Les clés du succès commercial pour les technologies des énergies renouvelables

D’après pv magazine USA

La recherche et développement est indispensable pour l’élaboration de nouvelles technologies. Pourtant, il y a bien d’autres obstacles à surmonter pour passer du laboratoire au marché.

Des analystes du National Renewable Energy Laboratory (NREL), du Joint Institute for Strategic Energy Analysis (JISEA) et du Département de l’Énergie (DoE) des États-Unis ont étudié la commercialisation de quatre technologies d’énergies propres. Ils se sont penchés sur le cas de panneaux solaires à couches minces, d’éoliennes, d’évaporateurs double flux pour réfrigération ainsi que de piles à combustible pour l’équipement de manutention.

Les conclusions de ces analyses, publiées dans l’article Frontiers in Energy Research, ont mis au jour trois éléments communs à des avancées réussies en vue d’une commercialisation : (1) une bonne adéquation entre des partenariats public-privé, l’infrastructure de R&D et la technologie en elle-même ; (2) un alignement favorable des règlementations gouvernementales, des priorités de R&D et des tendances du marché ; et (3) le bon timing entre disponibilité de la technologie et opportunité de marché.

« Ces conclusions peuvent contribuer à éclairer les prises de décisions en matière d’investissement dans les énergies propres, à maximiser les profits tirés de la R&D et à faire progresser la transition vers un avenir productif à faible émission de CO₂ », a déclaré Wyatt Merrill, responsable technologies au DoE et co-auteur de l’étude.

L’étude de cas sur le solaire à couche mince se concentre sur First Solar, un fabricant américain qui a bénéficié de la recherche sur le photovoltaïque menée par le Department of Energy (DoE) et a reçu des financements directs du DoE pour des partenariats de recherche entre les années 1980 et les années 2000. Les chercheurs attribuent les premiers succès remportés par First Solar au fait que l’entreprise a su répondre aux besoins réglementaires du premier grand marché de technologie PV à couche mince et a proposé un produit éprouvé, à un prix et à un moment pour lesquels le marché était prêt.

Au cours des premiers stades de la recherche sur les couches minces, une avancée notable a permis d’afficher un record (à l’époque) de 15,8 % de rendement pour une cellule grâce à un processus de traitement thermique du chlorure de cadmium (CdCl₂). First Solar a codéveloppé une technique de dépôt par transport en phase vapeur à haut niveau pour produire des modules à base de CdTe à plus grande échelle, ce qui a constitué une alternative au processus de fabrication par sublimation en espace clos, plus lent et plus coûteux.

Lorsque l’efficacité adaptée du dispositif et les procédures de fabrication d’ampleur modulable ont été en place, la R&D a pu se concentrer sur les tests et la validation de la fiabilité du produit. First Solar a eu recours aux normes d’essai, aux certifications de qualité produit ainsi qu’aux infrastructures d’essai en extérieur financées par le DoE et dirigées par l’Université d’État de l’Arizona et le NREL pour prouver en 2003 que ses modules étaient prêts à pénétrer sur le marché du solaire.

First Solar a fait son entrée sur le solide marché allemand du solaire dans les années 2000. Mais dans un premier temps, il fallait que ses modules répondent à certaines exigences en matière de performance énergétique et de réglementation, et notamment en termes de déchets électroniques et de restriction sur l’usage de certaines substances toxiques telles que le cadmium. En 2004, les efforts déployés ont permis de lever certaines inquiétudes concernant les émissions et la recyclabilité des modules PV en CdTe grâce à des études indépendantes contrôlées par des pairs.

Puis en 2004, First Solar a signé son premier contrat pour ses modules à semiconducteurs composés minces sur le marché allemand, ce qui a constitué un tournant commercial pour le PV à base de CdTe. En 2005, First Solar a annoncé un programme de reprise et de recyclage de modules, en réponse aux évolutions des directives européennes. Ces mesures ont permis de communiquer sur la réactivité de First Solar quant aux questions de règlementation et ont répondu à la perception du risque du public de manière suffisante pour lui ouvrir les portes de marchés clés.

Si les modules à base de CdTe sont moins efficaces que ceux à base de silicium, ils coûtent moins cher à fabriquer et ont affiché le prix par watt le plus bas entre la moitié des années 2000 et la moitié des années 2010. Parallèlement, la demande en produits PV en Europe ayant dépassé l’offre, First Solar a été en mesure de capitaliser sur sa technologie.

« L’étude de cas sur le PV à couche mince souligne l’importance de répondre aux besoins réglementaires sur le premier grand marché de la technologie, a précisé Marie Mapes, responsable technologies et co-autrice de l’étude. Par ailleurs, les premiers succès ont été possibles grâce à la proposition d’un produit éprouvé, à un prix et à un moment pour lesquels le marché était prêt ».

Les principales conclusions de l’étude de cas sur le PV à couche mince ont recensé l’utilisation réussie de trois stratégies de commercialisation clés : le développement d’une technologie comportant de nombreux éléments ayant un intérêt commercial, par le biais de partenariats public/privés ; l’alignement entre les objectifs fixés en matière de coûts technologiques et le développement du produit permettant de les atteindre ; et le bon timing entre la disponibilité de la technologie et l’opportunité de marché.

Le développement des couches minces de First Solar a bénéficié pendant des décennies de financements du gouvernement, ce qui a permis de mener des recherches fondamentales sur les matériaux et de se conformer aux normes d’essais. L’entreprise en est ressortie bien préparée et a ainsi pu proposer le bon produit au bon moment. Le photovoltaïque CdTe à la fiabilité éprouvée constituait une alternative à moindre coût sur le marché de l’énergie propre et a ouvert la porte à de multiples opportunités, permettant à cette technologie solaire d’enregistrer ses premiers succès commerciaux.

Les quatre études de cas mettent en évidence la manière dont un bon équilibre entre technologie, R&D et partenariat public-privé (sans oublier l’alignement entre la règlementation, les tendances du marché et un timing approprié) peut mener à une première commercialisation réussie des technologies d’énergies propres.

Traduction assurée par Christelle Taureau.

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