Énergie solaire en Afrique du Sud

L'énergie solaire en Afrique du Sud connait un démarrage tardif mais prometteur, grâce à un ensoleillement parmi les meilleurs au monde et à une politique de soutien initiée en 2010 : le Renewable Energy Independent Power Producer Programme prévoit l'installation de centrales solaires d'une puissance de 8,2 GWc en 2030.

La centrale solaire à concentration de Khi, dans la province du Cap-Nord.

La filière solaire thermique de l'Afrique du Sud se classait au 19e rang mondial en 2016, avec 0,3 % du total mondial, mais au 1er rang en Afrique.

La filière photovoltaïque fournissait seulement 1,25 % de la production nationale d'électricité en 2018, mais cette part est estimée à 2,6 % fin 2019 ; sa progression a été très rapide en 2014 et 2015, puis en 2019 après trois ans de répit ; la mise en service en 2013 et 2014 des premières centrales solaires de grande taille a augmenté fortement la production ; la puissance installée est passée de 41 MWc fin 2012 à environ 1 800 MWc fin 2017 ; en comparaison, celle de la France est de 7 130 MWc.

La filière solaire thermodynamique à concentration commence à émerger, avec cinq centrales en fonctionnement fin 2018, totalisant 400 MW de puissance, et plusieurs autres en construction. Elle fournissait 0,4 % de l'électricité du pays en 2018.

Potentiel solaire de l'Afrique du Sud
Carte d'irradiation solaire globale horizontale de l'Afrique du Sud.

La carte ci-contre montre que le potentiel solaire de l'Afrique du Sud est particulièrement élevé : la majeure partie du territoire dépasse 2 400 kWh/m², et de vastes régions au centre et au nord atteignent des ensoleillements supérieurs à 2 500 kWh/m², niveau qui ne se retrouvent que dans les parties les plus ensoleillées du Sahara, de l'Arabie et du nord du Chili ; la totalité de l'Afrique du Sud dépasse le niveau de 1 600 kWh/m² qui est celui de la Provence.

Solaire thermique
Chauffe-eau solaires installés sur des habitations à bas prix dans la municipalité de Kouga, province du Cap oriental, mai 2011.

Selon l'Agence internationale de l'énergie, à la fin 2016, la puissance installée cumulée des capteurs solaires thermiques en Afrique du Sud atteignait 1 336 MWth, soit 1,91 Mm2 (millions de m²) de capteurs, très loin derrière le leader mondial : la Chine (324 510 MWth) et les États-Unis (17 686 MWth) ; l'Afrique du Sud se classait au 19e rang mondial avec 0,3 % du total mondial, mais au 1er rang en Afrique. Le marché sud-africain a été de 88,4 MWth de nouvelles installations en 2016, soit seulement 0,2 % du marché mondial. Le solaire thermique sud-africain a économisé 146,5 kTep d'énergie et 472 kT CO2éq en 2016[1].

Photovoltaïque

Production d'électricité

L'Agence internationale de l'énergie estime la production sud-africaine d'électricité solaire photovoltaïque à environ 2,6 % de la production totale d'électricité du pays fin 2019 (moyenne mondiale : 3,0 %) ; cette estimation est basée sur la puissance installée au 31/12/2019, donc supérieure à la production réelle de l'année[2].

Le solaire photovoltaïque a produit 3 212 GWh en 2018, soit 1,25 % de la production d'électricité du pays[3].

Production d'électricité photovoltaïque en Afrique du Sud[3]
Année Production (GWh) Accroissement Part prod.élec.
2013190,007 %
20141 008x530,40 %
20151 946+93 %0,78 %
20162 509+29 %0,99 %
20173 249+29 %1,27 %
20183 212-1 %1,25 %

Puissance installée
Puissance photovoltaïque installée par année en Afrique du Sud.

Les nouvelles installations ont atteint 1 GWc en 2019[2].

En 2018, l'Afrique du Sud a installé seulement 60 MWc, portant sa puissance installée à 1,86 GWc, au 1er rang africain et au 24e rang mondial avec 0,4 % du total mondial[4].

En 2015, l'Afrique du Sud avait installé 200 MWc, portant sa puissance cumulée à 1 120 MWc ; en comparaison, celle de la France était de 6 580 MWc[5].

En 2014, le photovoltaïque en Afrique du Sud a effectué un bond en avant avec 800 MWc installés dans l'année, plaçant le pays au 9e rang mondial ; sa puissance cumulée de 922 MWc fin 2014 la classe au 21e rang mondial ; ce résultat a été obtenu grâce à des appels d'offres[6].

La puissance installée en 2012 n'était que de 41 MWc, dont 31,3 MWc destinés à l'électrification des zones rurales[7] :

  • électrification domestique : 8,5 MWc pour 116 268 foyers équipés ;
  • électrification communautaire : 8,2 MWc ;
  • pompage photovoltaïque : 2,3 MWc ;
  • applications professionnelles : 11,3 MWc.

Politique de soutien au photovoltaïque

Alors que 90 % de l'électricité sud-africaine est produite à partir de charbon et que 25 % des foyers ne sont pas encore connectés au réseau électrique, le gouvernement prévoit, dans son Integrated Resource Plan (IRP) pour l'électricité du , d'investir 90 Mds € au cours des années 2010 à 2030 pour doubler la production d'électricité, actuellement en situation de pénurie, et 42 % des 42,6 GW supplémentaires envisagés devraient être renouvelables (17,8 GW renouvelables, 9,6 GW nucléaires, 6,3 GW charbon et 8,9 GW d'autres sources) ; un des projets consiste à construire en dix ans à Upington un parc solaire de 5 000 MW ; dans la part des EnR sont prévus 8,4 GW d'éolien, 8,4 GW de solaire et 100 MW de solaire à concentration[8].

Le plan d'électrification rurale du Département de l'énergie Integrated Resource Plan 2010-2013 prévoit l'installation de 300 MWc/an à partir de 2012 et jusqu'en 2017, puis 1 000 MWc/an ; l'objectif est de raccorder à l'électricité 96 % de la population d'ici 2016. Environ 3,4 millions de foyers ruraux auraient été connectés à fin 2012, dont 160 000 durant l'année 2012.

Le Renewable Energy Independent Power Producer Programme (REIPP - Programme en faveur des producteurs indépendants d'électricité par les énergies renouvelables) prévoit l'installation de centrales solaires d'une puissance de 1,5 GWc d'ici la fin 2014 et 8,2 GWc en 2030[9].

Selon les professionnels du secteur (branche photovoltaïque de l'association SESSA - Sustainable Energy Society South Africa), la parité réseau est atteinte ou proche en 2013, mais le développement du photovoltaïque est freiné par les lourdeurs bureaucratiques et des incohérences réglementaires ; l'investissement dans des panneaux solaires de toiture est rentabilisé en 5 à 7 ans, et améliore la sécurité en fournissant de l'électricité pendant les coupures de courant, fréquentes en Afrique du Sud[10].

Les puissants syndicats du charbon luttent contre les soutiens au photovoltaïque, accusés de menacer des emplois[11],[12].

Principaux acteurs

Plusieurs développeurs européens, comme Abengoa, Juwi ou SMA, sont d'ores et déjà présents sur le marché sud-africain. Les sociétés chinoises Jinko Solar et Suntech ont annoncé leur intention d'y ouvrir de nouvelles unités de production de modules photovoltaïques[13].

L'entreprise Eren Groupe RE et ses filiales, entreprise française, est également un acteur majeur dans le développement des énergies renouvelables en Afrique[14],[15].

Principales centrales photovoltaïques

Les deux premiers appels d'offres du programme REIPPPP ont permis d'attribuer 47 contrats d'achat d'électricité sur 20 ans par la compagnie publique Eskom à des projets solaires, éoliens et mini-hydrauliques, dont 27 projets solaires photovoltaïques avec une puissance totale de 1 048 MW ; le premier de ces projets a été mis en service en à Kalkbut (75 MW)[16]. Avec le 3e appel d'offres, 17 projets se sont ajoutés à cette liste, portant à 3 900 MW la puissance totale attribuée ; fin , les 14 projets terminés totalisaient 600 MW[17].

Principales centrales photovoltaïques en Afrique du Sud
Nom Localité Province Puiss.
(MWc)		 Surface Mise en
service		 Exploitant/Propriétaire
Kathu[18],[19]KathuCap du Nord1002015Renewable Energy Investments of South Africa
Jasper[20],[19],[21]KimberleyÉtat-Libre96[n 1]SolarReserve
Sishen[22],[19]DibengCap du Nord94,3[n 2]Acciona
Solar Capital De Aar[23]De AarCap du Nord85,262014
Paleisheuwel[24]PaleisheuwelCap occidental82,5ENEL
Dreunberg[25],[23]BurgersdorpCap oriental75[n 3]225 haScatec Solar + Norfund (Norvège)
Kalkbut[26],[16],[23]KalkbutCap du Nord75105 ha[n 4]Scatec Solar[27]
Lesedi[28],[23]KimberleyÉtat-Libre75[n 5]SolarReserve
Letsatsi[29],[23]BloemfonteinCap du Nord75[n 5]SolarReserve
Boshof[23]BoshofCap du Nord602015
Droogfontein[23]DroogfonteinCap du Nord502014
De Aar SP[23]De AarCap du Nord502014
Linde[17]HanoverCap du Nord40[n 6]Scatec Solar
Principaux projets de centrales photovoltaïques en Afrique du Sud
Nom Localité Province Puiss.
(MWc)		 Surface Mise en
service		 Développeur/Propriétaire
Touwsrivier[30]TouwsrivierCap occidental50[n 7] ?Soitec
Khara hais Solar farm[31]UpingtonCap du Nord1000[n 8] ?

South African Solar Challenge
Carte du parcours du "South African Solar Challenge 2010".
La voiture solaire "Tokai Challenger" de l'Université Tōkai en course devant la montagne de la Table qui surplombe la ville du Cap ; elle a remporté le "South African Solar Challenge 2010".

L'Afrique du Sud organise tous les deux ans le South African Solar Challenge, rebaptisé Sasol Solar Challenge du nom de son sponsor principal Sasol[32], une course internationale de véhicules alternatifs : véhicule électrique, véhicule hybride, véhicule solaire, véhicule à biocarburant ; l'objectif principal est de promouvoir la voiture solaire. Depuis sa création en 2008, des véhicules expérimentaux parcourent un circuit variant de 4 100 km à travers l'Afrique du Sud, entre les villes de Johannesburg, Le Cap, Durban et Pretoria pour l'édition de 2010, et même 5 400 km en 2012, à 2 000 km entre Le Cap et Pretoria pour l'édition 2014. Les équipes participant à la course sont en général formées par des universités ou des entreprises de divers pays.

Énergie solaire thermodynamique

La filière thermodynamique était en phase de démarrage en 2014, la centrale de KaXu Solar One (100 MW) est entrée en service en 2015 ; en 2016, la puissance installée du parc sud-africain est passée de 100 MW à 200 MW ; la centrale tour de Khi Solar One (50 MW) a été inaugurée le et la centrale cylindro-parabolique de Bokpoort (50 MW) le . Plusieurs centrales sont en construction : Xina Solar One (100 MW) devrait être opérationnelle en 2017, Kathu Solar Park (100 MW) et la centrale tour de Redstone (100 MW) en 2018[33].

En 2018 ont été mises en service les centrales cylindro-paraboliques Ilanga 1 et Kathu Solar Park (100 MW chacune)[34]. La puissance installée totale atteint donc 400 MW fin 2018.

La production solaire thermodynamique a démarré en 2015 avec 190 GWh ; elle a atteint 498 GWh en 2016, puis 687 GWh en 2017 et 1 029 GWh en 2018, soit 0,4 % de la production d'électricité du pays[3].

Principales centrales solaires thermodynamiques en Afrique du Sud (existantes ou en projet)
Nom Localisation Province Technologie Puiss.
(MW)		 Date mise
en service		 Constructeur Stockage
Kaxu Solar One[35],[36]PofadderCap du Nordcylind.-parab.100[37]Abengoa2,5 h
Khi Solar One[35],[36]UpingtonCap du NordTour solaire50fév.2016[38]Abengoa2 h
Bokpoort[39],[40]GroblershoopCap du Nordcylind.-parab.50ACWA Power[41]9,3 h
Xina Solar One[42],[43]PofadderCap du Nordcylind.-parab.1002017Abengoa5 h
Kathu Solar Park[44],[45]KathuCap du Nordcylind.-parab.1002018[n 9]Engie, Acciona4,5 h
Ilanga I[46],[47]UpingtonCap du Nordcylind.-parab.1002018[34]Emvelo, Cobra5 h
Redstone Solar[48],[49]PostmasburgCap du Nordtour solaire1002018[n 10]ACWA/SolarReserve12 h
Kotulo Tsatsi[50]KenhardtCap du Nordtour solaire150projetSolarReserve12 h
Kalkaar[51]JacobsdalÉtat-Libretour solaire150projetSolarReserve12 h
Rooipunt[52]UpingtonCap du Nordtour solaire150projetSolarReserve12 h

Notes et références

Notes
  1. 96 MW de puissance installée en courant continu ; 75 MW de production nette en courant alternatif ; 325 480 modules ; production escomptée : 182 GWh/an ; adjacent au parc de Lesedi et au projet de tour solaire de Redstone
  2. 94,3 MWc ; 74 MW de puissance nominale ; 319 600 modules sur 470 trackers ; production escomptée : 216 GWh/an
  3. centrale à tracker solaire avec 138 000 panneaux polycristallins fournis par Jinko Solar ; production escomptée : 94 GWh/an
  4. 312000 panneaux solaires ; production escomptée : 135 GWh/an
  5. 75 MW de puissance installée en courant continu ; 64 MW de production nette en courant alternatif ; 277 632 modules ; production escomptée : 150 GWh/an
  6. centrale à tracker solaire (axe simple) avec des panneaux polycristallins fournis par Jinko Solar ; production escomptée : 178 GWh/an
  7. centrale photovoltaïque à concentration de Soitec
  8. centrales photovoltaïque et thermodynamiques à concentration
  9. début construction : 31 mai 2016
  10. début construction : 2015

Références
  1. (en)Solar Heat Worldwide 2018 (voir pages 35, 36 et 38), Agence internationale de l'énergie - Solar Heating and Cooling Programme, mai 2018.
  2. (en) 2020 Snapshot of Global PV Markets, Agence internationale de l'énergie-PVPS, 29 avril 2020.
  3. (en)South Africa : Electricity 2018, Agence internationale de l'énergie, 12 septembre 2020.
  4. (en) 2019 Snapshot of Global PV Markets, Agence internationale de l'énergie-PVPS, avril 2019.
  5. (en) Snapshot of Global PV Markets : 2015, AIE-PVPS, avril 2016.
  6. (en) A Snapshot of Global PV : 2014, AIE-PVPS, 30 mars 2015.
  7. Quinzième inventaire - Édition 2013 - La production d'électricité d'origine renouvelable : détails par région et par pays : Afrique du Sud, site Observ'ER consulté le 18 juillet 2014.
  8. (en)Solar energy in South Africa, site EVwind, 11 avril 2012
  9. Baromètre photovoltaïque 2014, EurObserv'ER, avril 2014.
  10. (en)Grid connected rooftop PV at or near grid parity, but local policy & legislation lacking, site de SESSA, 28 mars 2013
  11. (en) Becky Beetz et Emiliano Bellini, « Unbelievable: Coal puts halt to South Africa’s renewables industry », sur pv magazine, (consulté le )
  12. (en) Adam Welz, « Solar and wind power battle with coal in South Africa », sur The Guardian, (consulté le )
  13. Afrique - Une pluie d'investissement dès 2016 dans les renouvelables, Observ'ER, 16 septembre 2014
  14. (en-GB) « Creating prosperity in rural Africa - Business Reporter », Business Reporter,‎ (lire en ligne, consulté le )
  15. « Alternative Energy Africa », sur ae-africa.com (consulté le )
  16. (en)First solar farm officially launched in Northern Cape, site Engineering News, 13 novembre 2013
  17. (en)40 MW solar-tracking PV plant begins producing in N Cape, site Engineering News, 10 juillet 2014
  18. (en)Kathu Project Design Document « Copie archivée » (version du 6 août 2018 sur l'Internet Archive), Carboncheck
  19. (en)Large-Scale Photovoltaic Power Plants - Top50, PVresources.
  20. (en)Jasper PV Project, SolarReserve
  21. (en)Massive South African solar plant comes online, mybroadband.co.za, 11 novembre 2014.
  22. (en)Sishen solar PV plant, site Acciona.
  23. (en)Large-Scale Photovoltaic Power Plants - Ranking 51 - 100, PVresources.
  24. (en)TerniEnergia completes 82.5-MW PV plant in S Africa, Renewables.SeeNews, 26 avril 2016.
  25. (en)Dreunberg, South Africa, 75 MW, site Scatec Solar
  26. (en)REIPPPP first-window project connected to grid, site Engineering News, 16 septembre 2013
  27. (en)Scatec Solar, site officiel
  28. (en)Lesedi PV Project, SolarReserve
  29. (en)Letsatsi PV Project, SolarReserve
  30. (en)Soitec funded for 50MW solar power plant in South Africa, Electronics Weekly, 13 février 2012
  31. (en)Proposed 1GW Upington Solar Park Project - South Africa, Southern African Alternative Energy Association, 2 juillet 2014
  32. (en)SasolSolarChallenge, site du Solar Challenge
  33. EurObserv'ER : Baromètres solaire thermique et thermodynamique, juin 2017.
  34. EurObserv'ER Baromètres solaire thermique et thermodynamique 2019, juin 2019.
  35. (en)Abengoa: Plants under construction - South Africa
  36. (en)CSP World: Abengoa kicks off South Africa's first CSP plants construction « Copie archivée » (version du 6 août 2018 sur l'Internet Archive)
  37. (en)KaXu Solar One, NREL, 14 avril 2015.
  38. (en)Khi Solar One, NREL, 8 février 2016.
  39. (en)Project 7841 : Bokpoort CSP (Concentrating Solar Power) Project, South Africa
  40. (en)Bokpoort, NREL, 17 mars 2016.
  41. (en)ACWA Power, site officiel
  42. (en)Xina Solar One, NREL, 14 avril 2014.
  43. (en)Xina Solar One, CSP World.
  44. (en)Kathu Solar Park, NREL, 1er juin 2016.
  45. (en)100 MW Kathu solar project in the Northern Cape of South Africa will start construction, Engie, 9 mai 2016.
  46. (en)Ilanga I, NREL, 22 mai 2017.
  47. (en)Ilanga CSP 1, CSP World, 2015.
  48. (en)Redstone Solar Thermal Power Plant, NREL, 8 septembre 2016.
  49. Redstone, SolarReserve, 2017.
  50. Kotulo Tsatsi, SolarReserve, 2017.
  51. Kalkaar, SolarReserve, 2017.
  52. Rooipunt, SolarReserve, 2017.

Voir aussi

Articles connexes

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