Énergie solaire au Royaume-Uni

La filière de l'énergie solaire au Royaume-Uni a pris son essor tardivement, en partie du fait du potentiel assez modeste du pays ; c'est seulement à partir de 2011-2012, après la mise en place en de soutiens financiers par des tarifs d'achat garantis (Feed-in Tariff scheme), et grâce à la forte baisse des prix des cellules photovoltaïques, que le développement s'est déclenché ; mais après quatre années de développement très rapide, les aides ont été très fortement réduites en 2015-2016.

Dans le solaire thermique, le Royaume-Uni se classait au 9e rang européen en 2018 avec seulement 2,7 % du total européen, malgré le programme Renewable Heat Incentive destiné aux particuliers mis en place en .

Dans le photovoltaïque, les installations ont connu un bond en avant au Royaume-Uni en 2014 et 2015, plaçant le pays au 4e rang mondial et au 1er rang européen sur le marché de l'année 2015 ; en 2018, le pays n'était plus que le 7e marché européen, après une chute de près de 70 % ; sa puissance cumulée fin 2019 le classe au 8e rang mondial et au 3e rang européen, mais sa puissance installée par habitant n'est qu'au 8e rang européen ; pour la production, le Royaume-Uni est situé au 3e rang européen en 2019 avec 9,6 % du total européen et au 7e rang mondial en 2017. Le solaire produisait 3,9 % de l'électricité du pays en 2018 et couvrait 3,6 % de la consommation d'électricité britannique sur la période de mi-2017 à mi-2018.

Potentiel solaire du Royaume-Uni
Carte de l'irradiation solaire annuelle globale horizontale et potentiel photovoltaïque au Royaume-Uni. Source : SolarGIS © 2011 GeoModel Solar s.r.o.

Alors que l'irradiation solaire annuelle globale horizontale (IGH) en France est en moyenne de 1 274 kWh/m2, on peut constater sur la carte ci-contre que seules les régions méridionales du Royaume-Uni, en particulier les côtes de la Manche, depuis les Cornouailles jusqu'au Kent, dépassent 1 000 kWh/m2.

La puissance brute moyenne du rayonnement solaire par mètre carré d'un toit orienté vers le sud en Grande-Bretagne est d'environ 110 W/m2, et la moyenne sur un terrain plat est d'environ 100 W/m2[1]. La production annuelle est donc au maximum de 964 kWh/m2.

Solaire thermique

Puissance installée

La puissance installée cumulée des capteurs solaires thermiques au Royaume-Uni atteignait 576 MWth fin 2017, soit 0,82 Mm2 de capteurs ; en comparaison, l'Allemagne en avait 13 754 MWth. Les installations de 2017 se sont limitées à 8,5 MWth contre 451,5 MWth en Allemagne[2].

Surfaces installées de capteurs solaires thermiques au Royaume-Uni et puissances correspondantes[3]
unités 2012 2015 2016 2017 2018 (estim.)
Surfaces installées dans l'année(m²)59 27520 24113 9109 9387 000
Puissance équivalente(MWth)41,514,29,77,04,9
 % du total européen (UE 28) %1,7 %0,7 %0,5 %0,5 %0,3 %
Parc cumulé(m²)650 497702 342715 2521 428 0001 435 000
Puissance équivalente(MWth)455,34925011 0001 005
 % du total européen (UE 28) %1,5 %1,4 %1,4 %2,7 %2,7 %

Le Royaume-Uni se classe au 9e rang européen fin 2018, très loin derrière le leader allemand (13 489 MWth).

Politique énergétique

Le programme Renewable Heat Incentive destiné aux particuliers (Domestic RHI Scheme) a été mis en place en , trois ans après celui destiné aux autres secteurs : industrie, entreprises et secteur public. C'est le tout premier programme mondial de soutien financier de long terme et d’incitation à la production de chaleur renouvelable destiné aux particuliers. Il concerne les technologies solaires thermiques, les pompes à chaleur et les chaudières biomasse installées depuis le , sous condition de certains critères d’efficacité énergétique. Pour le solaire thermique, le montant de l’incitation est de 19,2 p/kWh (0,23 €/kWh), payé trimestriellement durant sept ans, montant calculé de façon à combler le différentiel de coût par rapport à un mode de chauffage 100 % fossile. L'objectif est l'installation d'un million de toits solaires d'ici la fin 2015, contre 200 000 fin 2013[4].

Photovoltaïque
L'écoquartier BedZED à Sutton au sud de Londres, en 2007.

Production d'électricité

Le solaire photovoltaïque britannique a produit 12 677 GWh (estimation) en 2019 contre 12 857 GWh en 2018, en recul de 1,4 %. Le Royaume-Uni est en 2019 le 3e producteur d'électricité solaire photovoltaïque de l'Union européenne avec 9,6 % du total européen, loin derrière l'Allemagne (47 517 GWh, 36,1 %) et l'Italie (23 688 GWh, 18,0 %), mais devant la France (11 357 GWh, 8,6 %)[5].

L'Agence internationale de l'énergie estime la production britannique d'électricité solaire photovoltaïque à environ 4,0 % de la production totale d'électricité du pays fin 2019 (moyenne mondiale : 3,0 %, moyenne européenne : 4,9 %) ; cette estimation est basée sur la puissance installée au 31/12/2019, donc supérieure à la production réelle de l'année ; cet indicateur de pénétration du solaire place le pays au 15e rang mondial, loin derrière l'Allemagne (8,6 %) et l'Italie (7,5 %), mais loin devant les États-Unis (2,8 %) et la France (2,4 %)[6].

En 2018, la production atteignait 12 922 GWh (estimation) contre 11 525 GWh en 2017, en progression de 12,1 %. Le Royaume-Uni était en 2018 le 3e producteur d'électricité solaire photovoltaïque de l'Union européenne avec 10,6 % du total européen, loin derrière l'Allemagne (46 164 GWh, 37,7 %) et l'Italie (22 654 GWh, 18,5 %)[7].

Production d'électricité photovoltaïque au Royaume-Uni[8]
Année Production (GWh) Accroissement Part prod.élec.
200817+ %0,004 %
200920+18 %0,005 %
201040+100 %0,01 %
2011244+510 %0,07 %
20121 354+455 %0,37 %
20132 010+48 %0,56 %
20144 054+102 %1,2 %
20157 546+86 %2,2 %
201610 421+38 %3,1 %
201711 525+10,6 %3,4 %
201812 922+12,1 %3,9 %
2019[5]12 677-1,4 %

La production solaire couvrait 3,6 % de la consommation d'électricité britannique sur la période de mi-2017 à mi-2018, loin derrière l'Italie (7,3 %), la Grèce (7,1 %), l'Allemagne (6,9 %) et l'Espagne (4,75 %), mais devant la France (1,95 %)[9].

La production photovoltaïque britannique a progressé de 10,2 % en 2017. Le Royaume-Uni était alors le 3e producteur d'électricité solaire photovoltaïque de l'Union européenne avec 10,1 % du total européen, loin derrière l'Allemagne (39 895 GWh, 35 %) et l'Italie (25 200 GWh, 22 %)[10], et le 7e producteur mondial en 2017 avec 2,6 % de la production mondiale[11].

Puissance installée

Selon EurObserv'ER, le Royaume-Uni s'est classé au 9e rang sur le marché européen 2019 avec 497,7 MWc installés dans l'année, en net progrès par rapport à 2018, mais loin derrière l'Espagne (3 993 MWc) et l'Allemagne (3 856 MWc) ; sa puissance installée de 13 616 MWc fin 2019, soit 10,4 % du total européen, le situe au 3e rang européen derrière l'Allemagne : 49 016 MWc et l'Italie : 20 864 MWc, et devant la France : 10 576 MWc[5].

Au niveau mondial, le Royaume-Uni se situe en 2019 au 8e rang mondial pour sa puissance installée avec 2,1 % du total mondial, très loin derrière la Chine (204,7 GWc), les États-Unis (75,9 GWc), le Japon (63 GWc), l'Allemagne et l'Inde (42,8 GWc)[6].

La puissance photovoltaïque installée par habitant atteignait 204,3 Wc en 2019, inférieure de 19,7 % à la moyenne européenne (254,5 Wc), au 8e rang européen, loin derrière l'Allemagne (590,4 Wc) ; la France est au 13e rang avec 157,9 Wc[5].

En 2018, le Royaume-Uni a installé seulement 268 MWc, très loin derrière la Chine : 45 GWc, les États-Unis : 10,6 GWc ou l'Allemagne : 3 GWc, portant sa puissance installée à 13,0 GWc, au 7e rang mondial avec 2,6 % du total mondial, très loin derrière la Chine (176,1 GWc), les États-Unis (62,2 GWc), le Japon (56 GWc), l'Allemagne et l'Inde (32,9 GWc)[12].

En 2018, selon EurObserv'ER, le Royaume-Uni s'est classé au 7e rang sur le marché européen avec 271 MWc installés dans l'année, loin derrière l'Allemagne (2 938 MWc), en fort recul par rapport aux 871 MWc installés en 2017 et aux 4 057 MWc installés en 2015 ; sa puissance installée de 13 054 MWc fin 2018, soit 11,4 % du total européen, le situait au 3e rang européen derrière l'Allemagne : 45 277 MWc et l'Italie : 20 107 MWc, et devant la France : 9 466 MWc[7].

Le Royaume-Uni s'est classé au 3e rang sur le marché européen 2017 avec 861 MWc installés dans l'année, derrière l'Allemagne et la France, en fort recul par rapport aux 2 364 MWc installés en 2016 et aux 4 057 MWc installés en 2015 ; sa puissance installée de 12 760 MWc fin 2017, soit 12 % du total européen, le situait au 3e rang européen derrière l'Allemagne et l'Italie, et devant la France[10].

En 2014, le photovoltaïque a connu un bond en avant au Royaume-Uni avec 2 448 MWc installés au cours de 2014, plaçant le pays au 4e rang mondial et au 1er rang européen sur le marché de l'année ; sa puissance cumulée de 5 230 MWc fin 2014 classait le Royaume-Uni au 4e rang européen, juste après la France (5 600 MWc) et devant l'Espagne (4 787 MWc)[13] ; comme en Allemagne, les tarifs d'achat garantis ont été remplacés par un système de primes variables compensant les fluctuations des prix de marché[14].

L'évolution de la puissance PV cumulée au Royaume-Uni depuis 2010 est la suivante[15] :

Facteur de charge et irrégularité de la production

Le facteur de charge des installations photovoltaïques est très faible, puisqu'elles ne fonctionnent que pendant la journée et que leur production n'est maximale qu'en milieu de journée par temps ensoleillé :

Facteur de charge des installations photovoltaïques[16]
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Photovoltaïque9,6 %9,3 %7,3 %5,1 %11,2 %9,8 %10,9 %11,4 %11,0 %10,6 %11,3 %

En 2018, année particulièrement ensoleillée dans la moitié nord de l'Europe, la durée d'utilisation de la puissance installée a progressé à 998 heures contre 937 heures en 2017[7].

Principales centrales photovoltaïques
Parc photovoltaïque de Northbeer, 2014.

La construction de la première centrale solaire de grande taille (32 MWc, 125 000 panneaux solaires) du Royaume-Uni a été lancée fin 2012 sur l'ancien aérodrome militaire de Wymeswold dans le Leicestershire[17]. Elle a été inaugurée en [18].

La plus grande centrale solaire du Royaume-Uni est la ferme solaire de Southwick Estate (48 MWc), près de Fareham dans le comté du Hampshire, construite sur 80 hectares de terrain impropre à la culture et terminée en [19].

La centrale solaire de Landmead (46 MWc) à Abingdon-on-Thames dans le comté de l'Oxfordshire a été mise en service en 2014[20],[21].

L'ancien aérodrome de la Royal Air Force de Coltishall, d'une surface de 240 ha, a été acheté fin 2014 par le comté de Norfolk pour y construire un parc solaire de 49,9 MWc : Scottow Enterprise Park[22].

Politique énergétique
Tour CIS à Manchester (575 kWc de panneaux PV), 2006.

L'objectif du gouvernement britannique est d'installer 22 GW d'ici à 2020, soit quatre fois la puissance atteinte fin 2014[13].

La plus grande partie de la puissance installée en 2017 provient des sites accrédités dans le cadre de l’ancien système d’incitation de l’obligation renouvelable (Renewable Obligation) et date du premier trimestre de l’année, avant la fermeture définitive du dispositif ; les quelques dizaines de mégawatts installées sur les derniers trimestres correspondent au marché des petites installations bénéficiant encore d’un tarif d’achat. En effet, depuis la seconde enchère du système des Contracts for Difference (CfD), aucun projet solaire n’est parvenu à se qualifier. Seul un parc de 10 MWc issu de la première enchère des CfD a été comptabilisé au tout début de l’année 2017, avec un rix d'exercice de 79,23 £/MWh[10].

L'Energy Saving Trust est l'agence chargée de gérer les programmes gouvernementaux de soutien financier aux économies d'énergie (Green Deal et Energy Company Obligation) et aux énergies renouvelables (Feed-in Tariffs et Renewable Heat Incentive). Ces programmes concernent l'Angleterre, les autres régions ayant leurs propres programmes[23].

Le système de tarifs d'achat garantis (Feed-in Tariff scheme), mis en place en pour remplacer l'ancien système de subventions à l'investissement, concerne le photovoltaïque, l'éolien, l'hydroélectricité, le biogaz et la micro-cogénération. Les décisions politiques sont prises par le Département de l'Énergie et du Changement climatique (Department for Energy and Climate Change - DECC) et l'application opérationnelle du système est administrée par le régulateur de l'énergie Ofgem. Les fournisseurs d'énergie sont tenus d'appliquer ces tarifs pour l'achat d'électricité renouvelable, sauf les plus petits d'entre eux, à condition que le producteur d'électricité renouvelable ait fait certifier son installation. Pour le photovoltaïque, les tarifs sont garantis sur vingt ans et indexés sur l'indice des prix à la consommation ; ils sont révisés chaque trimestre ; ils comprennent deux composants : tarifs de production pour tous les kWh produits et tarifs d'exportation pour les kWh injectés sur le réseau ; l'électricité auto-consommée est donc moins bien rémunérée. Pour le 2e trimestre 2015, les tarifs en vigueur en Angleterre sont les suivants[24] :

  • tarifs de production : de 6,16 pence/kWh à 13,39 p/kWh selon le type et la taille de l'installation ;
  • tarifs d'exportation : 4,85 p/kWh.

Selon le DECC, 55 % de la puissance solaire installée fin 2014 a été financée par le système de tarif d'achat réglementé et 36 % par celui des Renewable Obligations (RO), qui a pris fin au , deux ans avant la date d'échéance prévue initialement[13].

Le système des contrats pour différence (CfD), qui ne s'applique qu'aux centrales de plus de 5 MWc, se met progressivement en marche : un premier round d'allocation de CfD a été lancé en , avec un prix d'exercice pour le photovoltaïque fixé à 120 livres par MWh (165 €/MWh) jusqu'à 2015/16, qui s'abaissera ensuite de 5 livres chaque année pour aboutir à 100 £/MWh en 2018/19[13].

Pour les installations jusqu'à 5 MWc, le tarif d'achat continue à s'appliquer, avec des modalités très complexes : huit segments de puissance, plus une modulation de niveau selon l'efficacité énergétique du bâtiment. Les tarifs baissent chaque trimestre selon le niveau d'installation du trimestre précédent. Pour le 2e trimestre 2015, le tarif le plus élevé est de 13,39 pence/kWh (environ 18,2 c€/kWh) pour les installations de moins de 4 kWc sur un bâtiment neuf et le plus bas est de 6,16 p/kWh (8,4 c€/kWh) pour des centrales installées sur un bâtiment énergivore ou de puissance supérieure à 250 kWc[13].

La suppression des Renewable Obligations (RO) en a été jugée dommageable par les acteurs de la filière, d'autant plus que le système des tarifs d'achat qui s'applique aux centrales de moins de 5 MWc tombe à des niveaux trop bas : en , le tarif pour le secteur résidentiel passe de 12 p/kWh à 4,39 p/kWh (5,8 c€/kWh), celui pour les petits projets commerciaux de 10,9 p/kWh à 4,59 p/kWh et celui pour les centrales au sol de 4,44 p/kWh à 0,87 p/kWh. De plus, le nouveau dispositif impose un plafond trimestriel de 205 MWc pour le résidentiel et 70 MWc pour le secteur commercial. Le gouvernement justifie cette nouvelle politique par le fait que les réalisations ont largement dépassé les attentes et que leur coût pour les contribuables a dépassé les limites d'acceptabilité[25].

Notes et références
  1. (en) David JC MacKay, Solar, Sustainable Energy - without the hot air, pages 38.
  2. (en)Solar Heat Worldwide 2019 (voir pages 34 à 42), Agence internationale de l'énergie - Solar Heating and Cooling Programme, 12 juin 2019.
  3. EurObserv'ER Baromètres solaire thermique et thermodynamique 2019, juin 2019.
  4. EurObserv'ER Etat des énergies renouvelables en Europe -14e baromètre bilan - édition 2014
  5. (en) Photovoltaic barometer 2020, EurObserv'ER, avril 2020.
  6. (en) 2020 Snapshot of Global PV Markets, Agence internationale de l'énergie-PVPS, 29 avril 2020.
  7. EurObserv'ER, (en) Photovoltaic barometer 2019, avril 2019.
  8. (en)Data and statistics : United Kingdom - Electricity 2018, Agence internationale de l'énergie, 24 septembre 2019.
  9. Europe - Part de la consommation couverte par la production solaire 2017-18, RTE, février 2019.
  10. EurObserv'ER, Baromètre photovoltaïque 2018, avril 2018.
  11. (en) Agence internationale de l'énergie (AIE - en anglais : International Energy Agency - IEA), Key World Energy Statistics 2019 (page 25), [PDF].
  12. (en) 2019 Snapshot of Global PV Markets, Agence internationale de l'énergie-PVPS, avril 2019.
  13. EurObserv'ER, Baromètre photovoltaïque 2015 (avril 2015)
  14. (en) A Snapshot of Global PV : 2014, IEA-PVPS, 30 mars 2015.
  15. (en) DECC – Department of Energy & Climate Change, « Solar photovoltaics deployment », sur GOV.UK (consulté le ).
  16. (en) DUKES 6.5 : Load factors for renewable electricity generation, Département des Affaires, de l'Énergie et des Stratégies industrielles, 25 juillet 2019.
  17. (en)Construction Begins on Britain’s Largest Solar Plant, SolarTribune, 10 décembre 2012.
  18. (en)Wymeswold £35m solar farm goes live, BBC News, 12 avril 2012.
  19. (en)Hampshire solar farm is UK’s largest, Farmers Weekly, 17 mars 2015.
  20. (en)Large Scale PV Power Plants - Ranking 101 - 150, PVResources.
  21. (en)UK's biggest solar farm connects to national grid, The Guardian, 19 décembre 2014.
  22. (en)RAF Coltishall site £50m solar farm plan approved, BBC, 19 décembre 2014.
  23. (en)Grants and support England, site Energy Saving Trust.
  24. (en)Feed-in Tariff scheme, site Energy Saving Trust.
  25. Baromètre photovoltaïque 2016, EurObserv'ER, avril 2016

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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