Chaînes de valeur des minéraux critiques – Modules photovoltaïques (PV) solaires
Les modules PV solaires, aussi appelés panneaux solaires, sont essentiels à une économie propre et numérique. Le développement de modules PV solaires repose sur l’approvisionnement accru de minéraux critiques provenant de sources responsables, ce qui fait de cette chaîne de valeur une priorité dans le cadre de la Stratégie canadienne sur les minéraux critiques.
Pourquoi les modules PV solaires sont-ils importants pour le Canada?
L’énergie solaire est une source de pouvoir renouvelable et illimitée. Comme elle peut produire de l’électricité sans émettre de gaz à effet de serre pendant le fonctionnement, elle occupe une part croissante du bouquet énergétique du Canada alors que nous nous dirigeons vers un avenir carboneutre.
Selon la Régie de l’énergie du Canada, la production d’énergie solaire au Canada devrait passer de 2,5 térawattheures (TWh) en 2021 à 50 TWh d’ici 2050. Les petites installations de panneaux solaires sur les maisons et les bâtiments, tout comme les grands réseaux à grande échelle, devraient devenir plus courantes. Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), la capacité solaire installée triplera à l’échelle mondiale entre 2022 et 2027. La croissance prévue de la demande de panneaux solaires au Canada et dans le monde représente une occasion importante pour le développement industriel national.
Comprendre la chaîne de valeur des modules PV solaires
Les modules faits de silicium cristallin (c-Si) sont le type de panneau solaire le plus populaire, représentant 95 % du marché mondial. Le processus de la chaîne d’approvisionnement en c-Si comprend :
- la lamination entre des matériaux d’encapsulation faits de polymère, du verre et des matériaux de plaque de fond placés dans un cadre en aluminium;
- le câblage et l’assemblage à l’aide de cuivre et de bismuth.
Le cuivre et le bismuth, ainsi que l’aluminium, sont identifiés comme des minéraux critiques au Canada.
Les couches minces et autres technologies solaires moins utilisées représentent les 5 % restants du marché mondial. Les technologies à base de tellurure de cadmium (CdTe) sont les plus populaires de ces technologies alternatives. Le processus de la chaîne d’approvisionnement en CdTe se définit comme suit :
- l’affinage du cadmium et du tellure en poudres de haute pureté;
- leur dépôt sur des feuilles de verre;
- le traçage au laser des cellules;
- l’encapsulation des cellules.
Le tellure est identifié comme un minéral critique au Canada.
Aperçu du marché mondial
Selon l’AIE, la production mondiale d’énergie PV solaire a augmenté de 26 % entre 2021 et 2022. L’énergie générée par la capacité solaire installée devrait dépasser celle du charbon d’ici 2027.
Selon les estimations du United States Geological Survey (USGS), les producteurs de minéraux critiques utilisés pour produire des modules PV comprennent :
- le cadmium – la Chine, la Corée du Sud, le Japon et le Canada;
- le tellure – la Chine, le Japon, la Russie, le Canada et l’Ouzbékistan;
- le cuivre – le Chili, le Pérou, le Congo et la Chine;
- l’aluminium – la Chine, l’Inde, la Russie et le Canada.
La fabrication de la technologie solaire dominante à base de c-Si, à tous les stades, est fortement concentrée en Chine. La fabrication de technologies à couche mince, y compris le CdTe, est principalement répartie entre les États-Unis, la Malaisie et le Vietnam.
L’avantage canadien
La richesse minérale du Canada offre des possibilités de soutenir le développement et la production de modules PV solaires. Le Canada est le quatrième producteur mondial d’aluminium et l’un des principaux producteurs de cuivre. Il est également l’un des principaux producteurs mondiaux d’indium, un minéral critique utilisé dans certaines technologies PV solaires.
Le Canada produit actuellement des minéraux et des composés de haute pureté comme matière première pour la chaîne d’approvisionnement mondiale en CdTe. Selon les estimations du USGS, en 2022, le Canada a produit
- 1 800 tonnes de cadmium;
- 50 tonnes de tellure;
- du zinc et des composés connexes.
Le Canada ne produit pas actuellement de polysilicium. Le Canada compte une poignée de fabricants de modules PV solaires à base de c-Si, mais aucun ne produit de modules à base de CdTe. Les entreprises canadiennes fabriquent également des composants d’installation, y compris des supports, des montages et des câbles, ainsi que des onduleurs.
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