Des équipes de la Chine et d'autres pays simulent 1 708 scénarios de recyclage des déchets photovoltaïques

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche internationale a développé un cadre d'évaluation complet pour comparer les bénéfices économiques et les impacts climatiques du recyclage local des déchets photovoltaïques par rapport au recyclage externalisé. L'étude couvre les principales technologies de recyclage, 32 régions, diverses configurations de commerce des déchets et programmes de subventions, évaluant au total 1 708 scénarios de recyclage. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.

Jian Zuo, premier auteur de l'article, explique que cette recherche ne se concentre pas sur la quantité de déchets photovoltaïques générés, mais sur la manière dont ces déchets devraient être gérés entre des régions présentant des différences technologiques et économiques marquées. L'équipe de recherche a développé un cadre intégré mondial reliant les contraintes d'approvisionnement en matériaux, le déploiement futur du photovoltaïque et la génération de déchets aux trajectoires technologiques de recyclage spécifiques à chaque région, aux flux de déchets interrégionaux et aux interventions de politique publique. Ce cadre examine simultanément les bénéfices économiques et climatiques du recyclage photovoltaïque, ainsi que leur répartition entre les régions.

Les chercheurs ont d'abord simulé les prix futurs du cuivre, de l'aluminium, de l'argent et du silicium, puis ont intégré ces prévisions dans le modèle Global Change Analysis Model (GCAM) afin d'estimer l'ampleur du déploiement photovoltaïque dans différents scénarios socio-économiques et climatiques. Les prévisions de capacité ainsi obtenues ont été utilisées dans une analyse dynamique des flux de matières pour calculer le volume total de déchets photovoltaïques en fin de vie d'ici 2060. L'équipe a ensuite combiné l'analyse du cycle de vie avec l'analyse des coûts du cycle de vie pour évaluer les impacts climatiques et économiques du recyclage selon différentes trajectoires technologiques, accords commerciaux sur les déchets et programmes de subventions.

Les 1 708 scénarios couvrent une multitude de combinaisons d'hypothèses concernant le démantèlement futur des installations photovoltaïques, les technologies de recyclage, le commerce international des déchets et les politiques de subventions. Les trajectoires technologiques comprennent quatre catégories : la poursuite des pratiques actuelles (BAU), la priorité économique, la priorité carbone et la diffusion technologique. Les scénarios commerciaux couvrent le recyclage local, le commerce orienté par la responsabilité élargie du producteur (REP), l'expansion du commerce mondial et le commerce régional. Cinq programmes de subventions sont prévus : aucune subvention, subvention continue, subvention dégressive, soutien par un prix du carbone faible et soutien par un prix du carbone élevé. Chaque combinaison est évaluée dans 28 scénarios de démantèlement photovoltaïque afin de comparer ses effets sur la rentabilité du recyclage, les bénéfices climatiques et les inégalités régionales.

En tenant compte des contraintes d'approvisionnement en matériaux côté offre, ce cadre prévoit que les déchets photovoltaïques mondiaux atteindront 297 à 402 millions de tonnes métriques d'ici 2060, les régions à revenu intermédiaire comme la Chine devenant les principales contributrices après 2040. Malgré des perspectives d'avancées technologiques claires, le recyclage mondial des déchets photovoltaïques ne devrait pas atteindre son seuil de rentabilité avant plus d'une décennie. L'étude révèle également un effet à double sens : la hausse des prix des matériaux tels que le silicium, l'argent, le cuivre et l'aluminium confère une valeur plus élevée aux matériaux recyclés et améliore la rentabilité du recyclage, mais elle augmente également les coûts des nouveaux projets photovoltaïques, ralentit le rythme d'installation et réduit finalement le volume total de déchets générés des décennies plus tard.

Les résultats montrent que la combinaison de technologies de recyclage spécifiques à certaines régions avec des stratégies de recyclage externalisé peut générer les bénéfices nets mondiaux les plus importants. Cette approche pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre jusqu'à 3,32 milliards de tonnes métriques d'équivalent CO2 d'ici 2060 et générer des bénéfices nets cumulés de 529,1 à 935,5 milliards de dollars. Cependant, Jian Zuo souligne que ce processus pourrait concentrer les revenus du recyclage et le développement technologique dans un nombre relativement restreint de régions, entraînant une répartition plus inégale des bénéfices. L'étude constate également qu'un programme de subventions dégressives bien conçu — c'est-à-dire l'élimination progressive des subventions une fois que le recyclage devient économiquement viable — est plus efficace qu'une subvention continue pour réduire les disparités régionales, avec un coût budgétaire ne représentant qu'une fraction de celle-ci. En revanche, les subventions liées à un prix du carbone élevé pourraient exacerber les disparités régionales, car les régions disposant de marchés carbone matures et d'industries de recyclage avancées en tireraient des bénéfices disproportionnés.

Cette recherche, intitulée « Towards an equitable future of global photovoltaic waste recycling », a été publiée dans la revue Nature. Des scientifiques de l'Université du Shandong (Shandong University), de l'Université des sciences et technologies de Huazhong (Huazhong University of Science and Technology), de l'Université de Hong Kong (University of Hong Kong), de l'Université de technologie du Taiyuan (Taiyuan University of Technology), de l'Université d'Adélaïde (University of Adelaide) en Australie et de l'Université de Linköping (Linköping University) en Suède ont participé conjointement à ces travaux.