La pollution des centrales au charbon efface discrètement une partie des gains solaires mondiaux

La pollution réduit la production solaire à l’échelle mondiale

Les centrales électriques au charbon ne font pas que prolonger la durée de vie des systèmes électriques fondés sur les combustibles fossiles. De nouvelles recherches indiquent qu’elles nuisent aussi aux performances des installations solaires censées les remplacer. Dans une étude publiée dans Nature Sustainability, des chercheurs dirigés par l’Université d’Oxford et l’University College London ont cartographié plus de 140 000 sites solaires photovoltaïques dans le monde et ont croisé ces informations avec des données de pollution atmosphérique afin d’estimer quelle quantité d’électricité est perdue avant même que la lumière du soleil n’atteigne les panneaux.

La réponse n’est pas négligeable. L’équipe a constaté que les aérosols, ces minuscules particules en suspension dans l’air provenant notamment de la combustion du charbon, ont réduit la production mondiale d’électricité solaire de 5,8 % en 2023. Cela représente 111 térawattheures de production perdue, soit à peu près l’équivalent de la production annuelle de 18 centrales au charbon de taille moyenne. À l’heure où les gouvernements mesurent les progrès en gigawatts de nouvelles capacités renouvelables, l’étude soutient que l’atmosphère elle-même est devenue un goulot d’étranglement largement ignoré.

Une pénalité cachée pour l’expansion des renouvelables

L’implication la plus importante n’est pas seulement que certains projets solaires sous-performent. C’est que les émissions de combustibles fossiles peuvent réduire directement la productivité des systèmes d’énergie propre ajoutés en parallèle. Entre 2017 et 2023, les nouvelles installations photovoltaïques ont ajouté en moyenne 246,6 térawattheures d’électricité par an. Sur la même période, les pertes liées aux aérosols dans les systèmes existants ont atteint 74 térawattheures par an, soit près d’un tiers de ces gains.

Ce résultat reconfigure la relation entre les systèmes électriques hérités et les systèmes émergents. Les centrales au charbon n’émettent pas seulement des gaz à effet de serre qui aggravent le changement climatique sur plusieurs décennies. Leur pollution peut aussi réduire immédiatement la production des panneaux solaires dans les régions voisines et plus loin sous le vent. En pratique, chaque unité d’électricité produite au charbon peut entraîner un coût supplémentaire en diminuant la performance de l’infrastructure même destinée à la remplacer.

Pourquoi le charbon se distingue

Pour identifier quelles sources de pollution étaient responsables des pertes, les chercheurs ont retracé l’origine des aérosols et ont constaté que la production d’électricité au charbon en était un contributeur majeur. L’effet est particulièrement visible là où le charbon et le solaire se sont développés en parallèle. La Chine a été mise en avant comme un exemple clair, la croissance à grande échelle de ces deux systèmes créant des conditions où une source d’énergie affaiblit concrètement l’autre.

Le premier auteur, Rui Song, a déclaré que l’expansion rapide des énergies renouvelables a rendu cette interaction plus déterminante que ne le supposent beaucoup de modèles de planification. Si les émissions modifient l’environnement radiatif, alors la capacité nominale d’un déploiement solaire peut exagérer sa contribution réelle. La question n’est pas de savoir si le solaire fonctionne, mais quelle part de sa production théorique est discrètement déduite par l’air pollué.

Ce que les chercheurs ont fait différemment

L’étude se distingue parce qu’elle ne repose pas uniquement sur des cas locaux. En utilisant les observations satellites pour repérer les actifs solaires dans le monde entier, puis en combinant ces observations avec des données atmosphériques, les auteurs ont produit une estimation large de la manière dont la pollution affecte la production d’électricité selon les régions et dans le temps. Cette échelle est importante. Elle suggère qu’il ne s’agit pas d’un problème d’ingénierie limité à quelques couloirs urbains pollués, mais d’un enjeu systémique pertinent pour la planification mondiale de la décarbonation.

Pour les investisseurs, les opérateurs de réseau et les décideurs publics, cela signifie que l’écart entre la production solaire attendue et celle réellement livrée ne s’explique pas toujours par la qualité des panneaux, la maintenance ou la variabilité météorologique. La qualité de l’air doit elle aussi entrer dans le calcul. Si les planificateurs ignorent les effets des aérosols, ils risquent de surestimer la production renouvelable et de sous-estimer les bénéfices d’un arrêt prioritaire des moyens de production les plus polluants.

Ce que cela signifie pour la politique énergétique

La recherche aboutit à une conclusion simple mais politiquement importante : assainir l’air peut améliorer presque immédiatement l’économie du solaire. Mettre à la retraite les centrales au charbon, renforcer les contrôles des émissions et réduire la pollution particulaire pourrait augmenter la production des parcs solaires existants sans construire un seul panneau supplémentaire. En ce sens, la lutte contre la pollution devient à la fois une stratégie d’efficacité des renouvelables et une mesure de santé publique.

L’article suggère aussi que l’ordre des étapes compte dans la transition énergétique. Là où les gouvernements ajoutent du solaire tout en laissant le charbon fortement utilisé, une partie du bénéfice est récupérée par les interférences atmosphériques. Une sortie plus rapide du charbon produirait donc un double dividende, en réduisant les émissions tout en améliorant la productivité des infrastructures bas carbone déjà en place.

Il y a aussi une leçon stratégique plus large. La transition vers l’énergie propre est souvent présentée comme une course à l’installation de davantage de capacités. Cette étude soutient que protéger la performance de ces capacités est tout aussi important. Un mégawatt de solaire n’a pas la même valeur dans tous les environnements atmosphériques, et la pollution peut constituer une taxe directe sur la production renouvelable.

Alors que les pays poursuivent en même temps l’électrification, la croissance industrielle et la baisse des émissions, le message de cette recherche est remarquablement concret : la voie de sortie du charbon ne concerne pas seulement la stabilité climatique future. Elle peut aussi améliorer dès maintenant la production de l’infrastructure solaire d’aujourd’hui.

Cet article s’appuie sur un reportage de Phys.org. Lire l’article original.