 2014
  • Solar Photovoltaic Module Recycling: A Survey of U.S. Policies and Initiatives, National Renewable Energy Laboratory (NREL), 2021
  • Why we need to recycle clean energy technologies — and how to do it, Canary Media, 2022