Énergie solaire en Afrique
L'Afrique est le continent doté du plus fort potentiel pour l'énergie solaire, et nombre des lieux les plus ensoleillés du monde s'y trouvent[2],[3],[4].
Malgré ce potentiel, le taux de pénétration de l'énergie solaire est encore très faible[5], mais connaît une forte croissance à partir de la deuxième partie des années 2010.
Potentiel solaire
Le gisement solaire, aussi appelé potentiel solaire, de l'Afrique dans son ensemble est colossal. Les réserves totales d'énergie solaire théoriquement disponibles sur le continent ont été estimées à près de 60 millions de TWh/an contre 37,5 millions de TWh/an pour l'Asie, Moyen-Orient (hors Égypte) inclus, et seulement 3 millions de TWh/an pour l'Europe. L'Afrique aurait ainsi 40 % du potentiel total mondial[6], alors que la superficie totale de l'Afrique constitue à peine 20 % de la superficie totale des continents terrestres. L'irradiation solaire globale de l'Afrique est donc a priori très favorable à l'exploitation de l'énergie solaire.
Certaines régions du continent sont parmi les plus ensoleillées de la planète que ce soit en termes d'intensité du rayonnement solaire[7],[8] ou de durée de l'insolation effective[9]. Le centre du Sahara oriental - la région la plus aride du globe[10] - par exemple, à cheval entre la Libye, l'Égypte, le Soudan et le Tchad, constitue la partie de la Terre où l'astre brille le plus souvent en moyenne avec près de 4 300 h/an[11] de soleil ce qui représente 97 à 98 % de la période diurne totale, un record mondial[12]. L'intensité moyenne des radiations solaires y dépasse 220 kcal. cm-2. an-1[13], là aussi un record planétaire.
Les zones en bleu appelées les « ceintures solaires » sont les plus dégagées, celles en rouge les plus nuageuses.
Cet aperçu à l'échelle du continent ne doit pas masquer les disparités parfois impressionnantes à l'échelle régionale, nationale voire locale, quant à la distribution des ressources solaires à travers le continent. Ces inégalités se manifestent le plus fréquemment assez logiquement entre les différentes grandes zones climatiques. Le gisement solaire d'un lieu donné dépend en effet de plusieurs facteurs géographiques et climatiques comme :
- l'altitude du lieu ;
- la latitude du lieu, c'est-à-dire l'éloignement du lieu par rapport à l'équateur ;
- la nébulosité du lieu, c'est-à-dire la fraction du ciel couverte par les nuages ;
- la pluviométrie du lieu, etc.
Ainsi les zones les plus favorisées du continent en matière de gisement solaire sont le nord de l'Afrique, le sud de l'Afrique, les plaines désertiques du nord de la Somalie, Djibouti[14] et l'Ouest malgache. Ce sont des régions sèches essentiellement hyperarides, arides ou semi-arides souvent situées au voisinage des tropiques où le ciel est le plus souvent clair et la luminosité continue. Elles font partie de la Global Sun Belt, la « ceinture solaire de la Terre ».
Au contraire, les zones les moins favorisées du continent en la matière sont les zones côtières de l'Afrique de l'Ouest au bord du golfe de Guinée et leurs arrière-pays, le centre de l'Afrique et la côte orientale de l'Afrique le long de l'océan Indien. Ce sont des régions humides bien arrosées situées à proximité de l'équateur d'où un angle d'incidence du rayonnement solaire proche du maximum atteignable mais contrebalancé par un ciel le plus souvent couvert et une luminosité intermittente.
On peut donc dégager quelques tendances selon les pays :
- les pays extrêmement favorisés : l'Égypte ; le Niger ; la Namibie ;
- les pays très favorisés : l'Afrique du Sud ; le Mali ; le Tchad ;
- les pays favorisés : le Sénégal ; le Zimbabwe ; la Tanzanie ;
- les pays peu favorisés : la Côte d'Ivoire ; le Cameroun ; la République démocratique du Congo ;
- les pays très peu favorisés : le Gabon ; la République du Congo ; le Liberia.
À noter que la liste d'exemples dans chaque catégorie est notamment basée sur les conditions climatiques de ces pays et est évidemment non exhaustive.
Précisons également qu'il existe souvent des contrastes à l'intérieur même de certains pays africains a fortiori si les pays en question sont traversés par différentes zones climatiques qui présentent des régimes de nébulosité et de pluviométrie bien distincts.
Statistiques
Les installations solaires totalisaient une capacité de production de 4,15 GWc (gigawatts-crête) sur toute l'Afrique en 2017, dont plus de la moitié en Afrique du sud, selon le rapport 2018 de l'Agence internationale des énergies renouvelables (Irena). En comparaison, la France totalise 8,5 GWc de solaire installés, qui ne fournissent pourtant que 2 % de l'électricité du pays. Si les projets d'électricité verte se développent en Afrique du sud et dans les pays du Maghreb, l'Afrique subsaharienne reste en revanche le parent pauvre des énergies vertes, et notamment du solaire, selon un rapport de l'Institut Montaigne publié le 14 février 2019. Alors que la ressource solaire est disponible, la taille des projets adaptable, et leur compétitivité de plus en plus attractive face aux solutions thermiques polluantes (fioul et charbon), le nombre de personnes n'ayant pas accès à l'électricité en Afrique subsaharienne devrait continuer à augmenter jusqu'en 2025, voire 2040 selon les estimations, alors qu'il a reculé de 34 % dans le monde entre 2000 et 2016. Un marché se développe toutefois depuis plusieurs années via les « kits individuels », des lampes solaires ou de petits systèmes limités à un panneau et une batterie, avec paiement par le téléphone mobile. Les micro-réseaux électriques, adaptés aux zones rurales éloignées des grandes lignes électriques, se développent également. Mais les projets de taille intermédiaire qui permettraient d'alimenter des agglomérations sont souvent trop petits pour avoir accès aux financements adaptés aux contraintes et aux risques des pays africains[15].
L’Agence marocaine des énergies renouvelables (Masen) comptabilise à la fin 2019 une puissance installée d'énergies renouvelables de 3 685 MW, dont 700 MW pour le solaire[16].
Le Maroc est le seul pays africain disposant d'un câble sous-marin permettant d'échanger de l'électricité avec l'Europe. Vendre de l'électricité bénéficierait au royaume, et pourrait faire partie de l’initiative SET Roadmap qui regroupe le Maroc, l’Espagne, le Portugal, la France et l’Allemagne[17].
Énergie solaire photovoltaïque
La baisse importante des coûts de l'équipement solaire devrait permettre une augmentation significative du taux d'équipement, avec une estimation à 2,2 GW en 2018[18].
L'Afrique du Sud est le pays africain qui dispose du parc solaire le plus important, avec 1329 MW installés en 2016[19]. L'énergie solaire en Afrique du Sud est en pleine expansion.
Au Maroc, les centrales solaires en exploitation totalisent 700 MW, dont 192 MW en photovoltaïque : Noor Ouarzazate IV (72 MW), mise en service en 2018, Noor Laâyoune I (80 MW), Noor Boujdour I (20 MW) et Ain Beni Mathar (20 MW)[16].
La Banque africaine de développement (BAD) se prépare à lancer le projet « Desert to Power » pour fournir de l'énergie à 250 millions de personnes dans les 11 pays de la bande sahélienne (du Sénégal à l'Éthiopie) en faisant de cette région la plus grande zone de production solaire au monde avec 10 000 MW de capacité[20].
La société PEG Africa fournit dans les pays d'Afrique de l'Ouest des kits solaires hors réseau en zone rurale, où le combustible représente jusqu'à 30% des coûts pour les ménages[21]. En Afrique subsaharienne, seule 32% de la population est connectée au réseau électrique, souvent d'une qualité médiocre, les solutions hors-réseaux connaissent un certain engouement[22].
La centrale de Zagtouli, près de Ouagadougou au Burkina Faso, est inaugurée le 29 novembre 2017[23]. Cette centrale d'une puissance de 33 MWc et étalée sur 60 hectares a été construite pour un coût de 47,5 millions d'euros, financés par la Commission européenne et l'agence française de développement.
Le Ghana doit mettre en service début 2019 une centrale solaire privée, la Nzema Solar Power Station (en) d'une puissance de 150 MW[24],[25].
Le Tchad adopte en décembre 2017 un plan de 23 millions de dollars pour l'électricité solaire, alors que seule 5% de la population dispose de l'électricité[26]. Ce plan est financé à 87% par la banque islamique de développement, 11% par le gouvernement et 2% par l'Office national d'électricité marocain.
L'Éthiopie démarre en début de 2018 la construction d'une centrale solaire de 100 MW dans la région d'Oromia[27], dans le but de diversifier sa production d'électricité. Par ailleurs, une usine de panneaux solaires était presque achevée en 2015 à Sendafa[28].
En Namibie, l'entreprise française InnoVent a construit les deux premières centrales solaires du pays à Omburu et Osona (5 MW chacune)[29]. La première commence à produire en 2015[30].
Énergie solaire thermique ou thermodynamique
Maroc
Le Maroc a commencé à valoriser son potentiel solaire (environ 3 000 heures d’ensoleillement par an)[31]. Le pays est particulièrement bien doté en termes d'ensoleillement direct (utile en particulier pour la technologie CSP - Concentrated Solar Power). Ce potentiel solaire est évalué à 20 000 MW[32].
À travers le développement de projets solaires multi-technologiques, le Maroc vise à atteindre, à l’horizon 2020, un mix électrique dont 14 % serait d’origine solaire[33]. Ces projets devraient permettre d’éviter l’émission d’au moins 3,7 millions de tonnes de CO2[34].
Le Maroc explore les technologies solaires les plus matures pour répondre aux besoins de consommation électrique du pays et aux spécificités de chaque site solaire.
Jusqu’en 2018, le pays a recours aux deux principales technologies solaires : le solaire thermodynamique (en anglais : Concentrated Solar Power - CSP) et le photovoltaïque (PV)[35].
La solution hybride CSP-PV retenue par Masen pour la centrale Noor Midelt I a permis, en 2019, de réduire considérablement le prix du kilowatt-heure[36].
Plusieurs autres technologies solaires sont testées au niveau de la plateforme R&D de Ouarzazate : notamment le photovoltaïque concentré (CPV), la technologie Fresnel, ou encore le démonstrateur CSP Dish Stirling (en)[37].
À la fin de 2019, on compte au Maroc 700 MW installés dans le solaire et 2 700 MW engagés[38].
État des lieux des projets solaires à fin 2019 :
| Projets solaires | Capacité installée | |
| Projets en exploitation | Noor Ouarzazate | 582 MW[39][source insuffisante] |
| Noor Laâyoune I | 85 MW[40] | |
| Noor Boujdour I | 20 MW[40] | |
| Ain Beni Mathar | 20 MW[41] | |
| Projets engagés | Noor Midelt I | 800 MW[42] |
| Noor Midelt II | 400 à 800 MW[43] | |
| Noor Tafilalet ( à travers 3 centrales prévues à Arfoud 40 MW, Zagoura 40 MW et Missour 40 MW) | 120 MW[44] | |
| Noor PV II (à travers les 9 centrales prévues à Laâyoune, Boujdour, Taroudant, Kelaa Sraghna, Khouribga, Lhajeb, Guercif, Sidi Bennour et Jerada)
|
800 MW[45] | |
| Noor Atlas ( à travers 7 centrales prévues à Tantan, Tata, Outat El Haj, Ain Beni Mathar, Boudnib, Bouanane, Enjil) | 200 MW[46] |
Afrique du Sud
L'Afrique du Sud a mis en service plusieurs centrales solaires thermodynamiques, utilisant des miroirs cylindro-paraboliques et des tours solaires. Par ailleurs, des chauffe-eau solaires sont utilisés et fournis gratuitement dans les townships[47]. En 2017, l'Afrique du Sud est le premier pays d'Afrique pour l'énergie solaire thermodynamique aussi bien que pour le photovoltaïque.
L'enjeu de la formation
Pour sensibiliser les étudiants africains aux défis de l'énergie solaire, l'Université Virtuelle de Côte d'Ivoire a organisé en 2018 à Abidjan une cérémonie pour la distribution de 200 exemplaires d'un ouvrage scientifique sur l'énergie solaire aux universités ivoiriennes[48].
Articles connexes
Références
- « Global Solar Atlas », sur Global Solar Atlas (consulté le )
- Griffiths, I.L., The Atlas of African Affairs, Taylor & Francis, (ISBN 9781135855529, lire en ligne), p. 15
- Powell, R., Bowden, D., Tresemer, D., Bento, W., Farrants, W., Gray, B., Dann, K., Paul, L., Lainson, C.M.L. et Nurney, S., Journal for Star Wisdom 2013, Lindisfarne Books, (ISBN 9781584201366, lire en ligne)
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- L'Afrique n'a pas réussi sa révolution solaire, Les Échos, 14 février 2019.
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