Quand le charbon sabote le solaire : 111 TWh perdus en 2023

Une étude conjointe de l’Université d’Oxford et de l’University College London, publiée le 15 mai dans Nature Sustainability, révèle que les aérosols émis par les centrales à charbon amputent la production photovoltaïque mondiale de 5,8 %. L’analyse, menée sur plus de 140 000 installations, chiffre à 111 térawattheures l’électricité solaire perdue l’an dernier, soit l’équivalent de la production de 18 centrales à charbon de taille moyenne.

Les particules fines crachées par les cheminées des centrales à charbon ne se contentent pas d’encrasser les poumons. Elles interceptent aussi la lumière avant qu’elle n’atteigne les panneaux photovoltaïques, grevant lourdement le rendement des installations solaires. C’est la conclusion d’une vaste étude menée par l’Université d’Oxford et l’University College London (UCL), publiée dans Nature Sustainability. En croisant imagerie satellitaire, données atmosphériques et modèles d’apprentissage automatique, les chercheurs ont cartographié et évalué plus de 140 000 sites solaires à travers la planète.

Le constat est sans appel : les aérosols atmosphériques ont réduit la production mondiale d’électricité solaire de 5,8 % en 2023. Un manque à gagner de 111 térawattheures (TWh), équivalant à la génération annuelle de 18 centrales à charbon de taille moyenne. Plus préoccupant encore, entre 2017 et 2023, les pertes imputables aux aérosols sur le parc existant ont atteint 74 TWh par an, soit près du tiers des 246,6 TWh ajoutés annuellement par les nouvelles capacités photovoltaïques.

Une friction inattendue entre fossiles et renouvelables

L’étude met en lumière une interaction jusqu’ici peu documentée : les émissions issues de la combustion du charbon altèrent l’environnement radiatif local, dégradant directement les performances des panneaux solaires situés à proximité. « Nous assistons à une expansion mondiale rapide des énergies renouvelables, mais l’efficacité de cette transition est inférieure à ce que l’on suppose souvent », observe le Dr Rui Song, auteur principal, rattaché au département de physique d’Oxford et au Mullard Space Science Laboratory de l’UCL. « Alors que le charbon et le solaire se développent en parallèle, les émissions compromettent directement les performances de la production solaire. »

Les chercheurs ont tracé l’origine des aérosols incriminés. Résultat : les centrales thermiques au charbon figurent parmi les contributeurs les plus lourds. Les régions où la capacité charbonnière est élevée coïncident étroitement avec les zones subissant les plus fortes dégradations du rayonnement utile aux panneaux.

La Chine, double visage de la transition

Premier producteur solaire mondial avec 793,5 TWh générés en 2023 (41,5 % du total planétaire), la Chine subit aussi les pertes les plus massives : une réduction de production de 7,7 %. Environ 29 % des pertes solaires chinoises liées aux aérosols proviennent spécifiquement des centrales à charbon, souvent co-implantées avec les fermes photovoltaïques. Les particules émises dispersent et absorbent la lumière solaire, amputant d’autant le flux qui parvient aux modules.

Pourtant, la Chine constitue l’unique grande région affichant une amélioration durable. Les pertes y ont reculé en moyenne de 0,96 TWh par an (soit −1,4 % annuel) entre 2013 et 2023. Un progrès attribué par les auteurs au durcissement des normes d’émission et au déploiement de technologies de contrôle avancées sur les centrales, plutôt qu’à un recul effectif de la capacité charbonnière.

Le Dr Song tempère d’ailleurs l’optimisme : « La pollution de l’air ne bloque pas seulement la lumière du soleil, elle modifie également les nuages, ce qui peut réduire encore davantage l’énergie solaire. L’impact réel est probablement plus large que ce que nous avons mesuré, donc nous surestimons peut-être la contribution de l’énergie solaire à la réduction des émissions si nous ne maîtrisons pas la pollution provenant du charbon. »

Des politiques à recalibrer

Le professeur Jan-Peter Muller (Mullard Space Science Laboratory, UCL), auteur correspondant, souligne l’apport des nouvelles technologies d’observation : « L’imagerie satellitaire mondiale nous a permis de cartographier l’essor de l’énergie solaire non polluante et bon marché pendant les heures de jour. Dans un avenir proche, nous pourrons observer les impacts des particules de poussière et de fumée en temps réel toutes les 10 minutes grâce aux satellites géostationnaires couvrant la planète. »

Pour le Dr Chenchen Huang (Université de Bath), co-auteur, les implications sont claires : « Nos résultats envoient un avertissement aux Objectifs de développement durable : négliger les pertes d’énergie solaire induites par la pollution peut conduire à une surestimation systématique de la production d’énergie renouvelable par les gouvernements, les entreprises et la communauté. Pour rester sur la bonne voie, les politiques doivent tenir compte de ce frein caché et réorienter les subventions aux combustibles fossiles loin du charbon. »

Le professeur Myles Allen (Oxford), non impliqué dans l’étude, abonde : « Tous les scénarios qui respectent les objectifs de l’Accord de Paris montrent une transition rapide vers l’abandon du charbon non atténué, ce qui ne se produit pas. La raison en est que l’énergie au charbon reste remarquablement bon marché – comme cette étude le montre, c’est parce que les coûts réels sont cachés. » Une externalité négative de plus à inscrire au passif du charbon, dont le coût se mesure désormais aussi en kilowattheures solaires perdus.

Article : « Coal plants persist as a large barrier to the global solar energy transition » – DOI : 10.1038/s41893-026-01836-5

Source : UCL