Marché de l’énergie solaire concentrée – Taille de l’industrie mondiale, part, tendances, opportunités et prévisions, segmenté par technologie (auge parabolique, tour électrique, Fresnel linéaire), par application (résidentielle, non résidentielle, service public), par stockage (avec stockage, sans stockage), par capacité (≤ 50 MW, > 50 à ≤ 100 MW, > 100 MW), par composant (champ solaire, bloc d’a

Le marché mondial de l'énergie solaire concentrée (CSP) connaît une croissance dynamique et des développements transformateurs, se positionnant comme un acteur clé dans la transition vers des sources d'énergie durables. Caractérisée par sa capacité à exploiter la lumière du soleil et à la convertir en énergie thermique à haute température, la technologie CSP offre une solution d'énergie renouvelable unique et répartissable. La croissance du marché est soutenue par des engagements mondiaux croissants en faveur de la décarbonisation et de la diversification des portefeuilles énergétiques. Les projets CSP à l'échelle des services publics, exploitant des miroirs paraboliques, des tours électriques et des systèmes linéaires de Fresnel, dominent le paysage, fournissant une énergie stabilisatrice du réseau pour répondre aux demandes d'un secteur énergétique en évolution rapide. Le champ solaire, un composant fondamental des configurations CSP, joue un rôle central dans la capture et la concentration de la lumière du soleil, influençant l'efficacité globale du projet. L'Europe, et notamment l'Espagne, est devenue un bastion du marché CSP, grâce à des projets pionniers, des politiques de soutien et un engagement en faveur d'une transition énergétique durable. Les initiatives de recherche et développement en cours se concentrent sur les avancées technologiques, les réductions de coûts et l'amélioration des solutions de stockage, réaffirmant la pertinence du CSP dans le mix énergétique renouvelable mondial. Alors que l'industrie continue d'innover et de se développer, le marché de l'énergie solaire concentrée se situe à l'avant-garde d'un avenir énergétique propre, contribuant à l'effort mondial pour la neutralité carbone et une production d'énergie résiliente et répartissable.

Principaux moteurs du marché

Initiatives de transition et de décarbonisation des énergies renouvelables 

L'un des principaux moteurs du marché mondial du CSP est l'importance croissante accordée aux sources d'énergie renouvelables dans le cadre de la transition mondiale plus large vers des systèmes énergétiques durables et à faible émission de carbone. Les gouvernements et les organisations internationales fixent des objectifs ambitieux de décarbonation pour atténuer le changement climatique, et le CSP joue un rôle crucial dans la réalisation de ces objectifs. La capacité des centrales CSP à produire une énergie propre et répartissable s'aligne sur la transition vers les énergies renouvelables, positionnant la CSP comme un contributeur précieux à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à l'amélioration de la durabilité énergétique.

Sécurité énergétique et diversification du mix énergétique

Les préoccupations concernant la sécurité énergétique et la volatilité des prix des combustibles fossiles stimulent la demande de solutions énergétiques diversifiées et d'origine nationale. La CSP offre une option d'énergie renouvelable fiable et répartissable, fournissant une source stable d'électricité. Alors que les pays cherchent à réduire leur dépendance aux combustibles fossiles importés et à renforcer leur résilience énergétique, les projets CSP deviennent des composants stratégiques du mix énergétique. La diversification du portefeuille énergétique avec la CSP contribue à la sécurité énergétique en exploitant une ressource constante et indigène - la lumière du soleil - pour répondre aux demandes d'électricité.

Progrès technologiques et réductions des coûts

Les progrès continus des technologies CSP sont des moteurs importants de la croissance du marché. Les innovations dans les capteurs solaires, les fluides caloporteurs et les systèmes de stockage thermique contribuent à améliorer l'efficacité, à améliorer la capture d'énergie et à réduire les coûts globaux. L'industrie connaît une évolution vers des technologies CSP à température plus élevée, telles que les systèmes à sel fondu et au dioxyde de carbone supercritique, qui permettent une meilleure rétention de la chaleur et une production d'électricité accrue. Ces innovations technologiques contribuent à réduire le coût actualisé de l'électricité (LCOE) des projets CSP, les rendant ainsi plus compétitifs économiquement par rapport aux autres formes d'énergie renouvelable.

Intégration du stockage d'énergie pour la stabilité du réseau 

L'intégration des systèmes de stockage d'énergie est un moteur essentiel du marché CSP, répondant à l'un des principaux défis associés à l'intermittence de l'énergie solaire. Les centrales CSP dotées de capacités de stockage d'énergie thermique, telles que le stockage à sel fondu, peuvent stocker l'excédent d'énergie pendant les périodes de fort ensoleillement et la distribuer en cas de besoin, fournissant ainsi une alimentation électrique stable et fiable. L'intégration du stockage d'énergie améliore la répartissabilité de la CSP, ce qui en fait un atout précieux pour la stabilité du réseau et permet aux projets CSP de fonctionner comme des centrales électriques de base ou répartissables. Alors que les opérateurs de réseau accordent la priorité à la stabilité et à la fiabilité, l'intégration de solutions de stockage d'énergie devient un moteur convaincant pour l'adoption de la technologie CSP.

Poussée mondiale en faveur du développement durable et de la création d'emplois 

La poussée mondiale en faveur du développement durable, associée au désir de créer des emplois verts, agit comme un moteur pour le marché de la CSP. Les gouvernements et les organisations internationales reconnaissent les avantages socio-économiques de l'investissement dans des projets d'énergie renouvelable, y compris la CSP. Le développement, la construction et l'exploitation de centrales CSP créent des opportunités d'emploi, stimulent les économies locales et contribuent à la croissance du secteur des énergies renouvelables. Alors que les pays alignent leurs stratégies énergétiques sur les objectifs de développement durable, les impacts socio-économiques positifs associés aux projets CSP stimulent le soutien et les investissements dans le secteur.

Principaux défis du marché

Coûts d'investissement initiaux élevés 

L'un des principaux défis auxquels est confronté le marché mondial de l'énergie solaire concentrée est le coût d'investissement initial élevé associé au développement et à la construction de projets CSP. La nature complexe de la technologie CSP, notamment le besoin de composants spécialisés tels que des miroirs, des récepteurs et des systèmes de stockage d'énergie thermique, contribue à des dépenses initiales élevées. Ces exigences à forte intensité de capital constituent un obstacle à l'adoption généralisée de l'énergie solaire concentrée, en particulier par rapport à d'autres sources d'énergie renouvelables comme le solaire photovoltaïque (PV) et l'énergie éolienne, qui ont connu des réductions de coûts significatives. Il est essentiel de relever le défi des coûts d'investissement initiaux élevés pour rendre les projets CSP économiquement viables et compétitifs sur le marché de l'énergie au sens large.

Utilisation des terres et impact environnemental 

Les centrales CSP nécessitent souvent de grandes superficies de terrain pour l'installation de capteurs solaires, de miroirs et d'autres composants. L'utilisation extensive des terres suscite des inquiétudes quant à l'impact environnemental, en particulier dans les régions écologiquement sensibles. L'altération des paysages pour les projets CSP peut perturber les écosystèmes locaux, affectant potentiellement la flore et la faune. De plus, des conflits d'utilisation des terres peuvent survenir dans des zones où les intérêts sont concurrents, comme l'agriculture ou la conservation. Trouver un équilibre entre l'expansion des projets CSP et la minimisation de l'impact environnemental est un défi de taille qui nécessite une sélection minutieuse du site, des évaluations d'impact environnemental et une planification durable de l'utilisation des terres.

Intermittence et intégration au réseau

L'intermittence inhérente de l'énergie solaire pose un défi aux centrales CSP, car elles dépendent de la lumière directe du soleil pour un fonctionnement optimal. La couverture nuageuse, les variations météorologiques et les cycles diurnes contribuent aux fluctuations de la production d'énergie, ce qui a un impact sur la fiabilité des systèmes CSP. Une intégration et une répartition efficaces du réseau sont essentielles pour remédier à la nature intermittente des CSP. L'intégration de systèmes de stockage d'énergie, tels que le stockage thermique à sel fondu, contribue à atténuer l'intermittence en permettant le stockage de l'excédent d'énergie pour l'utiliser pendant les périodes de faible ensoleillement. Cependant, le développement et la mise en œuvre de solutions de stockage rentables et efficaces restent un défi, ce qui a un impact sur la capacité de l'ESC à fournir une énergie constante et fiable au réseau.

Concurrence avec la baisse des coûts des autres énergies renouvelables 

Le marché de l'ESC est confronté à une forte concurrence de la part d'autres sources d'énergie renouvelables, en particulier l'énergie solaire photovoltaïque et l'énergie éolienne, qui ont connu des réductions de coûts importantes ces dernières années. La baisse des coûts des modules solaires photovoltaïques et des technologies éoliennes terrestres/offshore a contribué à leur adoption généralisée et aux réalisations en matière de parité réseau. En revanche, le rythme comparativement plus lent de réduction des coûts de l'ESC a mis à mal sa compétitivité. Pour surmonter ce défi, l'industrie de l'ESC doit continuer à innover, à optimiser la conception des projets et à explorer des pistes de réduction des coûts de fabrication, de construction et d'exploitation.

Utilisation et disponibilité de l'eau 

De nombreuses technologies de l'ESC nécessitent de l'eau à des fins de refroidissement, et la pénurie d'eau dans certaines régions pose un défi de taille. Les systèmes CSP traditionnels, tels que les technologies à miroirs paraboliques et à tour électrique, utilisent souvent des méthodes de refroidissement à forte consommation d'eau, ce qui a un impact sur les ressources en eau locales. Ce défi est particulièrement pertinent dans les régions arides où les ressources solaires sont abondantes, mais la disponibilité en eau est limitée. Le développement et l'adoption de technologies de refroidissement économes en eau ou l'exploration de méthodes alternatives de refroidissement à sec sont essentiels pour atténuer les impacts environnementaux et sociaux associés à l'utilisation de l'eau dans les centrales CSP.

Principales tendances du marché

Progrès dans les technologies CSP 

Le marché mondial de l'énergie solaire concentrée connaît une tendance transformatrice tirée par les progrès continus des technologies CSP. Les innovations dans les capteurs solaires, les fluides caloporteurs, le stockage d'énergie thermique et les systèmes de cycle énergétique améliorent l'efficacité globale et la rentabilité des centrales CSP. Les technologies CSP à haute température, telles que les systèmes à sel fondu et au dioxyde de carbone supercritique, gagnent en importance, permettant une meilleure rétention de la chaleur et une meilleure production d'électricité. Ces avancées technologiques contribuent à accroître la capture d'énergie, à réduire les coûts et à améliorer l'évolutivité des projets CSP, positionnant ainsi l'industrie comme un acteur compétitif dans le paysage des énergies renouvelables.

Hybridation avec d'autres sources d'énergie 

Une tendance notable sur le marché CSP est l'importance croissante accordée à l'hybridation, en intégrant les systèmes CSP à d'autres sources d'énergie telles que le gaz naturel, la biomasse ou le solaire photovoltaïque (PV). Les centrales CSP hybrides offrent une flexibilité et une fiabilité accrues, fournissant une alimentation électrique continue et stable. La combinaison du CSP avec des technologies complémentaires permet une production d'énergie ininterrompue, répondant aux défis d'intermittence inhérents aux systèmes CSP autonomes. Cette tendance reflète l'engagement de l'industrie à fournir une énergie renouvelable cohérente et répartissable, faisant du CSP un élément précieux des systèmes énergétiques intégrés.

Intégration du stockage d'énergie 

L'intégration du stockage d'énergie est une tendance clé qui façonne le marché mondial du CSP. La capacité à stocker l'énergie thermique pour l'utiliser pendant les périodes de faible ensoleillement ou de forte demande est cruciale pour la compétitivité du CSP et son intégration au réseau. Les progrès réalisés dans les systèmes de stockage d'énergie thermique, notamment l'utilisation de sels fondus et d'autres matériaux innovants, permettent aux centrales CSP de fournir une énergie répartissable, contribuant ainsi à la stabilité du réseau. Le stockage d'énergie améliore la viabilité économique des projets CSP en permettant de découpler la production d'électricité de la disponibilité de la lumière solaire, faisant de la CSP une solution d'énergie renouvelable fiable et flexible.

Expansion mondiale et croissance du marché 

Le marché mondial de la CSP connaît une expansion significative, avec un nombre croissant de projets dans différentes régions. Alors que les marchés traditionnels tels que l'Espagne et les États-Unis continuent de dominer, de nouveaux marchés au Moyen-Orient, en Afrique du Nord, en Chine et en Australie émergent comme des acteurs clés. Les gouvernements et les services publics de ces régions reconnaissent le potentiel de la CSP pour atteindre leurs objectifs en matière d'énergie renouvelable et répondre aux préoccupations en matière de sécurité énergétique. La tendance à l'expansion mondiale signifie l'acceptation et l'adoption croissantes de la technologie CSP comme solution viable et durable pour la production d'électricité.

Réduction des coûts et compétitivité accrue 

La réduction des coûts est une tendance dominante sur le marché CSP, tirée par les avancées technologiques, les économies d'échelle et l'amélioration de l'exécution des projets. L'industrie a constaté une baisse du coût actualisé de l'électricité (LCOE) pour les projets CSP, les rendant plus compétitifs par rapport aux autres formes d'énergie renouvelable. Des processus de fabrication améliorés, des méthodes de construction rationalisées et l'optimisation des projets contribuent à la réduction globale des coûts. Alors que l'industrie s'efforce d'atteindre la parité réseau et de concurrencer plus efficacement les sources d'énergie conventionnelles, la tendance continue à la réduction des coûts est cruciale pour la croissance continue et l'adoption généralisée de la technologie CSP.

Informations sectorielles

Informations technologiques

Segment des miroirs paraboliques

Plusieurs facteurs contribuent à la domination de la technologie des miroirs paraboliques. Tout d'abord, les systèmes à miroirs paraboliques ont fait leurs preuves, avec des projets commerciaux remontant à plusieurs décennies. La vaste expérience opérationnelle et les connaissances accumulées ont conduit à un niveau élevé de confiance dans les performances et la fiabilité des centrales CSP à miroirs paraboliques. Cet historique d'exploitation réussie positionne la technologie à miroirs paraboliques comme un choix éprouvé et rentable pour les investisseurs et les développeurs.

De plus, la technologie à miroirs paraboliques bénéficie d'un processus de conception et de fabrication relativement simple, contribuant à la rentabilité par rapport aux autres technologies CSP. La simplicité de la conception facilite l'évolutivité des projets, ce qui rend les systèmes à miroirs paraboliques adaptés aux centrales solaires thermiques à grande échelle. La facilité d'intégration avec les cycles électriques conventionnels, tels que les cycles de Rankine ou de Brayton, renforce encore l'attrait de la technologie à miroirs paraboliques pour les services publics qui cherchent à adopter des solutions solaires thermiques.

En plus de leurs avantages opérationnels et économiques, les systèmes à miroirs paraboliques présentent un niveau élevé de maturité technologique. Les efforts continus de recherche et développement ont conduit à des améliorations progressives, à l'optimisation des composants et à l'amélioration de l'efficacité globale. Cette évolution, combinée à la fiabilité inhérente de la technologie, positionne la CSP à miroirs paraboliques comme un choix stable et fiable pour la production d'électricité à grande échelle.

Informations sur les applications

Segment des services publics

Plusieurs facteurs contribuent à la prédominance des projets CSP à grande échelle. Tout d'abord, les économies d'échelle associées aux grandes installations rendent les projets à grande échelle plus rentables par unité d'électricité produite. La taille de ces projets permet des réductions significatives du coût actualisé de l'électricité (LCOE), ce qui les rend compétitifs par rapport aux autres formes de production d'électricité. Cette compétitivité des coûts a positionné l'énergie solaire concentrée à grande échelle comme une option attrayante pour les services publics et les gouvernements qui cherchent à diversifier leur bouquet énergétique avec une ressource renouvelable fiable et répartissable.

De plus, les projets d'énergie solaire concentrée à grande échelle exploitent souvent des technologies de stockage d'énergie thermique, telles que le sel fondu, leur permettant de fournir une énergie répartissable, même lorsque le soleil ne brille pas. Cette capacité améliore la fiabilité et l'intégration au réseau de l'énergie solaire concentrée à grande échelle, répondant aux préoccupations liées à l'intermittence de l'énergie solaire et contribuant à la stabilité du réseau. La nature répartissable de l'énergie solaire concentrée à grande échelle s'aligne sur les besoins évolutifs des réseaux électriques modernes, soutenant la transition vers une infrastructure énergétique plus flexible et plus résiliente.

Le segment de l'énergie solaire concentrée à grande échelle a été le point focal d'avancées et d'innovations technologiques importantes dans le secteur de l'énergie solaire concentrée. Les efforts continus de recherche et développement visent à améliorer l'efficacité des projets d'énergie solaire concentrée à grande échelle, à renforcer les capacités de stockage thermique et à optimiser les performances globales. Ces avancées contribuent à la croissance continue et à la compétitivité de la CSP à l'échelle des services publics dans le paysage énergétique mondial.

Bien que des applications résidentielles et non résidentielles existent, leurs contributions au marché global de la CSP sont relativement modestes par rapport à la domination des projets à l'échelle des services publics. Les applications résidentielles de la CSP, souvent sous la forme de chauffe-eau solaires, sont répandues dans certaines régions, mais représentent généralement un marché de niche. Les applications non résidentielles, telles que la chaleur industrielle, sont précieuses mais ne correspondent pas à l'échelle et à l'impact des projets à l'échelle des services publics en termes de production d'électricité.

Perspectives régionales

Les pays européens ont mis en œuvre des cadres politiques et des incitations favorables qui encouragent le déploiement des technologies d'énergie renouvelable, y compris la CSP. Les tarifs de rachat garantis, les subventions et d'autres incitations financières ont facilité le développement de projets CSP, les rendant économiquement viables et attrayants pour les investisseurs. Ces politiques ont créé un environnement propice à l'innovation et au développement de projets CSP, positionnant l'Europe comme leader sur le marché mondial CSP.

L'Europe est à l'avant-garde des initiatives de recherche et développement dans le secteur des énergies renouvelables, y compris CSP. L'engagement de la région à faire progresser la technologie et à améliorer l'efficacité des systèmes CSP a conduit à des innovations et des percées importantes. Les initiatives de recherche en cours, les collaborations entre les institutions de recherche et les acteurs de l'industrie et les investissements dans les technologies CSP de pointe ont consolidé la position de l'Europe en tant que pôle d'innovation CSP.

De nombreux pays européens bénéficient de conditions climatiques favorables et de ressources solaires abondantes, en particulier dans les régions du sud. Des pays comme l'Espagne, l'Italie et l'Allemagne bénéficient d'un ensoleillement abondant, ce qui est essentiel au fonctionnement optimal des centrales CSP. L'adéquation géographique des projets CSP a encouragé le développement de centrales solaires thermiques à grande échelle, contribuant ainsi à la domination de l'Europe sur le marché mondial.

L'engagement de l'Europe en faveur d'une transition énergétique durable et de l'intégration des énergies renouvelables dans le réseau a propulsé l'adoption de la CSP. Alors que les pays s'efforcent de réduire leurs émissions de carbone et de s'éloigner des combustibles fossiles, les projets CSP dotés de capacités de stockage d'énergie ont gagné en importance. La nature répartissable du CSP s'aligne sur le besoin de stabilité et de flexibilité du réseau, favorisant encore davantage l'adoption de la technologie dans la région.

Développements récents

• En juin 2021, ACWA a conclu un contrat d'achat avec Eskom Holdings SOC Ltd et a obtenu un financement d'environ 800 millions USD pour construire la plus grande centrale électrique solaire à concentration d'Afrique du Sud. Le CSP de Redstone est conçu pour avoir une capacité de production de 100 MW et devrait entrer en exploitation commerciale au quatrième trimestre 2023. La centrale CSP sera dotée d'un système de stockage d'énergie thermique de 12 heures afin de pouvoir répondre à la demande d'électricité de près de 200 000 foyers 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.
• En avril 2019, BrightSource Energy s'est associé à General Electric pour le projet ASHALIM, un champ solaire d'une capacité de 121 MW qui est devenu opérationnel en 2019. GE était responsable de l'ingénierie, de l'approvisionnement et de la construction (EPC) de la centrale solaire, BrightSource fournissant une technologie de champ solaire avancée.

Principaux acteurs du marché

• BrightSource Energy, Inc.
• Solar Millennium AG
• Abengoa SA
• Acciona Energy, SA
• Novatec Solar GmbH
• Enel SpA
• Shanghai Electric Power Generation Co., Ltd.
• China National Chemical Engineering & Construction Corporation
• Heliand Power GmbH
• SolarReserve LLC