réalisé sous la direction de - ademe
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Réalisé sous la direction de : Jérôme Payet, Cycleco [email protected] CYCLECO 1011 avenue Léon Blum 01500 Ambérieu-en-Bugey France Tél. : +33 (0)4 37 86 07 12 www.cycleco.eu
Auteurs :
Jérôme Payet Isabelle Blanc Bastien Evon Didier Beloin-Saint-Pierre Marion Sié Catherine Guermont
Nadine Adra Eric Raison Clément Puech Yvonnick Durand
3
Ce référentiel méthodologique propose une méthode pour l’évaluation des impacts
environnementaux des systèmes photovoltaïques sur leur cycle de vie. Il s’adresse aux
concepteurs des systèmes photovoltaïques afin d’évaluer les impacts environnementaux de la
production d’électricité selon des règles définies dans ce document. Certaines valeurs de
facteurs d’impacts, nécessaires à l’évaluation des impacts environnementaux du système
photovoltaïque, proposées par défaut à l’util isateur de ce référentiel sont volontairement
conservatrices. Ce choix de valeurs conservatrices a pour objectif d’inciter les fabricants de
composants du système photovoltaïque à substituer ces valeurs conservatrices par leur propre
valeur afin de mieux correspondre à la réalité environnementale des composants du système
PV. Les valeurs conservatrices ainsi proposées ne sont pas représentatives de la fi l ière
photovoltaïque et doivent être strictement util isées dans le cadre de ce référentiel
méthodologique.
Le référentiel méthodologique s’adresse à un public expert en système photovoltaïque ayant
des connaissances générales sur les évaluations environnementales.
Les résultats de l’évaluation environnementale issus de ce référentiel ne doivent pas être utilisés à des fins de comparaisons avec d’autres types d’évaluations environnementales des systèmes photovoltaïques ne se référant pas à ce référentiel, des systèmes de production électrique issus d’énergies renouvelables ou issus d’énergies fossiles. Ce référentiel méthodologique propose un cadre spécifique ce qui rend la comparaison des résultats avec d’autres types d’évaluations environnementales inappropriée.
Préambule - Avertissement
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Ce référentiel a été réalisé par Cycleco, ARMINES/MINES ParisTech et Transénergie à
l ’initiative de l’ADEME et sous la direction de Jérôme Payet.
Il a été revu par Mariska De Wild-Scholten du bureau d’étude SmartGreenScans .
Ce référentiel a fait l ’objet d’un suivi par un groupe de travail constitué de :
Nom Prénom Organisation / Institution
BECCAVIN Jérôme Certisolis
BOUTOT Romary Ministère de l 'écologie, du développement durable et de l 'énergie - Direction générale de l 'énergie et du climat
BRUNOT Aymeric CEA
CASSAGNE Valerick Total
CHEVALIER Jacques CSTB
COLLIN Gaëtan Greenbirdie
COUNIL Joséphine SER
DARIUS Danielle Greenbirdie
FERRAILE Adelaïde ENPC
ELALOUF Zelda Ministère de l 'écologie, du développement durable et de l 'énergie - Direction de l 'Habitat, de l 'Urbanisme et des Paysages
GOAER Gilles Photowatt
JAGU Catherine Gimélec
LE BOULCH Denis EDF
LE QUANG Nam Photowatt
LEROY Yann ECP
LY Saliny Greenbirdie
MARCHAL David ADEME
MORLOT Rodolphe ADEME
MOUSQUES Claire Juwi
NESSI Marie Cécile EDF EN
NISSING Christian Total
PACITTO Paola Greenbirdie
PEUPORTIER Bruno MINES ParisTech
PIRO Maryline EDF
PITAVAL Sébastien Solaïs
PLOMION Céline Nexcis
POUBEAU Romain SER
RHETORE Olivier ADEME
SIDAT Patricia ADEME
SOLEILLE Sébastien Total
TOURE Maelenn SER
VERNAT Anne Prieur GDF Suez
VERNAY Christophe Solaïs
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Figure 1 – Cadre du Référentiel PV.................................................................................................. 12 Figure 2 – Granulométrie de la catégorie de produits 1................................................................ 33 Figure 3 – Granulométrie de la catégorie de produits 2.a............................................................. 38 Figure 4 – Granulométrie de la catégorie de produits 2.b ............................................................ 43 Figure 5 – Granulométrie de la catégorie de produits 3.a............................................................. 48 Figure 6 – Granulométrie de la catégorie de produits 3.b ............................................................ 53 Tableau 1 – Termes et définitions ......................................................................................................7 Tableau 2 – Catégories de produits couvertes par le référentiel.................................................. 15 Tableau 3 – Indicateurs retenus relatifs aux impacts environnementaux et flux d’énergie....... 17 Tableau 4 – Catégorie de produits et coefficient de performance ............................................... 25 Tableau 5 – Catégorie de produits 1 ............................................................................................... 34 Tableau 6 – Catégorie de produits 2.a ............................................................................................ 39 Tableau 7 – Catégorie de produits 2.b ............................................................................................ 44 Tableau 8 – Catégorie de produits 3.a ............................................................................................ 49 Tableau 9 – Catégorie de produits 3.b ............................................................................................ 54 Tableau 10 – Exemple de quantité de référence ........................................................................... 67 Équation 1 ......................................................................................................................................... 22 Équation 2 ......................................................................................................................................... 24 Équation 3 ......................................................................................................................................... 24 Équation 4 ......................................................................................................................................... 26 Équation 5 ......................................................................................................................................... 32 Équation 6 ......................................................................................................................................... 32
Table des illustrations
6
Préambule - Avertissement................................................................................................................. 3
Table des illustrations.......................................................................................................................... 5
Table des matières............................................................................................................................... 6
Termes et définitions........................................................................................................................... 7
Introduction ....................................................................................................................................... 10 1. Objectifs du Référentiel PV .................................................................................................. 10 2. Public visé par le Référentiel PV .......................................................................................... 10 3. Elaboration du référentiel .................................................................................................... 13
Concept du référentiel ...................................................................................................................... 14
Cadre méthodologique...................................................................................................................... 15 1. Catégorie de produits ........................................................................................................... 15 2. Définition du champ de l’étude ACV ................................................................................... 16
a) Fonction, unité fonctionnelle ........................................................................................... 16 b) Frontières du système ...................................................................................................... 16 c) Catégories d’impact et méthodes de calcul .................................................................... 17
Mode d’emploi pour le calcul des impacts environnementaux du système PV ........................... 21 1. Génération des facteurs d’impact ....................................................................................... 21 du système PV ............................................................................................................................... 21 2. Evaluation du productible .................................................................................................... 23
a) Evaluation sur site ............................................................................................................. 24 b) Evaluation sur site de référence ...................................................................................... 26
3. Impacts environnementaux du système PV rapportés à l’UF............................................ 26
Format du livrable.............................................................................................................................. 27
Révision du référentiel ...................................................................................................................... 29
Références.......................................................................................................................................... 30
Annexe 1 Méthode de calcul des impacts environnementaux par puissance du système PV ou par surface effective du champ PV ....................................................................................... 32
Annexe 2 Calcul des facteurs d’impact du système PV................................................................... 33
Annexe 3 Identification de l’irradiation annuelle moyenne sur le site de l’installation............... 58
Annexe 4 Format du livrable de l’étude........................................................................................... 59
Annexe 5 Règles relatives au champ de l’étude pour réaliser l’ACV des processus d’un système PV ......................................................................................................................................... 63
Annexe 6 Exemple d’application pratique du référentiel............................................................... 65
Annexe 7 Calcul des quantités de référence pour des systèmes PV de puissance nominale supérieure à 12 MW pour la catégorie de produit 3.b ................................................................... 67
Table des matières
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Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent. Les
définitions suivantes introduisent à la fois de nouveaux termes et des termes ISO.
Tableau 1 – Termes et définitions
Terme Définition
Analyse du Cycle de Vie (ACV)
Compilation et évaluation des intrants, des extrants et des impacts environnementaux potentiels d'un système de produits au cours de son cycle de vie.
[ISO 14040, 2006]
Catégorie de produit Groupe de produits ayant une fonction équivalente.
[ISO 14025, 2006]
Catégorie d'impact dite
«intermédiaire»
(« Midpointcategory »)
Classe représentant les points environnementaux étudiés à laquelle les résultats de l’inventaire du cycle de vie peuvent être affectés.
[ISO 14040, 2006]
Catégorie de dommages (« Endpointcategory »)
Catégories permettant de représenter les changements de qualité de l 'environnement à partir de l’agrégation de catégories d’impact intermédiaires.
Exemple : santé humaine, ressources, réchauffement climatique
Champ photovoltaïque ou champ de modules photovoltaïque
Ensemble de groupes photovoltaïques en se référant à l’aspect visuel de l’arrangement des modules photovoltaïques.
[Vocabulaire photovoltaïque ADEME, 2011]
Classification Etape de l’ACV permettant d’attribuer les flux élémentaires aux différentes catégories d’impact.
Donnée conservatrice Quantité de référence ou de facteur d’impact pénalisant les impacts d’un Inventaire du Cycle de Vie dans le sens où l’impact du processus sur l’environnement est maximisé. Note 1 : La donnée conservatrice a pour objectif d’inciter les fabricants de produits à développer leurs propres inventaires pour réduire l’empreinte environnementale de leurs systèmes.
Note 2 : Si l ’ICV d’un processus contient au moins une donnée pénalisante, on dira que l’ICV du processus est pénalisant.
Donnée non conservatrice
Quantité de référence ou de facteur d’impact ne pénalisant pas l’ICV.
Note : La donnée non conservatrice n’a pas pour objectif d’inciter les fabricants de produits à développer leurs propres inventaires dans le sens où la donnée n’est pas pénalisante.
Energie consommée L’énergie consommée correspond à l’énergie dite « autoconsommée » sur place par des appareils en cours de fonctionnement dans le cadre d’un contrat de vente du surplus au réseau.
Note : Cette énergie consommée utile ne tient pas compte des pertes du réseau électrique interne et des consommations des auxiliaires de l ’installation photovoltaïque (exemple : monitoring, …).
Termes et définitions
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Empreinte environnementale
Mesure de l’impact environnemental qu'exerce l 'homme sur l’environnement.
Evaluation d’impact du cycle de vie (EICV)
(« Life cycle impact assessment » -LCIA)
Il s’agit de la troisième étape de l’ACV qui comprend la compilation et la quantification des flux entrants et sortants du système étudié (ISO14040 :2006) afin d’évaluer quantitativement les impacts environnementaux potentiels créés par les systèmes étudiés.
Facteur d’impact Valeur d’impact associée à un ICV d’un système de produits et résultant de la multiplication des flux de l’ICV de ce système de produits par les facteurs de caractérisation correspondants.
Flux élémentaires Matière ou énergie entrantes dans le système étudié, qui a été puisée dans l 'environnement sans transformation humaine préalable, ou matière ou énergie sortant du système étudié, qui est rejetée dans l 'environnement sans transformation humaine ultérieure.
[ISO 14040, 2006]
Flux de référence Mesure des extrants des processus, dans un système de produits donné, nécessaire pour remplir la fonction telle qu'elle est exprimée par l 'unité fonctionnelle.
[ISO 14040, 2006]
Granulométrie Caractérise l’envergure du processus en termes de sous composants ou phases du cycle de vie inclus.
Installation photovoltaïque
Ensemble de tous les éléments d’un système photovoltaïque mis en œuvre sur un site donné et se référant aux codes et pratiques de sécurité et de protection des personnes et des biens.
[Vocabulaire photovoltaïque ADEME, 2011]
Inventaire du Cycle de Vie (ICV)
Compilation et quantification des intrants et des extrants, pour un système de produits donné au cours de son cycle de vie.
[ISO 14040, 2006]
Impacts environnementaux de référence
les impacts environnementaux dits de référence sont rapportés au productible d’un site de référence représentatif d’une situation moyenne en France métropolitaine.
Module photovoltaïque Unité de production d’énergie électrique (courant continu) la plus élémentaire constituée d’un assemblage de cellules photovoltaïques interconnectées, complètement protégé de l’environnement.
Note : Les modules photovoltaïques sont les éléments de base d’un générateur photovoltaïque. Ils font l’objet de normes d’homologation en rapport avec la technologie utilisée.
[Vocabulaire photovoltaïque ADEME, 2011]
Performance Ratio (PR) ou Coefficient de performance d’un système photovoltaïque
Indicateur qui montre l’effet des pertes du système photovoltaïque par rapport à sa puissance nominale (unité : grandeur sans dimension exprimée en %).
[Vocabulaire photovoltaïque ADEME, 2011]
Processus Ensemble d'activités corrélées ou interactives qui transforme des intrants en extrants.
[ISO 9000, 2005]
Productible Quantité d’électricité produite sur le cycle de vie d’une installation en fonction de sa situation géographique et de ses performances (exprimé en kWh).
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Puissance crête ou nominale d’un module photovoltaïque
Valeur de la puissance maximale mesurée aux conditions normales d’essai (STC), utilisée pour dénommer et identifier un module photovoltaïque (unité : W ; couramment utilisé Wc). Note : La puissance nominale est marquée sur le module ; c’est généralement une valeur arrondie.
[Vocabulaire photovoltaïque ADEME, 2011]
Puissance crête ou puissance nominale du système PV
Somme des puissances crêtes de tous les modules photovoltaïques du système (unité : W ; couramment utilisé Wc).
Quantité de référence Valeur numérique d’extrants des processus. Flux de référence des processus qui alimentent directement le niveau 2 du système étudié (c’est-à-dire la réalisation du système photovoltaïque).
Rendement de conversion photovoltaïque
Rapport de la puissance électrique maximale de sortie au produit de la surface du dispositif photovoltaïque par l’éclairement incident mesuré dans des conditions définies, en général les conditions normales d’essai (STC).
[Vocabulaire photovoltaïque ADEME, 2011]
Surface effective du champ PV
Surface totale de l’ensemble du système d’intégration (surface des modules et des zones neutres comprises) sans tenir compte des abergements périphériques éventuels (éléments de liaison entre le bâti et le champ PV) (unité : mètre carré).
Surface totale d’un module
Surface de la face avant d’un module photovoltaïque, exposée à l’éclairement, définie par ses bords extérieurs (unité : mètre carré).
[Vocabulaire photovoltaïque ADEME, 2011] Note 1 : La surface totale d’un module comprend la surface totale des cellules photovoltaïques plus les espaces non couverts par les cellules ; la surface de la partie frontale (s’il y en a un) doit être incluse.
Note 2 : Le rendement de conversion photovoltaïque d’un module doit se référer à sa surface totale.
Système photovoltaïque
Système électrique incluant la génération, la transformation, la distribution, voire le stockage d’énergie électrique obtenue par conversion photovoltaïque de l’énergie solaire.
[Vocabulaire photovoltaïque ADEME, 2011]
Unité fonctionnelle Performance quantifiée d’un système de produits destinée à être util isée comme unité de référence dans une analyse du cycle de vie.
[ISO 14044, 2006]
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Les nouvelles exigences réglementaires françaises pour le soutien au développement des
installations photovoltaïques prendront de plus en plus en considération l’évaluation de
l ’empreinte environnementale des systèmes de production d’énergie sur l’ensemble de leur
cycle de vie.
L’ADEME a été sollicité pour élaborer un référentiel d’évaluation environnementale des
systèmes photovoltaïques dans le but d’aider les installateurs et les concepteurs de système
photovoltaïque à satisfaire ces nouvelles exigences.
Ce référentiel vise à fournir une méthode pour l’évaluation des impacts environnementaux
des systèmes photovoltaïques (PV) sur leur cycle de vie.
Ce document suit comme principe directeur que l’évaluation des impacts environnementaux
des systèmes PV doit être élaborée conformément à l’approche cycle de vie et à l’approche
multicritères. Il doit permettre de satisfaire les objectifs ci -dessous :
- apporter aux instances décisionnaires responsables de la conception, de la
prescription et de l’exploitation des systèmes PV une information relative aux impacts
environnementaux générés par le système PV tout au long de son cycle de vie, afin
qu’ils l ’intègrent comme critère de décision dans leur stratégie d’investissement.
- permettre d’évaluer les systèmes PV sur la base de leurs performances
environnementales, et ce dans un cadre comparable.
Le référentiel devra servir de cadre méthodologique en matière d’évaluation
environnementale pour les décisions des politiques publiques concernant la mise en œuvre
des systèmes photovoltaïques.
Les concepteurs et les installateurs de système PV sont visés par ce référentiel. Une
segmentation sur quatre niveaux de la chaîne de production de la filière PV est proposée afin
que les sections pertinentes aux différents acteurs de la fi l ière PV puissent être identifiées
rapidement par ceux-ci au sein de ce référentiel :
Niveau 1 : Processus – i l lustré par les encadrés verts – alimentent directement ce
niveau pour calculer les impacts du niveau des sous-systèmes PV.
1. Objectifs du Référentiel
Introduction
2. Public visé par le Référentiel
11
Niveau 2 : Sous-système PV – i l lustré par les encadrés bleus – alimentent directement
ce niveau pour calculer les impacts du système PV.
Niveau 3 : Système PV – i l lustré par les pointil lés violet – les flux permettent de
calculer directement le productible du système PV.
Niveau 4 : Cycle de vie du système PV – i l lustré par les pointillés orange – donnent les
impacts du système PV conformément à l’unité fonctionnelle (voir page 16) du
référentiel.
Cette segmentation est présentée sur la figure 1 de la page 12.
A cette segmentation en niveaux s’intègrent les phases du système PV : phase de fabrication,
d’util isation et de fin de vie. Le traitement en fin de vie et l’éventuel remplacement pendant la
durée de vie des composants du système PV est intégrée dans le niveau 1 – Processus – pour
permettre une évaluation environnementale sur le cycle de vie des divers processus
constituants le système PV.
12
Figure 1 – Cadre du Référentiel PV
13
Ce référentiel a été développé avec la consultation d’un groupe de travail représentatif de
professionnels de la fi lière PV française (industriels, syndicats de professionnels, bureaux
d’études, développeurs de projets, concepteurs et exploitants de système PV, représentants
du ministère, organismes de recherche et de certification). La consultation du groupe de travail
a fait l ’objet de quatre réunions de concertation lors du développement du référentiel entre
2011 et 2012.
3. Elaboration du référentiel
14
Ce référentiel méthodologique propose une méthode pour l’évaluation des impacts
environnementaux des systèmes photovoltaïques sur leur cycle de vie. Le référentiel s’appuie
ainsi sur un cadre méthodologique permettant de définir le champ de l’étude ACV.
Le mode d’emploi pour procéder au calcul des impacts environnementaux des systèmes PV est
détail lé pas à pas. Celui-ci comporte trois étapes distinctes (voir le Mode d’emploi pour le
calcul des impacts environnementaux du système PV en page 21). Deux types de résultats sont
attendus :
(1) les impacts environnementaux rapportés au productible évalué sur le site pressenti de
l ’installation
(2) les impacts environnementaux dits de référence car rapportés au productible d’un site de
référence représentatif d’une situation moyenne en France métropolitaine.
Dans ce mode d’emploi, des valeurs par défaut sont proposées à l’utilisateur afin de procéder
au calcul des impacts environnementaux du système PV. Certaines valeurs par défaut
proposées à l’utilisateur de ce référentiel sont volontairement conservatrices. Ce choix de
valeurs conservatrices a pour objectif d’inciter les fabricants de composants du système
photovoltaïque à substituer ces valeurs conservatrices par leur propre valeur afin de mieux
correspondre à la réalité environnementale des composants du système PV. Les valeurs
conservatrices ainsi proposées ne sont pas représentatives de la fi l ière PV et doivent être
strictement util isées dans le cadre de ce référentiel méthodologique.
Concept du référentiel
15
La structure d’évaluation environnementale exposée dans ce référentiel s’applique aux
catégories de produits définies dans le tableau 2. Il s’agit des systèmes PV raccordés à un
réseau public de distribution d’électricité en basse tension, moyenne ou haute tension.
Tableau 2 – Catégories de produits couvertes par le référentiel
Catégories de produits
Puissance Pmax Domaine
de tension Description de
l’installation du système PV
Catégorie 1 Supérieur à 0 kVA et inférieur à 36 kVA
BT monophasé ou triphasé
Système intégré ou lié au bâtiment ou posé sur toiture
Catégorie 2.a Strictement supérieur à 36 kVA et inférieur à 250 kVA
BT triphasé
Système intégré ou lié au bâtiment ou posé sur toiture
Catégorie 2.b Système installé au sol
Catégorie 3.a Strictement
supérieur à 250 kVA HTA
Système intégré ou lié au bâtiment ou posé sur toiture
Catégorie 3.b Système installé au sol
Avec : Pmax (en kVA ou kW) désigne la puissance maximum du système PV définie comme le
minimum entre la somme des puissances maximum des onduleurs et la puissance crête totale
du champ PV comme définie à l’article 1 du décret n°2000-877 du 7 septembre 2000.
Le présent référentiel est un référentiel général applicable à tous les systèmes PV installés en
France métropolitaine à l’exception des systèmes PV à concentration (CPV). Les technologies à
base de silicium cristallin et sur couche mince sont distinguées dans le référentiel ; les autres
technologies sont classées comme des technologies indéfinies (voir l ’Annexe 2). Dans le cas où
des référentiels sectoriels seraient développés , i ls devraient être conformes au référentiel
général.
Cadre méthodologique
1. Catégorie de produits
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a) Fonction, unité fonctionnelle La fonction de base des installations PV analysées dans le cadre du référentiel méthodologique
est la production d’électricité.
L’unité fonctionnelle de l’ACV doit être déterminée en correspondance avec la fonction du
système observé et sert de base de comparaison pour l ’analyse des résultats de différents
systèmes PV de production d’électricité. Elle est donc :
1 kWh produit par un système photovoltaïque pendant sa durée de vie et injecté dans le
réseau (de distribution ou de transport) ou consommé
L’énergie consommée correspond à l’énergie dite « autoconsommée » sur place par des
appareils en cours de fonctionnement dans le cadre d’un contrat de vente du surplus
d’électricité produite au réseau. Cette énergie consommée utile ne tient pas compte des
pertes du réseau électrique interne et des consommations des auxiliaires de l’installation
photovoltaïque (exemple : monitoring, …).
L’analyse environnementale du processus techno logique caractérisé par cette unité
fonctionnelle nécessite l’évaluation du productible. Cette évaluation doit prendre en compte
les caractéristiques techniques de l’installation à l’étude (rendement des modules, pertes
électriques, durée de vie du système PV, etc.) ainsi que les conditions d’irradiation du système
PV.
La méthode de calcul retenue pour déterminer les impacts environnementaux peut être
déclinée par puissance nominale du système PV et par surface effective du champ PV en
faisant le l ien avec le kWh (unité fonctionnelle du référentiel). Cette méthode de calcul est
donnée en Annexe 1 (page 32).
b) Frontières du système Les différentes étapes du cycle de vie du système PV sont incluses dans les frontières du
système :
- fabrication des composants du système PV,
- installation du système PV,
- util isation et maintenance,
- désinstallation,
- traitement en fin de vie (recyclage, incinération et/ou enfouissement des matériaux
composant le système PV).
2. Définition du champ de l’étude ACV
17
L’infrastructure pour la fabrication des composants du système PV est incluse dans la frontière
du système dans l’étape de fabrication.
Les transports inclus dans ces étapes du cycle de vie sont également pris en compte.
Parties du cycle de vie non prises en compte :
- Les déplacements des employés (sauf pour la maintenance des installations) .
- Les activités d’administration, de vente, de distribution et de recherche et développement
(R&D).
- Les flux de matière et d’énergie engendrés par la ventilation, l ’éclairage, les dispositifs de
surveillance.
- Les mesures de compensation carbone engagées par l’entreprise.
Durée de vie des composantes du système PV
- Durée de vie des modules : 30 ans
- Durée de vie des onduleurs : 15 ans
- Durée de vie des autres composantes du système PV : 30 ans
La durée de vie du système PV est considérée identique à la durée de vie des modules PV.
c) Catégories d’impact et méthodes de calcul L’étape d’évaluation des impacts environnementaux permet de traduire les flux élémentaires
en impacts environnementaux. Elle comprend la classification des émissions en fonction de
catégories d’impact, la caractérisation intermédiaire et la caractérisation des dommages.
Les indicateurs retenus dans le référentiel PV et les méthodes de caractérisation
correspondantes sont présentées dans le tableau 3. Ces indicateurs comportent des
indicateurs d’impacts environnementaux et des indicateurs de flux d’énergie.
Tableau 3 – Indicateurs retenus relatifs aux impacts environnementaux et flux d’énergie
Impacts
environnementaux /
Flux d’énergie
Indicateur Unité Méthode
Calcul des facteurs
d’impact dans le
référentiel
Changement climatique
Réchauffement climatique potentiel
à 100 ans (GWP100)
kg CO2 équivalent
IPCC 2007 à 100ans Obligatoire
Inhalation de particules
inorganiques
Absorption de fines particules
kg PM2.5 équivalent
RiskPoll model (Rabl and Spadaro,
2004) et Greco et
al. 2007
Obligatoire
Utilisation des
ressources en eau Utilisation d’eau
m3 d’eau
équivalent
Swiss Ecoscarcity
2006 Obligatoire
Consommation
d’énergie primaire,
renouvelable
Consommation
d’énergie primaire
renouvelable
MJ Cumulative Energy
Demand Obligatoire
Consommation d’énergie primaire,
non renouvelable
Consommation d’énergie primaire
non renouvelable
MJ Cumulative Energy
Demand Obligatoire
18
Appauvrissement de la couche d’ozone
Appauvrissement potentiel de la
couche d’ozone
kg CFC-11 équivalent
World Meteorological
Organization
(WMO) 1999
Facultatif
Toxicité humaine, effet cancérigène
Unité toxique comparative pour
l’homme CTUh USEtox Facultatif
Toxicité humaine,
effet non
cancérigène
Unité toxique
comparative pour
l’homme
CTUh USEtox Facultatif
Radiation ionisante,
santé humaine
Exposition humaine à
l’uranium 235 kg U
235
équivalent
Effet sur la santé
humaine développé
par Dreicer et al.
1995 (Frischknecht
et al. 2000)
Facultatif
Radiation ionisante,
écosystème
Unité toxique
comparative pour les
écosystèmes
CTUe
Effet sur les
écosystèmes
développé par
Garnier-Laplace et
al. 2009
Facultatif
Formation d’ozone
photochimique
Augmentation de la
concentration en
ozone
troposphérique
kg NMVOC
équivalent
LOTOS-EUROS (Van
Zelm et al. 2008)
appliqué dans
ReCiPe
Facultatif
Acidification Dépassement
accumulé
molc H+
équivalent
Accumulated Exceedance
(Seppälä et al.
2006, Posch et al.
2008)
Facultatif
Eutrophisation,
terrestre
Dépassement
accumulé
molc N
équivalent
Accumulated Exceedance
(Seppälä et al.
2006, Posch et al.
2008)
Facultatif
Eutrophisation, eau
douce
Fraction de nutriments
rejoignant le
compartiment eau
douce
kg P
équivalent
Modèle EUTREND (Struijs et al. 2009)
implémenté dans
ReCiPe
Facultatif
Eutrophisation, marine
Fraction de nutriments
rejoignant le
compartiment eau
marine
kg N équivalent
Modèle EUTREND (Struijs et al. 2009)
implémenté dans
ReCiPe
Facultatif
Utilisation des sols Soil Organic Matter
(SOM) kg C
déficitaire Mila i Canals et al.
2007b Facultatif
1
1 La catégorie d’impact sur l’utilisation des sols est facultative pour les systèmes photovoltaïques installés au sol.
Elle n’est pas applicable aux systèmes photovoltaïques installés sur un bâtiment.
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Ecotoxicité, eau douce
Unité toxique comparative pour les
écosystèmes CTUe USEtox Facultatif
Diminution des
ressources minérales, fossiles et
renouvelables
Rareté kg Sb
équivalent CML 2002 (Guinée
et al. 2002) Facultatif
Les indicateurs et les méthodes retenues sont conformes aux recommandations européennes
proposées dans le cadre du Joint Research Center (JRC) de la Commission Européenne (EC-JRC,
2011). La Commission Européenne émet exclusivement des recommandations pour les
indicateurs d’impact. Les recommandations de la Commission Européenne classent les
méthodes suivants trois niveaux distincts (EC-JRC, 2011) : niveau 1 – méthode recommandée
et satisfaisante ; niveau 2 – méthode recommandée mais devant être améliorée et ; niveau 3 –
méthode recommandée mais devant être appliquée avec précaution. Les indicateurs de flux
Consommation d’énergie primaire renouvelable et Consommation d’énergie primaire non
renouvelable n’ont de ce fait aucun niveau de recommandation. Les facteurs de caractérisation
sont issus de la méthode ILCD 2011 Midpoint version 1.01 implémentée dans Simapro 7.3.32,3.
Parmi les catégories d’impact du référentiel , certaines sont obligatoires – c’est-à-dire que
l ’util isateur devra obligatoirement calculer les impacts pour ces catégories d’impact, et
d’autres sont facultatives – c’est-à-dire que l’util isateur pourra les renseigner de manière
volontaire.
Changement climatique :
Les membres de l’Union Européenne ont fixé un objectif contraignant de réduire de 20% les
émissions de gaz à effet de serre à l’horizon 20204. La catégorie d’impact Changement
Climatique est retenue comme obligatoire.
L’indicateur de cette catégorie d’impact est le réchauffement climatique potentiel à un horizon
temporel de 100 ans. Les émissions de gaz à effet de serre durant les étapes du cycle de vie
d’un système PV sont estimées à l’horizon temporel de 100 ans en util isant la méthode IPCC
2007 à 100 ans (IPCC, 2007) qui est classé au niveau 1 : recommandée et satisfaisante (EC-JRC,
2011). L’unité est le kg CO2 équivalent.
Inhalation de particules inorganiques :
L’inhalation de particules inorganiques est responsable des dommages sur la santé humaine.
La catégorie d’impact Inhalation de particules inorganiques est retenue comme obligatoire
avec l ’utilisation du modèle RiskPoll (Rabl and Spadaro, 2004 ; Greco et al. 2007) qui est classé
au niveau 1 : recommandée et satisfaisante (EC-JRC, 2011). L’unité est le kg de PM2.5
équivalent.
2 Les facteurs de caractérisation sont issus de la version 1.0.3 daté du 1 Mars 2012 et sont téléchargeables sur
http://lct.jrc.ec.europa.eu/assessment/da ta#da 3 Les facteurs de caractérisation pour la consommation d’énergie primaire renouvelable et non renouvelable sont
issus de la méthode Cumulative Energy Demand version 1.08 implémentée dans Simapro 7.3.3. 4 Directive 2009/29/CE du Parlement européen ; consultable sur :
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32009L0029:FR:NOT
20
Util isation des ressources en eau :
L’util isation des ressources en eau représente un défi environnemental d’une importance
grandissante (Alsema et al. 2009). Cet indicateur de consommation d’eau est également
retenu dans le référentiel de certification (option : impact environnemental) délivrée par
Certisolis dans la cadre de la mise en œuvre d’une démarche qualité du photovoltaïque. La
catégorie d’impact Utilisation des ressources en eau est retenue comme obligatoire.
L’util isation de la méthode Swiss Ecoscarcity (Frischknecht et al. 2009) est classée au niveau 3 :
recommandée mais devant être appliqué avec précaution (EC-JRC, 2011). L’unité est le m3
d’eau équivalent.
Consommation en énergie primaire renouvelable et non renouvelable :
Les membres de l’Union Européenne ont fixé un objectif contraigna nt de réduire de 20% les
consommations d’énergie et de consommer 20 % d’énergie d’origine renouvelable à l’horizon
20205. Les indicateurs de flux Consommation d’énergie primaire, renouvelable et
Consommation d’énergie primaire, non renouvelable sont retenues comme obligatoires.
Ces indicateurs de flux décrivent la consommation des sources d’énergie fossile, nucléaire et
renouvelables tout au long du cycle de vie d’un système PV. La méthode Cumulative Energy
Demand (CED) est retenue afin de quantifier à la fois les consommations d’énergie primaire
renouvelable (hydraulique géothermique, solaire, éolienne et biomasse) et d’énergie primaire
non renouvelable (fossile et nucléaire) (Frischknecht et al. 2007). La Commission Européenne
ne recommande aucun indicateur de flux. L’unité est le MJ.
Une description des catégories d’impact facultatives est disponible sur le site de la Commission
Européenne (http://lct.jrc.ec.europa.eu/assessment/data#da).
5 Directive 2009/ 28 /CE du Parlement européenne ; consultable sur :
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32009L0028:FR:NOT
21
L’évaluation environnementale du système PV se base sur un calcul en trois étapes distinctes :
1. Génération des facteurs d’impacts du système PV : Les facteurs d’impact du système
PV pour toutes les catégories d’impact obligatoires doivent être calculés selon la
procédure proposée ci-après par le référentiel . Ces facteurs d’impacts permettent
d’estimer les impacts environnementaux du système PV (niveau 3) quel que soit son
implantation.
2. Evaluation du productible : Les productibles sur le cycle de vie du système PV sur le
site pressenti et sur le site de référence (ensoleillement de référence) sont calculés.
3. Impacts environnementaux du système PV rapportés à l’UF : L’analyste utilisera les
deux précédents résultats pour évaluer les impacts environnementaux de son
système PV rapportés à l ’unité fonctionnelle du Référentiel PV (niveau 4).
Deux types de résultats sont attendus pour les impacts environnementaux: (1) les impacts
environnementaux rapportés au productible évalué sur le site pressenti de l’installation et (2)
les impacts environnementaux dits de référence car rapportés au productible d’un site de
référence représentatif d’une situation moyenne en France métropolitaine.
Ce paragraphe présente le mode d’utilisation des données du référentiel par l’utilisateur pour
la génération des facteurs d’impacts du système PV exigés par le référentiel. Pour le calcul de
ces facteurs d’impact, l ’utilisateur du référentiel devra exclusivement se référer à l ’Annexe 2.
Des facteurs d’impact et des quantités de référence ont été développés spécifiquement dans
le cadre de ce référentiel et sont répertoriés dans cette annexe afin de guider l’utilisateur pour
calculer les impacts du système PV. Trois étapes sont nécessaires :
Etape 1 - Identification de la catégorie de produit : L’util isateur du référentiel devra identifier
la catégorie de produits (Tableau 1). Afin de générer les facteurs d’impacts, l ’util isateur du
référentiel identifiera dans l’Annexe 2, la section correspondante à la catégorie de produits
identifiée. La section correspondante donne les modalités de calcul et les valeurs pour mener à
bien la génération de ces facteurs d’impacts.
Mode d’emploi pour le calcul des impacts environnementaux du système PV
1. Génération des facteurs d’impact du système PV
22
Etape 2 - Calcul des facteurs d’impact par processus : Pour la catégorie de produit considérée,
l ’utilisateur calculera les facteurs d’impact de chacun des processus du système PV. Il util isera
systématiquement l’équation 1 pour calculer les impacts du processus n:
[Équ. 1]
Avec :
Impn : Impact du processus n
FIn : Facteur d’impact conservateur
fin : Facteur d’impact non conservateur
QR : Quantité de référence
Deux cas peuvent se présenter quant à l’identification des quantités de référence pour chacun
des processus:
a. Si l ’analyste ne dispose pas d’informations précises sur les quantités de référence de
son système PV, i l util isera les quantités de référence proposées par défaut dans
l ’Annexe 26.
b. Si l ’analyste dispose d’informations précises sur les quantités de référence de son
système PV, i l pourra proposer ses propres quantités de référence. Les quantités de
référence substituées devront être systématiquement justifiées.
Les facteurs d’impact proposés dans le référentiel sont soi t conservateurs (noté FI) soit non
conservateurs (noté fi). Cette distinction a été définie lors de l’établissement du référentiel et
repose sur l’identification de la proportion significative ou non de contribution de chacun des
processus aux impacts environnementaux du système PV dans son ensemble. Les processus
qui influencent fortement les résultats de l’ACV sont caractérisés par des FI alors que les
processus qui influencent de manière relativement marginale les résultats sont caractérisés
par des fi . Les exigences pour le calcul des facteurs d’impact propre à l’analyste sont données
en Annexe 5. La distinction entre Fi et fi a été possible avec l’accès au retour d’expérience sur
les analyses environnementales des systèmes PV. Les Inventaires du Cycle de Vie (ICV) sont
issus de la base de données ecoinvent et du projet ESPACE7. Ces ICV (ecoinvent) se basent sur
le projet européen Crystal Clear (2004-20098). Les inventaires, établis dans ce projet européen,
sont suffisamment détail lés, documentés et transparents pour être considérés dans le
référentiel.
Le protocole pour le développement des facteurs d'impact conservateurs et non conservateurs
sont décrit ci -dessous :
Protocole ayant permis d’établir les facteurs d’impact conservateurs
1. Si plusieurs inventaires représentatifs du processus existaient, un cas extrême a été identifié
et retenu pour la définition du FI; c'est le cas des processus connexions électriques, modules
PV, supports, installation, désinstallation.
6 Pour les systèmes PV de puissance nominale supérieur à 12 MW pour la catégorie de produit 3.b, les quantités de
référence doivent être recalculées par l’utilisateur. Se reporter à l’Annexe 7 du référentiel. 7 Pour plus d’informations sur le projet ESPACE : http://www.espace-pv.org
8 Pour plus d’informations sur le projet européen Crystal Clear : http://www.ipcrystalclear.info
23
Exemple du développement des FI des modules PV dans le référentiel :
Les impacts environnementaux des modules PV influencent les résultats de l’ACV de
manière significative, des facteurs d’impact conservateurs sont développés. Plusieurs ICV
représentatifs de la fi l ière d’approvisionnement des modules PV sont construits –
fabrication des modules en Allemagne, en Chine, en France, en Norvège, au Japon et aux
Etats-Unis pour différentes technologies. Un cas extrême a été défini pour chaque
technologie de module correspondant au maximum des facteurs d’impact de chaque ICV.
2. Si plusieurs inventaires représentatifs du processus n’existaient pas, une majoration finale
sur les facteurs d'impact a été effectuée; c'est le cas des processus onduleurs.
Exemple du développement des FI des onduleurs dans le référentiel :
Sur l’ICV disponible, les facteurs d’impacts sont majorés de 20%. Cette majoration est
définie de façon empirique.
Protocole ayant permis d’établir les facteurs d’impact non conservateurs
1. Dans le cas où plusieurs inventaires sont disponibles, un cas moyen est défini ; aucun
exemple n’est présent dans le référentiel.
2. En cas d’absence de plusieurs inventaires représentatifs du processus, les facteurs d'impact
correspondent alors au seul inventaire disponible. C'est le cas pour les processus :
transformateur, clôture, surface occupée, locaux techniques, route d'accès, transport des
agents de maintenance et nettoyage des modules.
Les facteurs d’impact par défaut de chaque processus (au niveau 1 et au niveau 2 définis
dans la figure 1) sont disponibles dans l’Annexe 2. La liberté est laissée à l’uti l isateur du
référentiel de substituer les facteurs d’impact proposés dans l’Annexe 2 par ses propres
facteurs d’impact. Si l’analyste dispose d’informations précises sur un des processus de son
système PV, i l pourra proposer ses propres facteurs d’impact pour ce processus qu’il aura
calculé indépendamment de l’util isation du référentiel. Les exigences pour le calcul des
facteurs d’impact propre à l’analyste sont données en Annexe 5.
Les impacts de chaque processus doivent être calculés pour chaque catégorie d’impact
obligatoire.
Etape 3 - Calcul des facteurs d’impact du système PV : Selon la granulométrie du système PV
proposée en Annexe 2 et le cadre du référentiel (voi r Figure 1), les impacts de chacun des
processus sont calculés selon l’équation [1] puis sommés pour obtenir les impacts
correspondant à chaque sous-système PV (infrastructure PV, infrastructure complémentaire,
chantier, entretien). Les impacts du système PV sont finalement obtenus en sommant les
impacts de chaque sous-système PV
L’util isateur du référentiel doit évaluer le productible sur le cycle de vie de son système PV.
Une double évaluation du productible est exigée : une évaluation sur site (Cas 1 ou Cas 2) et
une évaluation dite de référence.
2. Evaluation du productible
24
a)Evaluation sur site
Cas 1 : Valeur du productible issue du calcul de la réponse à l’appel d’offre
Dans le cadre d’un appel d’offre public d’achat de l ’électricité produite à partir de l’énergie
solaire, l ’évaluation du productible annuel (en kWh) sera identique à l’estimation dans la
réponse à l’appel d’offre. Pour estimer le productible sur le cycle de vie du système PV,
l ’équation 2 est util isée :
∑ [( ) (
)]
[Équ. 2]
Avec :
ETotal : Valeur du productible issue du calcul de la réponse à l’appel d’offre
EVALElec : Evaluation du productible annuel (en kWh)
δ : Dégradation annuelle des modules
n : Durée de vie des modules (exprimée en années)
Dégradation annuelle des modules
La dégradation des modules réduit l ’efficacité du système PV au cours de la durée de vie. Une
dégradation linéaire de 0,7% par an doit être considérée, correspondant à une dégradation
totale de 20% à la fin de la durée de vie des modules.
Le taux de dégradation garanti par un fabricant de modules PV peut remplacer la valeur de
dégradation précédente. Dans ce cas, une dégradation linéaire doit être appliquée
exclusivement sur la période de garantie du fabricant. Au-delà, une dégradation linéaire de 0,7
% par an doit être considérée.
Durée de vie des modules
Une durée de vie des modules de 30 ans doit être considérée.
Cas 2 : Valeur du productible calculée à partir de la méthode simplifiée
Il s’agit d’une méthode simplifiée permettant aux fabricants de composants de disposer d’un
calcul de référence pour estimer le productible et ainsi servir de base de comparaison pour des
produits différents.
Pour estimer le productible sur le cycle de vie du système PV, l’équation 3 est utilisée :
∑ [(
) (
)]
[Équ. 3]
Avec :
ETotal : Valeur du productible calculée à partir de la méthode simplifiée
PCrête : Puissance crête du système PV (exprimée en kW c)
25
Irplan : Irradiation moyenne annuelle sur le plan de l’installation (voir Annexe 3 pour obtenir
cette valeur à partir de PVGIS)
PRinstal : Performance Ratio ou Coefficient de performance du système PV
ΦirrSTC : Eclairement9 aux conditions STC (équivalent à 1 kWc/m²)
δ : Dégradation annuelle des modules
n : Durée de vie des modules (exprimée en années)
Irradiation moyenne annuelle sur le plan de l’installation
L’irradiation moyenne annuelle sur le plan de l’installation doit être calculée conformément à
l’Annexe 3.
Performance Ratio ou Coefficient de performance d’un système PV:
La valeur du coefficient de performance d’un système PV qui est un facteur de correction du
rendement global de l’installation PV, dépend :
- du système de conversion DC/AC
- de la température réelle de fonctionnement des modules
- du type d’intégration des modules
On distingue selon la catégorie de produits (voir page 15) différents coefficients de
performance. Les valeurs à considérer sont les suivantes :
Tableau 4 – Catégorie de produits et coefficient de performance
Catégorie de produits Coefficient de performance (PRinstal)
Catégorie de produit 1, 2.a et 3.a 0,75
Catégorie de produit 2.b et 3.b 0,80
Dégradation annuelle des modules
La dégradation des modules réduit l ’efficacité du système PV au cours de la durée de vie. Une
dégradation linéaire de 0,7% par an doit être considérée, correspondant à une dégradation
totale de 20% à la fin de la durée de vie des modules.
Le taux de dégradation garanti par un fabricant de modules PV peut remplacer la valeur de
dégradation précédente. Dans ce cas, une dégradation linéaire doit être appliquée
exclusivement sur la période de garantie du fabricant. Au-delà, une dégradation linéaire de 0,7
% par an doit être considérée.
Durée de vie des modules
Une durée de vie des modules de 30 ans doit être considérée.
Dans le cas des systèmes PV à supports mobiles, l ’équation [3] précédente est util isée à
laquelle i l faut ajouter un gain sur le productible total correspondant à :
- + 15% en tracker 1 axe.
- + 25% en tracker 2 axes.
Le gain de productible des systèmes PV à supports mobiles est défini de façon empirique.
9 Irradiance en anglais
26
b) Evaluation sur site de référence
Dans le cadre de l’évaluation de référence, la méthode de calcul du productible est calculée
conformément à la méthode précédente (Cas 2, équation 3). Une irradiation annuelle
moyenne sur le plan de l’installation fixé à 1440 kWh/m² doit être considérée.
L’util isateur utilisera l’équation 4 pour évaluer (1) les impacts environnementaux du système
PV conformément à l’unité fonctionnelle du référentiel et (2) les impacts environnementaux
de référence du système PV:
[Équ. 4]
Avec :
ImpUF : Impact du système PV par unité fonctionnelle
ImpSystème PV : Impact du système PV
ETotal : Valeur du productible
Les impacts par unité fonctionnelle doivent être calculés pour chaque catégorie d’impact
obligatoire du référentiel.
Un exemple d’application pratique du référentiel est détail lé en Annexe 6.
Il est important de noter que les choix offerts (notamment pour le calcul du productible) dans ce référentiel peuvent induire au moins 15% d’incertitude sur les impacts environnementaux rapportés au kWh produit sur le cycle de vie de l’installation. 10% de cette incertitude provient de la variabilité potentielle de l’évaluation du productible à partir des différentes options offertes (cas 1 et cas 2). Arbitrairement, 5% d’incertitude est ajouté pour souligner qu’il existe une incertitude sur les facteurs d’impact et la modélisation des impacts environnementaux.
Des projets ayant une différence de moins de 15% au niveau des impacts environnementaux du kWh d’électricité produit doivent donc être considérés comme équivalents.
3. Impacts environnementaux du système PV rapportés à l’UF
27
Les résultats de l’étude ACV doivent être entièrement et exactement reportés dans un document respectant le format donné par l ’Annexe 4 du présent document. Quatre types de résultats (deux obligatoires et deux optionnels) sont attendus :
1. Les impacts environnementaux du système PV tenant compte du productible spécifique au site.
2. Les impacts environnementaux de référence du système PV. 3. Les impacts environnementaux rapportés à la puissance nominale du système PV
(Annexe 1 - optionnel). 4. Les impacts environnementaux rapportés à la surface effective du champ PV (Annexe
1 - optionnel).
Format du livrable
28
Les procédures de vérification et de contrôle des résultats des études environnementales issues du Référentiel PV seront déterminées par les organismes chargés de l’évaluation des projets photovoltaïques. Tous les documents ayant servi pour l’évaluation des performances environnementales du système PV à partir du Référentiel PV doivent être conservés pour pouvoir être mis à disposition des organismes chargés de l’évaluation des projets photovoltaïques.
Procédure de vérification et de contrôle
29
Révision du référentiel
Le présent référentiel est valable pour une durée de 5 ans à partir de la date de publication à
moins d’une révision anticipée à la demande de l’ADEME si des éléments nouveaux étaient
disponibles. Dans tous les cas, à chaque révision, les points méthodologiques pourront être
rediscutés afin de s’assurer que les recommandations retenues restent les plus pertinentes
pour chaque catégorie de produits concernée.
30
[1] Agence de l’Environnemental et de la Maîtrise de l’Energie. 2011. Vocabulaire des systèmes de conversion photovoltaïque de l’énergie solaire. Edition 2. 83p.
[2] Alsema E., Fraile D., Frischknecht R., Fthenakis V., Held M., Kim H.C., Pölz W., Raugei M., de Wild Scholten M., 2009, Methodology Guidelines on Life Cycle Assessment of Photovoltaic Electricity, Subtask 20 "LCA", IEA PVPS Task 12.
[3] Dreicer M., Tort V., and Manen P. (1995). ExternE, Externalities of Energy, Vol.5 Nuclear, Centre d’étude sur l’Evaluation de la Protection dans le domaine nucléaire (CEPN), edited by the European Commission DGXII, Science, Research and development JOULE, Luxembourg.
[4] European Commission – Joint Research Center – Institute of Environment and Sustainability: International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook – General guide for Life Cycle Assessment – Detailed guidance. First edition March 2010. EUR 24708 EN. Luxembourg. Publications Office of the European Union; 2010. Disponible sur http://lct.jrc.ec.europa.eu
[5] European Commission – Joint Research Center – Institute of Environment and Sustainability: International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook – Recommendations for Life Cycle Impact Assessment in the Europe context. First edition November 2011. EUR 24571 EN. Luxembourg. Publications Office of the European Union; 2011. Disponible sur http://lct.jrc.ec.europa.eu
[6] Frischknecht R., Braunschweig A., Hofstetter P and Suter P. (2000). Modelling human health effects of radioactive releases in Life Cycle Assessment. Environmental Impact Assessment Review 20(2): 159-189.
[7] Frischknecht R., Steiner R. and Jungbluth N. (2009). The Ecological Scarcity Method – Eco-Factors 2006: A method for impact assessment in LCA. Federal Office for the Environment FOEN, 2009, Bern. Disponible sur http://www.bafu.admin.ch
[8] Frischknecht R., Althaus H.-J., Dones R., Hischier R., Jungbluth N., Nemecek T., Primas A. and Wernet G. (2007). Renewable Energy Assessment within the Cumulative Energy Demand Concept: Challenges and Solutions. In proceedings from: SETAC Europe 14th LCA case study symposium: Energy in LCA – LCA of Energy, 3-4 December 2007, Gothenburg, Sweden.
[9] Garnier-Laplace J.C., Beaugelin-Seiller K., Gilbin R., Della-Vedova C., Jolliet O. and Payet J. (2009). A Screening Level Ecological Risk Assessment and ranking method for l iquid radioactive and chemical mixtures released by nuclear facilities under normal operating conditions. Radioprotection 44(5): 903-908.
[10] Greco S.L., Wilson A.M., Spengler J.D. and Levy J.I. (2007). Spatial patterns of mobile source particulate matter emissions-to-exposure relationships across the United States. Atmospheric Environment 41(5) 1011-1025.
[11] Guinée J.B., Gorrée M., Heijungs R., Huppes G., Kleijn R., de Koning A., Van Oers L., Wegener Sleeswijk A., Suh S., Udo de Haes H.A., De Bruihn, J.A., Van Duin R., Huijbregts M.A.J. (2002). Handbook on Life Cycle Assessment Operational Guide to the ISO Standards. Series: Eco-efficicency in industry and science. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht (Harbound, ISBN 1-4020-0228-9; Paperback, ISBN 1-4020-0557-1).
Références
31
[12] International Organization for Standardization (ISO) (2000) Quality management systems – Fundamentals and vocabulary. ISO 9000: 2000; Second edition 2000-12-15, Geneva.
[13] International Organization for Standardization (ISO) (2006a) Environmental Labels and declarations – Type III environmental declaration – Principles and procedure. ISO 14025: 2006; First edition 2006-07-01, Geneva.
[14] International Organization for Standardization (ISO) (2006b) Environmental Management – Life Cycle Assessment – Principles and framework. ISO 14040: 2006; Second edition 2006-07-01, Geneva.
[15] International Organization for Standardization Standardisation (ISO) (2006c) Environmental Management – Life Cycle Assessment – Requirements and guidelines. ISO 14044: 2006; First edition 2006-07-01, Geneva.
[16] IPCC (2007). IPCC Climate Change Fourth Assessment Report: Climate Change 2007. http://www.ipcc.ch/ipccreports/assessments-reports.htm
[17] Milà i Canals, L., Bauer, C., Depestele, J., Dubreuil, A., Freiermurth Knuchel, R., Gaillard, G., Michelsen, O., Muller-Wenk, R., Rydgren B. (2007a). Key element in a framework for land use impact assessment within LCA. International Journal of Life Cycle Assessment 12(1): 5-15.
[18] Milà i Canals L., Romanyà J., Cowell S.J. (2007b). Method for assessing impacts on life support functions (LSF) related to the use of “fertile land” in Life Cycle Assessment (LCA). Journal of Cleaner Production 15(5): 1426-1440.
[19] Posch M., Seppälä J., Hettelingh J.P., Johansson M., Margni M. and Jolliet O. (2008). The role of atmospheric dispersion models and ecosystem sensitivity in the determination of characterisation factors for acidifying and eutrophying emissions in LCIA. International of Life Cycle Assessment 25(4): 1094-1105.
[20] Rabl A. and Spadaro J.-V. (2004). The RiskPoll software, version is 1.051 (dated August 2004). Disponible sur http//www.arirabl.com
[21] Seppälä J.,Posch M., Johansson M., Hettelingh J.P. (2006). Country-dependent Characterisation factors for Acidification and Terrestrial Eutrophication Based on Accumulated Exceedance as an Impact Category Indicator. Journal of Life Cycle Assessment 11(6): 403-416.
[22] Struijs J., Beusen A., van Jaarsveld H. and Huijbregts M.A.J. (2009). Aquatic Eutrophication. Chapter 6 in : Goedkoop M., Heijungs R., Huijbregts M.A.J, De Schryer A., Struijs J., Van Zelm R. (2009). ReCiPe 2008 A life cycle impact assessment method wich comprises category indicators at the midpoint and the endpoint level. Report I: Characterisation factors, first edition.
[23] Van Zelm R., Huijbregts M.A.J., Den Hollander H.A., Van Jaarsveld H.A., Sauter F.J., Struijs J., Van Wijnen H.J. and Van de Meent D. (2008). European characterization factors for human health damage of PM10 and ozone in l ife cycle impact assessment. Atmospheric Environment 42(3): 441-453.
[24] World Meteorological Organization (1999). Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1998. Global Ozone Research and Monitoring Project – report No. 44, ISBN 92-807-1722-7, Geneva.
32
Annexe 1
Méthode de calcul des impacts environnementaux par puissance du système PV ou par surface effective du champ PV
Cette annexe décrit la méthode de calcul des impacts environnementaux du système PV par : Puissance nominale (ou puissance crête) du système PV Surface effective du champ PV (pour les catégories de produits 1, 2.a et 3.a) 1. Calcul des impacts environnementaux par puissance nominale (ou puissance crête) du système PV A la fin de l’étape a) Génération des facteurs d’impacts du système PV (page 21), l ’analyste dispose des impacts du système PV sur son cycle de vie.
Il util isera l’équation 5 pour calculer les impacts environnementaux par puissance du système PV :
( )
[Équ. 5]
Le facteur ImpSystème PV (kWc) correspond aux impacts environnementaux du système PV par puissance nominale.
Le facteur ImpSystème PV correspond à la valeur finale issue du calcul de l’Annexe 2. Ce facteur est obtenu
pour chaque catégorie d’impact.
Le facteur Puissnom correspond à la puissance nominale du système PV.
2. Calcul des impacts environnementaux par surface effective du champ PV Ce calcul par surface effective du champ PV est exclusivement réservé pour les catégories de produits 1, 2.a et 3.a.
A la fin de l ’étape a) Génération des facteurs d’impacts du système PV (page 21), l ’analyste dispose des impacts du système PV sur son cycle de vie.
Il utilisera l’équation 6 pour calculer les impacts environnementaux par surface effective du champ PV :
( )
[Équ. 6]
Le facteur ImpSystème PV (m²) correspond aux impacts environnementaux du système PV par surface effective du champ PV.
Le facteur ImpSystème PV correspond à la valeur finale issue du calcul de l’Annexe 2. Ce facteur est obtenu
pour chaque catégorie d’impact.
Le facteur Surfeffective correspond à la surface totale en mètre carré de l’ensemble du système d’intégration (surface des modules et des zones neutres comprises) sans tenir compte des abergements périphériques éventuels (éléments de liaison entre le bâti et le champ PV).
33
Annexe 2
Calcul des facteurs d’impact du système PV
CATEGORIES DE PRODUITS 1 Système PV supérieur à 0 kVA et inférieur à 36 kVA Système intégré ou lié au bâtiment ou posé sur toiture
La granulométrie du système PV pour la catégorie de produits 1 est la suivante :
Figure 2 – Granulométrie de la catégorie de produits 1
Système PV
Infrastructure PV
Module PV
Onduleur
Support
Connexion électrique
Chantier
Installation
Désinstallation
Entretien
Nettoyage des modules
Transport des agents de
maintenance
34
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Chantier
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Catégorie de produits 1 (suite 3)
38
CATEGORIES DE PRODUITS 2.a Système PV strictement supérieur à 36 kVA et inférieur à 250 kVA Système intégré ou lié au bâtiment ou posé sur toiture
La granulométrie du système PV pour la catégorie de produits 2.a est la suivante :
Figure 3 – Granulométrie de la catégorie de produits 2.a
Système PV
Infrastructure PV
Module PV
Onduleur
Support
Connexion électrique
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Installation
Désinstallation
Entretien
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Tableau 6 – Catégorie de produits 2.a
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43
CATEGORIES DE PRODUITS 2.b Système PV strictement supérieur à 36 kVA et inférieur à 250 kVA Système installé au sol
La granulométrie du système PV pour la catégorie de produits 2.b est la suivante :
Figure 4 – Granulométrie de la catégorie de produits 2.b
Système PV
Infrastructure PV
Module PV
Onduleur
Support
Connexion électrique
Infrastructure complémentaire
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Désinstallation
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Catégorie de produits 2.b (suite 3)
48
CATEGORIES DE PRODUITS 3.a Système PV strictement supérieur à 250 kVA Système intégré ou lié au bâtiment ou posé sur toiture
La granulométrie du système PV pour la catégorie de produits 3.a est la suivante :
Figure 5 – Granulométrie de la catégorie de produits 3.a
Système PV
Infrastructure PV
Module PV
Onduleur
Support
Connexion électrique
Transformateur
Chantier
Installation
Désinstallation
Entretien
Nettoyage des modules
Transport des agents de
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53
CATEGORIES DE PRODUITS 3.b Système PV strictement supérieur à 250 kVA Système installé au sol
La granulométrie du système PV pour la catégorie de produits 3.b est la suivante :
Figure 6 – Granulométrie de la catégorie de produits 3.b
Système PV
Infrastructure PV
Module PV
Onduleur
Support
Connexion électrique
Transformateur
Infrastructure complémentaire
Route d'accès
Local technique
Clôture
Chantier
Installation
Désinstallation
Surface occupée
Entretien
Nettoyage des modules
Transport des agents de
maintenance
54
Tableau 9 – Catégorie de produits 3.b
55
Catégorie de produits 3.b (suite 1)
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58
Annexe 3
Identification de l’irradiation annuelle moyenne sur le site de l’installation
Cette annexe décrit comment obtenir l ’irradiation annuelle moyenne sur le plan de l’installation (Ir plan) pour les différentes installations qui peuvent être évaluées à partir du référentiel. Cette valeur est une des entrées de l ’équation [3] permettant d’évaluer la quantité d’énergie produite par une installation PV sur la totalité de son cycle de vie.
Voici les étapes à accomplir :
1. Aller sur le site de PVGIS : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/;
2. Sélectionner la carte d’Europe dans l’espace : « Interactive access to solar resource and photovoltaic
potential » ;
3. Entrer ensuite la situation géographique de l’installation PV qui est évaluée au niveau
environnemental dans la zone de texte en blanc au-dessus de la carte. La caractérisation
géographique doit être donnée en coordonnées latitude, longitude comme l’indique l’exemple au -
dessus de la zone de texte en blanc. Le format à util iser est : XX.XXX, XX.XXX ;
4. Sélectionner l’onglet : « PV Estimation » en haut à droite de la page ;
5. Dans la section « Performance of Grid-connected PV », i l faut choisir les options suivantes :
a. Radiation database : Climate-SAF PVGIS PV technology : Unknown/Other
b. Installed peak PV power : 0 kWp
c. Estimated system losses : 0 %
6. Dans la section « Fixed mounting options », i l faut choisir les options suivantes :
a. Mounting position : (Free-standing pour les catégories 2b et 3b)
(Building integrated pour les catégories 1, 2a et 3a) b. Slope10 : l ’angle d’inclinaison de l’installation entre 0° (horizontale) et 90° (verticale)
c. Azimuth : L’orientation de l’installation où 0° est équivalent à la direction plein sud .
L’azimut +90° correspond à la direction plein ouest.
7. Dans la section « Tracking options », i l ne faut rien cocher ;
8. Dans la section « Output options », i l faut sélectionner le format PDF ;
9. Il faut finalement appuyer sur le bouton : « Calculate »
10. Le PDF qui est obtenu doit être conservé pour pouvoir être mis à disposition des organismes chargés
de l’évaluation des projets photovoltaïques .La valeur qui doit être util isée dans l’équation 4 se
trouve en bas à droite du tableau à la l igne « Total for year ». L’unité est le kWh/m².
10
Si l’installation évaluée possède plusieurs sections avec différents angles d’inclinaison et d’orientation, il faut faire le calcul de l’équation 2 pour chacune de ces sections en fonction de leurs puissances crêtes respectives. Il faut donc obtenir la va leur Irplan
pour chacune de ces sections.
59
Annexe 4
Format du livrable de l’étude
Information générale
Nom de la société
Nom et adresse du contact dans la société
Description qualitative du système PV
Catégorie de produit
Puissance nominale (puissance crête) du système PV (kWc)
Date de publication de l ’étude (année/mois)
Définition des objectifs de l’étude
Application envisagée
Raison de l ’étude
Public ciblé
Commanditaire de l’étude
Champ de l’étude
Unité fonctionnelle
Lieu d’installation du système PV (Département, Vil le)
Catégories d’impact et méthodes
Calcul du productible
Méthode de calcul du productible
Estimation du productible (en kWh) et méthode de calcul (Cas 1 ou Cas 2)
Estimation du productible sur site de référence (en kWh)
60
Résultat de l’Analyse du Cycle de Vie – Evaluation sur site
Catégorie d’impact Résultats Unité
Changement climatique kg CO2 éq / kWh
Inhalation de particules inorganiques kg PM 2,5 eq / kWh
Utilisation des ressources en eau m3 d’eau éq / kWh
Consommation d’énergie primaire, renouvelable MJ / kWh
Consommation d’énergie primaire, non renouvelable MJ / kWh
Appauvrissement de la couche d'ozone kg CFC-11 éq / kWh
Toxicité humaine, effet cancérigène CTUh / kWh
Toxicité humaine, effet non cancérigène CTUh / kWh
Radiation ionisante, santé humaine kg U235 éq / kWh
Radiation ionisante, écosystème CTUe / kWh
Formation d’ozone photochimique kg NMVOC éq / kWh
Acidification molc H+ éq / kWh
Eutrophisation terrestre molc N éq / kWh
Eutrophisation eau douce kg P éq / kWh
Eutrophisation marine kg N éq / kWh
Ecotoxicité eau douce CTUe/ kWh
Util isation des sols kg C déficitaire / kWh
Util isation des ressources minérales, fossiles et renouvelables
kg Sb éq / kWh
Résultat de l’Analyse du Cycle de Vie – Evaluation sur site de référence
Catégorie d’impact Résultats Unité
Changement climatique kg CO2 éq / kWh
Inhalation de particules inorganiques kg PM 2,5 eq / kWh
Utilisation des ressources en eau m3 d’eau éq / kWh
Consommation d’énergie primaire, renouvelable MJ / kWh
Consommation d’énergie primaire, non renouvelable MJ / kWh
Appauvrissement de la couche d'ozone kg CFC-11 éq / kWh
Toxicité humaine, effet cancérigène CTUh / kWh
Toxicité humaine, effet non cancérigène CTUh / kWh
Radiation ionisante, santé humaine kg U235 éq / kWh
Radiation ionisante, écosystème CTUe / kWh
Formation d’ozone photochimique kg NMVOC éq / kWh
Acidification molc H+ éq / kWh
61
Eutrophisation terrestre molc N éq / kWh
Eutrophisation eau douce kg P éq / kWh
Eutrophisation marine kg N éq / kWh
Ecotoxicité eau douce CTUe/ kWh
Util isation des sols kg C déficitaire / kWh
Util isation des ressources minérales, fossiles et renouvelables
kg Sb éq / kWh
Résultat de l’Analyse du Cycle de Vie (par puissance nominale du système PV) – facultatif
Catégorie d’impact Résultats Unité
Changement climatique kg CO2 éq / kWc
Inhalation de particules inorganiques kg PM 2,5 eq / kWc
Utilisation des ressources en eau m3 d’eau éq / kWc
Consommation d’énergie primaire, renouvelable MJ / kWc
Consommation d’énergie primaire, non renouvelable MJ / kWc
Appauvrissement de la couche d'ozone kg CFC-11 éq / kWc
Toxicité humaine, effet cancérigène CTUh / kWc
Toxicité humaine, effet non cancérigène CTUh / kWc
Radiation ionisante, santé humaine kg U235 éq / kWc
Radiation ionisante, écosystème CTUe / kWc
Formation d’ozone photochimique kg NMVOC éq / kWc
Acidification molc H+ éq / kWc
Eutrophisation terrestre molc N éq / kWc
Eutrophisation eau douce kg P éq / kWc
Eutrophisation marine kg N éq / kWc
Ecotoxicité eau douce CTUe/ kWc
Util isation des sols kg C déficitaire / kWc
Util isation des ressources minérales, fossiles et renouvelables
kg Sb éq / kWc
Résultat de l’Analyse du Cycle de Vie - (par surface effective du champ PV) – facultatif
Catégorie d’impact Résultats Unité
Changement climatique kg CO2 éq / m²
Inhalation de particules inorganiques kg PM 2,5 eq / m²
Utilisation des ressources en eau m3 d’eau éq / m²
Consommation d’énergie primaire, renouvelable MJ / m²
Consommation d’énergie primaire, non renouvelable MJ / m²
Appauvrissement de la couche d'ozone kg CFC-11 éq / m²
62
Toxicité humaine, effet cancérigène CTUh / m²
Toxicité humaine, effet non cancérigène CTUh / m²
Radiation ionisante, santé humaine kg U235 éq / m²
Radiation ionisante, écosystème CTUe / m²
Formation d’ozone photochimique kg NMVOC éq / m²
Acidification molc H+ éq / m²
Eutrophisation terrestre molc N éq / m²
Eutrophisation eau douce kg P éq / m²
Eutrophisation marine kg N éq / m²
Ecotoxicité eau douce CTUe/ m²
Util isation des sols kg C déficitaire / m²
Util isation des ressources minérales, fossiles et renouvelables
kg Sb éq / m²
63
Annexe 5
Règles relatives au champ de l’étude pour réaliser l’ACV des processus d’un système PV
Cette annexe décrit les exigences pour le calcul des facteurs d’impact des Inventaires du Cycle de Vie (ICV) développés dans le but de caractériser l’impact environnemental de processus composant un système PV. Toutes les études ACV des processus d’un système PV doivent être élaborées selon les normes ISO 14040 et 14044 (ISO, 2006). Les éventuels écarts par rapport à la nomenclature, à la procédure et à la méthodologie de ces normes doivent être clairement indiqués dans l’étude. Les études ACV doivent être réalisées par un expert en ACV. Le rapport ACV devra pouvoir être mis à disposition des organismes chargés de l’évaluation des projets photovoltaïques. La confidentialité des données sera garantie par ces organismes. Les ACV devront être vérifiées par un organisme spécialisé indépendant.
L’enjeu de réaliser l’ACV d’une composante du système PV est de permettre à l’util isateur d’apporter ses propres facteurs d’impact pour tenter d’améliorer le bilan environnemental global d’une ou plusieurs installations PV. En réalisant l’ACV d’un processus, l ’utilisateur pourra substituer les facteurs d’impacts proposés par défaut dans ce référentiel par ses propres facteurs d’impact. Il est laissé la possibil ité de venir substi tuer tous les facteurs d’impact qu’ils soient conservateurs ou non conservateurs.
Un certain nombre de règles sont émises afin de cadrer le champ de l’étude ACV d’une composante. Les règles suivantes doivent être respectées pour que les facteurs d’impact issus d’une nouvelle ACV se substituent aux facteurs d’impact proposés dans le référentiel.
Description du champ de l’étude des processus d’un système PV
Les règles émises dans cette section sont valables pour tous les processus d’un système PV du référentiel.
A.1 : Aspect spécifique à la fi l ière photovoltaïque
Les recommandations suivantes s’appliquent à tous les processus du système PV : La durée de vie des composants doit être cohérente avec les durées de vie du référentiel. Se
reporter à la section « Frontières du système » du référentiel (voir page 16). L’unité fonctionnelle doit être cohérente avec l’unité du flux de référence du référentiel. L’unité
de chaque composant est spécifiée dans l’Annexe 2. Les cas de multifonctionnalités peuvent être pris en compte conformément aux
recommandations de l’ILCD Handbook (ILCD, 2010).
A.2 : Aspect de la modélisation de l’Inventaire du Cycle de Vie
Voici un exemple du niveau de détails pour la modélisation de l’Inventaire du Cycle d e Vie : Les mix électriques utilisés doivent être l iés au pays de fabrication de la composante et issus
d’une base de données désagrégées . L’année des mix électriques util isés doit être précisée. Le traitement en fin de vie du processus doit être inclus dans les frontières du système. Les
hypothèses de recyclage doivent être clairement énoncées. La base de données d’inventaires du cycle de vie doit être transparente et désagrégée, c’est-à-
dire que : o les allocations éventuelles doivent être clairement i dentifiables et les résultats avant et
après allocations doivent être spécifiés , o les processus doivent clairement identifier sur quel mix électrique ils sont construits
(zone géographique, année, source) et l’impact correspondant doit être distinct. o la voie de traitement des sous-produits doit être clairement identifiable et son influence
sur l’impact global doit être quantifiée séparément. Si une allocation est nécessaire, la règle prise en compte doit suivre les recommandations de
l ’ILCD Handbook (ILCD, 2010).
64
A.3 : Evaluation des impacts du cycle de vie
Les catégories d’impact, les modèles de caractérisation et les unités doivent être identiques au référentiel. Il est demandé de couvrir toutes les catégories d’impact du référentiel (obligatoires et facultatives). Se reporter à la section « Catégorie d’impact et méthodes de calcul » du référentiel.
A.4 : Vérification et validation de l’étude
Le référentiel n’a pas pour objectif de définir le cadre de vérification et de validation des études ACV. Il est exigé d’avoir une transparence maximale de l’étude ACV. Il est demandé de respecter strictement les normes ISO 14040 et 14040 concernant la communication de l’étude, et plus particulièrement l’article 6 « Communication » de l’ISO 14040 (ISO, 2006b) et l ’article 5 «Communication » de l’ISO 14044 (ISO, 2006c).
Exemple de niveau de spécificité pour les modules PV de technologie au silicium monocristallin (mono-Si) ou au silicium polycristallin (multi-Si). Ce niveau de détails peut être défini de manière équivalente pour les autres composantes du système PV.
Une majeure partie des impacts environnementaux modules monocristallin ou polycristallin est due aux émissions provenant du « système d’arrière-plan », c’est-à-dire tous les processus que les industriels ne peuvent pas influencer directement (comme par exemple le mix électrique ou encore les matériaux comme l’aluminium, les plastiques ou l’acier). Le système de « premier plan » est l ’ensemble des processus maitrisables par l’industriel ou l’installateur.
Dans le cas de la fabrication des modules PV, les industriels ne sont pas systématiquement présents sur toute la chaîne de valeur de la fi lière PV (comme par exemple l’étape de purification du silicium qui peut être réalisée en amont du système de « premier plan » par des fabricants de module PV). Dans ce cas les processus du système « d’arrière-plan » ne sont pas spécifiques à l’industriel mais achetés via le marché.
Les contributions du système « d’arrière-plan » et de « premier plan » dans les frontières du système et dans les résultats de l’ACV des modules peuvent être distingués. Les étapes du processus de fabrication du système « d’arrière-plan » seront distinguées des étapes du processus de fabrication du système « de premier plan ». De ce fait l’utilisation de processus non spécifique pourra être clairement identifiable. Les hypothèses du recyclage du module PV seront clairement énoncées et intégrées dans le système de « premier plan ».
Si l ’assemblage des modules PV est un processus de premier plan alors les niveaux de spécificité sont : Le l ieu de fabrication des modules et le mix électrique utilisé pour la fabrication du module PV
(assemblage des cellules). La nature du verre solaire util isé : épaisseur, teneur en plomb. Le type de cadrage du module PV (si existant) : nature du matériau.
Si la fabrication des cellules est un processus de premier plan alors les niveaux de spécificité sont : Le l ieu de fabrication des cellules et le mix électrique util isé pour la fabrication des cellules . Le taux de perte des wafers lors de la fabrication des cellules . La technologie de métallisation.
Si la fabrication des wafers est un processus de premier plan alors les niveaux de spécificité sont : Le l ieu de fabrication des wafers et le mix électrique util isé pour la fabrication des wafers . L’épaisseur des wafers .
Si la purification de lingots de silicium est un processus de premier plan alors les niveaux de spécificité sont :
Le l ieu et le procédé de purification du sil icium et le mix électrique uti l isé. Le procédé de purification du lingot de sil icium. La proportion de sil icium de qualité solaire et de sil icium de qualité électronique avant la
fabrication du lingot.
65
Annexe 6
Exemple d’application pratique du référentiel
Exemple d’application pour le calcul des facteurs d’impact d’un système de puissance maximum de 200 kVA sur la catégorie d’impact Changement climatique.
Cet exemple d’application détaille le calcul pour évaluer les impacts sur le changement climatique d’un système PV d’une puissance donnée. Un certain nombre de données (quantité de référence et facteur d’impact) est apportée par l’utilisateur du référentiel pouvant les substituer aux données proposées dans le référentiel. Les données apportées par l’util isateur sont les suivantes :
Raison de l’étude : Réponse à un appel d’offre public d’achat de l’électricité Puissance nominale du système PV : 200 kWc Système PV installé sur bâtiment Technologie de module : si l icium monocristall in Surface totale des modules : 1 538 m² Puissance installée des onduleurs : 180 kVA Facteur d’impact du module (par kWc) : 2,97E+03 kg CO2 éq (préalablement établi avec l’Annexe
5 du référentiel) Estimation du productible annuel : 257 000 kWh
Code couleur : X : Facteur d’impact établi par l’util isateur X : Facteur d’impact proposé dans l’Annexe 2 X : Quantité de référence proposée dans l’Annexe 2 X : Quantité de référence établie par l’util isateur Etape 1 : Génération des facteurs d’impacts du système PV La puissance nominale du système PV est de 200 kWc installé sur bâtiment. Le tableau 2 – Catégories de produits couvertes par le référentiel – renseigne la catégorie de produits dans laquelle se situer : la catégorie de produits 2.a. Afin d’effectuer le calcul des facteurs d’impact des composants du système PV, i l faut se référer à la section correspondante à la catégorie de produits 2.a en Annexe 2. Cette section donne un certain nombre d’équations afin de mener à bien le calcul des facteurs d’impact. Calcul des facteurs d’impact Infrastructure : FI Infrastructure = ImpModule PV + ImpOnduleur + ImpSupport + ImpConnexion électrique FI Infrastructure 2,97E+03 x 200 + (5,40E+01 x 180 + 1,41E+02) + 5,78E+01 x 1538 + 7,01E+01 x 200 FI Infrastructure = 7,07E+05 kg CO2 éq
Calcul des facteurs d’impact Chantier : FIChantier = ImpInstallation + ImpDésinstallation FIChantier 3,58E-02 x 200 + 3,58E-02 x 200 FIChantier = 1,43E+01 kg CO2 éq
Calcul des facteurs d’impact Entretien : FIEntretien = ImpNettoyage des modules + ImpTransport des agents de maintenance FIEntretien = 9,52E-03 x 1538 + 2,83E-01 x 400 x 30 FIEntretien = 3,41E+03 kg CO2 éq
Calcul des facteurs d’impact Système PV : FISystème PV = ImpInfrastructure PV + ImpChantier + ImpEntretien FISystème PV = 7,07E+05 + 1,43E+01 + 3,41E+03 FISystème PV = 7,07E+05 kg CO2 éq
66
Etape 2 : Evaluation du productible Dans cette étape 2, une double estimation du productible est exigée : Evaluation sur site : L’util isateur répond à un appel d’offre public d’achat de l’électricité, le cas n°1 est considéré. Pour estimer le productible sur le cycle de vie du système PV en évaluation sur site dans le cas n°1, l ’équation [2] du référentiel est util isée avec une estimation du productible annuel de 257 000 kWh. Le productible obtenu est : ETotal = 6 927 435 kWh Evaluation sur site de référence : Pour estimer la production d’électricité sur le cycle de vie du système PV en évaluation sur site, l ’équation [3] du référentiel est utilisée. Une irradiation annuelle moyenne sur le plan de l’installation de 1440 kWh/m² est considérée. Le productible obtenu est : ETotal = 5 822 280 kWh Etape 3 : Compilation des résultats Après avoir calculé les facteurs d’impact du système PV et évalué le productible sur son cycle de vie, l ’équation [4] est utilisée pour évaluer (1) les impacts environnementaux du système PV conformément à l ’unité fonctionnelle du référentiel et (2) les impacts environnementaux de référence du système PV :
(1) ImpUF sur site = 102 g CO2 éq / kWh en évaluation sur site
(2) ImpUF hors site = 121 g CO2 éq / kWh en évaluation sur site de référence
Les deux résultats sont reportés dans l’Annexe 4 du référentiel pour la catégorie d’impact Changement Climatique. Ce calcul doit être reproduit de manière similaire pour l’ensemble des catégories d’impact obligatoire exigé par le référentiel.
67
Annexe 7
Calcul des quantités de référence pour des systèmes PV de puissance nominale supérieure à 12 MW pour la catégorie de produit 3.b
Pour la catégorie de produits 3.b – système PV installé au sol - les quantités de référence conservatrices de l’Annexe 2 ont été calculés sur base d’installations photovoltaïques de 12 MW. Elles sont donc valables « par tranche équivalente de 12 MW » de l’installation photovoltaïque envisagée. Ainsi pour des installations > 250 kVA à ≤ 12 MW, les quantités de référence d’une tranche de 12 MW sont à considérer (Quantités de références à 12 MW).
Pour des installations de plus forte puissance (supérieur à 12 MW), les quantités de référence de l’Annexe 2 doivent être recalculées :
Pour des installations > 12 MW et ≤ 24 MW, les quantités de référence équivalentes à deux tranches de 12 MW sont à considérer (Quantités de références à 12 MW * 2),
Pour des installations > 24 MW et ≤ 36 MW, les quantités de référence équivalentes à trois tranches de 12 MW sont à considérer (Quantités de références à 12 MW * 3),
Pour des installations > 36 MW et ≤ 48 MW, les quantités de référence équivalentes à quatre tranches de 12 MW sont à considérer (Quantités de références à 12 MW * 4).
A titre d’exemple, pour une installation de 17 MW (> 12 MW et ≤ 24 MW), les quantités de référence équivalentes à deux tranches de 12 MW sont à considérer :
Tableau 10 – Exemple de quantité de référence
Grandeur
Valeur des quantités de référence pour la 1ère
tranche
Coefficient multiplicateur de la
2ème tranche
Valeur des quantités de référence pour la 2ème
tranche
Puissance crête 12 MWc 2 24 MWc
Puissance totale
onduleur 14,4 MVA 2 28,8 MVA
Surface module
92308 m² en mono-Si 2 184616 m² en mono-Si
109091 m² en multi-Si 2 218182 m² en multi -Si
240000 m² en a-Si 2 480000 m² en a-Si
171429 m² en CdTe 2 342858 m² en CdTe
150000 m² en CIS 2 300000 m² en CIS
Longueur route 10 km 2 20 km
Longueur
clôture
Sheds
fixes
2546 m en mono-Si 2 5092 m en mono-Si
2767 m en multi-Si 2 5534 m en multi -Si
4105 m en a-Si 2 8210 m en a-Si
3469 m en CdTe 2 6938 m en CdTe
3245 m en CIS 2 6490 m en CIS
Tracker
1 axe
3118 m en mono-Si 2 6236 m en mono-Si
3389 m en multi -Si 2 6778 m en multi -Si
5027 m a-Si 2 10054 m en a-Si
4249 m en CdTe 2 8498 m en CdTe
3974 m en CIS 2 7948 m en CIS
3600 m en mono-Si 2 7200 m en mono-Si
68
Tracker
2 axe
3914 m en multi -Si 2 7828 m en multi -Si
5805 m en a-Si 2 11610 m en a-Si
4906 m en CdTe 2 9812 m en CdTe
4589 m en CIS 2 9178 m en CIS
Surface
centrale au
sol
Sheds
fixes
360000 m² en mono-Si 2 720000 m² en mono-Si
425455 m² en multi -Si 2 850910 m² en multi -Si
936000 m² en a-Si 2 1872000 m² en a-Si
668571 m² en CdTe 2 1337142 m² en CdTe
585000 m² en CIS 2 1170000 m² en CIS
Tracker
1 axe
540000 m² en mono-Si 2 1080000 m² en mono-Si
638182 m² en multi -Si 2 1276364 m² en multi -Si
1404000 m² en a-Si 2 2808000 m² en a-Si
1002857 m² en CdTe 2 2005714 m² en CdTe
877500 m² en CIS 2 1755000 m² en CIS
Tracker
2 axes
720000 m² en mono-Si 2 1440000 m² en mono-Si
850909 m² en multi -Si 2 1701818 m² en multi -Si
1872000 m² en a-Si 2 3744000 m² en a-Si
1337143 m² en CdTe 2 2674286 m² en CdTe
1170000 m² en CIS 2 2340000 m² en CIS
Distance annuelle 2000 km 2 4000 km