Trois décennies d’énergie solaire photovoltaïque au Maroc.
par Prof. Amin BENNOUNA
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TROIS DÉCENNIES D’ÉNERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE AU MAROC

Au Maroc, la demande en modules solaires photovoltaïques a connu trois grandes phases : une longue phase de “relative morosité” [1995-2010] qui s’est située entre deux phases de croissance rapide (1985-1995 puis 2010-2018). Aujourd’hui, l’inéluctabilité de l’accélération des installations solaires connectées au réseau est en train de se concrétiser. Il devient de plus en plus urgent d’adopter, par Décret, le comptage différentiel (net-metering) afin d’inciter les abonnés à déclarer leurs installations solaires PV pour qu’il puisse être vérifié que les onduleurs installés sont de qualité suffisante pour ne pas envoyer d’harmoniques indésirables dans le réseau. Dans l’état actuel, aucune possibilité de vérification ne le permet. Qu’en était-il du solaire photovoltaïque au Maroc et où en sommes-nous ?

  • Qu’est-ce que l’énergie solaire photovoltaïque ?

Les modules photovoltaïques (PV) sont formés de cellules solaires encapsulées entre un verre et un plastique. Ils produisent du courant électrique continu proportionnellement au rayonnement solaire qu’ils reçoivent et on les caractérise par la puissance électrique qu’ils délivrent (en Watt, W) dans des conditions idéales de laboratoire, dites “STC”. Cette puissance est alors exprimée en Watt-crête (Wc) et le marché mondial des modules solaires photovoltaïques est piloté par le prix du Wc :

  • Pompage : Si l’on a besoin de pomper de l’eau, on connecte la pompe aux modules PV à travers un convertisseur dont la sortie, variable avec le rayonnement solaire, doit être adaptée au type de motopompe électrique (continue ou alternative), mais alors c’est souvent l’eau qui est stockée dans un réservoir. Les installations de pompage existent au Maroc depuis 1985 et leur taille et surtout leur quantité ont fortement augmenté au fil du temps grâce à la baisse des prix des modules solaires PV.
  • Électrification autonome: Si les besoins en énergie électrique ne sont pas en phase avec l’ensoleillement, on stocke l’électricité en utilisant des batteries (12Vcc, ou multiples) dont la charge est contrôlée par un régulateur. Ce stockage augmente beaucoup le prix de l’électricité utilisée mais permet toutefois d’en disposer n’importe où de façon autonome. Quand on a besoin de courant alternatif (230Vca ou 380Vca), on utilise un onduleur qui va convertir le courant continu. Les onduleurs dits “autonomes” sont faits pour être alimentés par les batteries et fournissent de l’énergie à la demande. Les installations d’électrification autonome des sites isolés (habitations ou antennes de télécommunication) existent au Maroc depuis 1985 mais leur part de marché se réduit comme peau de chagrin à cause de l’extension territoriale du réseau électrique marocain dans le cadre du Programme d’Electrification Rurale Global (PERG) qui dessert désormais plus de 99% de la population rurale.
  • Alimentation du réseau électrique : Si l’on souhaite injecter de l’électricité dans un réseau électrique (avant ou après un compteur d’énergie électrique), on connecte ledit réseau aux modules PV à travers un onduleur dit “accordé” ou “synchrone” qui assure la conversion du courant continu en courant alternatif proportionnel au rayonnement solaire reçu tout en s’accordant, en tension et en phase, avec le réseau électrique sur lequel il est branché. Ces onduleurs “synchrones” transforment donc le système solaire en mini-centrale électrique qui peut avoir une puissance installée variant entre quelques centaines de Wc et quelques centaines de MWc (millions de Wc). Au Maroc, les installations connectées au réseau électrique n’ont commencé que, très timidement, en 2006 mais leur part de marché est devenue dominante grâce à la réduction des temps d’amortissement induits par la forte baisse simultanée des prix des modules solaires PV et des onduleurs synchrones.
  • Le marché marocain du solaire photovoltaïque

La Figure 1 montre l’évolution du prix de gros des modules photovoltaïques (exprimé en Dh par Wc). Cette Figure 1 a été obtenue sur la base des chiffres des prix de gros donnés par l’Association Européenne de Industrie Photovoltaïque[i], après les avoir d’abord majorés de 5% pour tenir compte des coûts d’assurance et du transport avant des convertir en Dirhams au taux de change moyen de l’année considérée.

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Sur une échelle de 30 ans, la Figure 1 permet de voir que :

  • Les prix en Dh/Wc, Coût Assurance et Fret (CAF, carrés bleus de la Figure 1), ont oscillé de ±25% (barres bleues verticales de la Figure 1) autour d’une décroissante régulière de près de 9,5% par an (courbe bleue décroissante de la Figure 1). Cette décroissance résulte d’une courbe d’apprentissage dite “Loi de Swanson” qui montre que les prix mondiaux du solaire PV baissent de près de 20% chaque fois que le cumul des ventes mondiales double[i],[ii],[iii].
  • Ainsi donc, les prix se sont quasiment divisés par 15 sur trente ans.
  • Cette chute a rendu l’électricité d’origine solaire PV rentable face aux moyens conventionnels de production d’électricité (pour ne pas dire souvent plus rentable[iv] !).

La Figure 2 montre l’évolution de la puissance crête (exprimée million de Wc, MWc) installée annuellement au Maroc (carrés noirs) et son cumul (cercles bleus). Cette Figure 2 a été obtenue sur la base des données en valeurs CAF des imports de l’Office des Changes[v] et des prix unitaires de la Figure 1. L’ordonnée de cette Figure 2 est en échelle logarithmique (un carreau vertical pour chaque multiplication par 10) afin de pouvoir visualiser des variations d’échelle très différentes qui ne seraient pas visibles avec une échelle normale.

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Sur une échelle de 30 ans, la Figure 2 permet de voir que :

  • La demande a augmenté assez vite jusqu’en 1995 (pratiquement multipliée par 80 en 5 ans). Cette phase se caractérise par l’arrivée du PV dans un Maroc dont le taux d’électrification rurale est en-dessous de 18% sans qu’aucun programme d’électrification rurale consistant ne soit annoncé. Presque toutes les installations étaient alors autonomes et de petite puissance (inférieure à 50Wc).
  • La demande a augmenté nettement moins vite entre 1995 et 2010 (pratiquement multipliée par 3 en 15 ans), le Programme d’Electrification Rurale Global (PERG), avec ses promesses d’arrivée du réseau électrique, a mis un coup de frein à la demande spontanée venant de zones non-électrifiées du pays (rurales ou pas). Toutefois, le PERG a aussi intégré une composante solaire qui a permis d’alimenter par des installations solaires PV autonomes 51’509 (1998-2008), puis 17’670 foyers (2014-2016) cumulant près de 8 MWc.
  • La demande a de nouveau augmenté très rapidement depuis 2010 (pratiquement multipliée par 140 en 8 ans). Durant cette troisième phase, les installations d’électrification solaire PV autonome deviennent minoritaires et, mues par la baisse des prix, ce sont les systèmes de pompage solaire PV qui prennent le dessus, progressivement dépassés par les systèmes connectés au réseau ; ainsi finissent les temps où les modules PV n’étaient visibles que dans les zones isolées.
  • Solaire photovoltaïque et business

La Figure 3 représente l’évolution de l’estimation du chiffre d’affaires d’installation du secteur solaire PV au Maroc. L’ordonnée de cette Figure 3 est, elle aussi, en échelle logarithmique (un carreau vertical pour chaque multiplication par 10) afin de pouvoir visualiser des variations d’échelle très différentes qui ne seraient pas visibles avec une échelle normale. La Figure 3 a été obtenue en considérant que le coût des modules de l’année ne représente que 40% du prix imputé au client final, pour tenir compte d’une marge et des autres éléments des systèmes solaires installés (socles, supports, câbles, boîtiers, accessoires et éventuels autres équipements tels que variateurs de vitesse, onduleurs, régulateurs ou batteries).

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Ainsi donc, le chiffre d’affaires aurait :

  • augmenté très rapidement jusqu’en 1995 (multiplication par 6 en 5 ans),
  • décru en oscillant fortement entre 1995 et 2011,
  • très fortement augmenté depuis 2011 (multiplication par 90 en 17 ans) pour dépasser 3.7 milliards de Dh en 2018.

Le taux de valeur ajoutée dans ce secteur étant de l’ordre de 20% et la productivité apparente de l’emploi au voisinage de 90’000 Dh de 2008[i], si l’on actualise ces derniers à 1.5% par an, on arrive aux conclusions suivantes :

  • l’installation des systèmes solaires PV aurait contribué à la création de quelques dizaines d’emplois jusqu’en 1993,
  • à partir de là, le nombre d’emplois créés s’est chiffré en quelques centaines jusque vers 2015,
  • depuis 2016, le nombre d’emplois se chiffre en milliers et devrait sans doute dépasser la dizaine de milliers avant 2020.

Ces chiffres n’incluent pas les emplois nécessaires à la maintenance de la capacité solaire PV en opération.

La Figure 4 représente l’évolution de la structure du cumul de la puissance installée au Maroc (les chiffres dans l’histogramme représentent les valeurs en MWc).

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La Figure 5 représente l’évolution de la production d’électricité par les installations photovoltaïques opérationnelles depuis 20 ans (en bleu et se référant à l’échelle de gauche) ainsi que la part de la production d’électricité qu’elles représentent (en rouge et se référant à l’échelle de droite). Les deux ordonnées de cette Figure 5 sont, elles aussi, en échelle logarithmique (un carreau vertical pour chaque multiplication par 10) afin de pouvoir visualiser des variations d’échelle très différentes qui ne seraient pas visibles avec une échelle normale.

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Les deux courbes (bleue et rouge) de la Figure 5 ne sont pas parallèles car la croissance du parc solaire photovoltaïque a été plus rapide que celle de l’électricité produite au Maroc.

  • De 4 cent millièmes en 1990 de l’électricité générée en 1990, la part du solaire PV est passée à 4 dix millièmes en 1995. Puis, cette part n’a augmenté que de 4 à 12 dix millièmes entre 1995 et 2010. Enfin, l’électricité produite par le solaire PV est montée jusqu’à 2,9% de l’électricité générée en 2018 soit, en trente ans, une multiplication par… 300 en valeur et par 1’000 en contribution relative.
  • En 2018, seulement un quart (part “MASEN” de la Figure 4) des 1’140 GWh produits par l’ensemble des installations solaires est compté dans le bilan national. Puisque les trois quarts restants (534 MWc, d’après la Figure 4) ne le sont pas, on comprend tout à fait que cela contribue substantiellement à l’atténuation de la croissance de la demande nationale en énergie électrique[i].
  • L’impact environnemental du solaire PV au Maroc

La Figure 6 montre l’évolution des émissions de gaz à effet de serre évitées par les installations photovoltaïques opérationnelles depuis 20 ans (bleu se référant à l’échelle de gauche) et ce qu’elles représentent par rapport aux émissions de l’électricité produite au Maroc (rouge se référant à l’échelle de droite). Les deux ordonnées de cette Figure 6 sont en échelle logarithmique (un carreau vertical pour chaque multiplication par 10) afin de pouvoir visualiser des variations d’échelle très différentes qui ne seraient pas visibles avec une échelle normale.

EcoActuLes deux courbes (bleue et rouge) de la Figure 6 ne sont pas parallèles car le facteur d’émission de l’électricité produite au Maroc n’est pas constant. Tout en continuant à croître rapidement (près de 40% par an), les émissions de gaz à effet de serre évitées par la production d’électricité solaire PV dépassent légèrement un million de tonnes d’équivalent CO2 en 2018 et contribuent à réduire 3.4% des émissions de gaz à effet de serre de l’électricité produite au Maroc.

  • Le Maroc dans le monde

Il est utile de visualiser ce que les capacités installées de la Figure 2 représentent à l’échelle mondiale. Ainsi, la Figure 7 montre l’évolution du cumul de la puissance crête installée dans le monde (en bleu et se référant à l’échelle de gauche) ainsi que celle de la part du Maroc dans ce total (en rouge et se référant à l’échelle de droite). La courbe bleue de cette Figure 7 a été obtenue sur la base des chiffres de l’Association Européenne de Industrie Photovoltaïque, EPIA4, [i] et de REN21[ii]. Les deux ordonnées de cette Figure 7 sont en échelle logarithmique (un carreau vertical pour chaque multiplication par 10) afin de pouvoir visualiser des variations d’échelle très différentes qui ne seraient pas visibles avec une échelle normale.

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Force est de constater que le temps d’une courte durée, le Maroc a été une espèce de “Mecque du PV” puisqu’il avait cumulé près d’un module sur 22 vendus dans le monde (4.8% de la puissance totale installée dans le monde en 1996). Puis, cette position s’est progressivement dégradée et le Maroc a perdu un grand nombre de places dans le palmarès mondial après être descendu à moins d’un module sur 1000 vendus dans le monde (0.08% de la puissance totale installée dans le monde en 2011). Depuis lors, la croissance fulgurante constatée dans la Figure 2 a permis de se rattraper et le Maroc a dépassé 0,7% de la puissance totale installée dans le monde en 2018.

Une autre façon de faire un Benchmarking du Maroc dans le monde consiste à comparer son niveau d’équipement solaire photovoltaïque (puissance installée par habitant) par rapport à la moyenne mondiale, ce qui est montré dans la Figure 8 dont l’ordonnée est, elle aussi, en échelle logarithmique (un carreau vertical pour chaque multiplication par 10) afin de pouvoir visualiser des variations d’échelle qui ne seraient pas visibles avec une échelle normale. Ce type de statistique est similaire à la “densité téléphonique” (nombre de lignes pour cent habitants).

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L’analyse de l’évolution dans le temps montre que le niveau d’équipement du Maroc était supérieur à la moyenne mondiale jusqu’en 2007, qu’il est descendu jusqu’à devenir 6 fois plus petit que celle-ci en 2011 (0.715 pour 4.33 Wc/habitant) pour remonter à nouveau au dessus de la moyenne mondiale en 2018. Bien qu’en 2014, le Maroc ne figurait pas encore au “top ten” des pays les mieux lotis en termes de capacité installée, il est cartographié depuis 2017 dans le troisième groupe de pays, soit ceux ayant entre 10 et 100Wc/habitant1.

La Figure 9 montre quelques uns des meilleurs prix des contrats récents d’achat d’électricité solaire PV dans le monde

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Le prix indiqué pour le Maroc est celui d’adjudication des centrales PV NOOR 4 (Ouarzazate, Laayoune et Boujdour). On remarquera que les prix ne dépendent pas que de l’ensoleillement du pays…

  • Conclusion

Depuis 2011, le marché privé du solaire photovoltaïque redevient florissant au Maroc. Il atteint près de 70% des ventes annuelles sur 280 MWc et 75% des ventes cumulées sur 718 MWc à fin 2018 ; ceci, déjà bien avant l’adoption d’un Décret d’Application de l’injection d’électricité sur le réseau basse tension. En effet, il faut savoir que la Loi 58/2015 est venue autoriser l’injection d’électricité sur le réseau Basse Tension que la Loi 13/2009 interdisait tacitement. La compétitivité de l’électricité solaire PV face aux prix pratiqués par les distributeurs d’électricité (qui atteignent 1.80 Dh TTC/kWh en BT et 1.20 Dh en MT) fera que l’évolution rapide actuelle du taux de pénétration devrait même s’accélérer au Maroc puisque de nombreux dispositifs techniques facilitent de plus en plus l’autoconsommation sans même avoir à injecter hors du compteur électrique ni à permettre aux distributeurs de détecter des installations solaires PV invisibles de l’extérieur. En effet, la quasi-totalité des compteurs électriques de basse tension du Maroc tournent en sens inverse lorsque l’on injecte de l’électricité d’un bâtiment vers le réseau et les distributeurs font maintenant la chasse à ces situations pour y installer des compteurs anti-retour. Ainsi, l’inéluctable annoncé[1] est en train de se produire et il devient de plus en plus urgent d’adopter, par Décret, le comptage différentiel (net-metering) et ses modalités de mise en œuvre afin d’inciter les abonnés à déclarer leurs installations solaires PV pour que soit contrôlée la qualité des onduleurs utilisés. En effet, il est indispensable que les onduleurs “synchrones” utilisés pour l’injection d’électricité soient de qualité suffisante pour ne pas envoyer d’harmoniques indésirables dans le réseau électrique. Dans le cas contraire, ceux-ci pourraient mettre à mal certains équipements du voisinage et, dans l’état actuel, il n’y a aucun moyen de s’en prémunir.

Par Amine Bennouna, Professeur à l’Université Cadi Ayyad, Marrakech

 

[1] Wikipedia, "Chronologie de l'énergie solaire photovoltaïque", https://fr.wikipedia.org/wiki/Chronologie_de_l%27%C3%A9nergie_solaire_photovolta%C3%AFque

[1] Ken Zweibel, "Key Minerals in Photovoltaics", George Washington University Solar 
Institute (2011), http://dels.nas.edu/resources/static-assets/bcst/miscellaneous/zweibel_Key.pdf

[1] Bloomberg New Energy Finance, "New Energy Outlook" (2019), https://bnef.turtl.co/story/neo2019?teaser=true

[1] European Photovoltaic Industry Association, "Global Market outlook for photovoltaics 2014-2018", (2019), https://resources.solarbusinesshub.com/solar-industry-reports/item/global-market-outlook-for-photovoltaics-2014-2018

[1] REN 21, "Renewables 2019 – Global Status Report", https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/gsr_2019_full_report_en.pdf

[1] Office des Changes, "Bases de Données du Commerce Extérieur", https://services.oc.gov.ma/DataBase/CommerceExterieur/

[1] Mohamed Aboufirass, Amin Bennouna, "Contribution à l'étude des impacts économiques du PERG", Etude commandée par l'Office Nationale de l'Electricité à RESING Sarl (2008).

[1] Amin BENNOUNA, "La croissance de la consommation énergétique enfin plus lente que la croissance économique", EcoActu 14 Octobre 2019, https://www.ecoactu.ma/la-croissance-de-la-consommation-energetique-enfin-plus-lente-que-la-croissance-economique/

[1] Solar Power Europe, "Global Market Outlook for solar power / 2018-2022", https://www.solarpowereurope.org/wp-content/uploads/2018/09/Global-Market-Outlook-2018-2022.pdf

[1]  Renewables 2019, "Global Status Report", https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/gsr_2019_full_report_en.pdf

reference : https://www.ecoactu.ma/trois-decennies-denergie-solaire-photovoltaique-au-maroc/