Publié le: 13 mars 2025 / mise à jour de: 13 mars 2025 - Auteur: Konrad Wolfenstein
Les nouvelles cellules super solaires (Perovskit) devraient accélérer la stratégie solaire de la transition énergétique du Japon avec Sekisui Image-Image: Xpert.Digital
Technologie énergétique du futur: percée du Japon avec les cellules Perowskit
Énergie solaire avancée: le chemin du Japon vers la transition énergétique
Le Japon fait des progrès significatifs dans la technologie de l'énergie solaire avec le développement de cellules solaires Perovskit (PSC) qui ont le potentiel de changer fondamentalement le paysage énergétique du pays. Cette technologie innovante devrait non seulement soutenir les objectifs climatiques ambitieux du Japon, mais aussi réduire la dépendance à l'égard des combustibles fossiles et de l'énergie nucléaire. Avec des propriétés flexibles, légères et très efficaces, ces cellules super solaires pourraient atteindre la capacité de production d'électricité d'ici 2040, ce qui correspond à 20 réacteurs nucléaires et ainsi apporter une contribution décisive à la transition énergétique japonaise.
La technologie révolutionnaire Perovskit
Les cellules solaires de Perowskit diffèrent fondamentalement des cellules solaires conventionnelles et promettent une révolution dans la manière dont l'énergie solaire est utilisée. Contrairement aux panneaux solaires traditionnels à base de silicium, les PSC se caractérisent par sa forte adaptabilité, son faible poids ainsi que sa flexion et sa flexibilité dans la production. Ces propriétés les rendent particulièrement précieuses pour l'environnement japonais densément peuplé, où les panneaux solaires conventionnels sont souvent peu pratiques en raison de la zone limitée.
La polyvalence des cellules solaires Perowskit ouvre des applications complètement nouvelles. Grâce à votre conception semi-transparente et légère, vous pouvez être installé sur les murs et les fenêtres du bâtiment, sur les toits de voiture et sur les réverbères afin que ces zones puissent être utilisées pour la production d'énergie. Cette flexibilité est particulièrement importante dans les villes ayant un espace limité, où la maximisation de la production d'énergie est d'une importance cruciale sans exigences d'espace supplémentaires.
Les cellules solaires de Perovskit ont fait des progrès impressionnants en termes d'efficacité. Son efficacité est désormais au niveau des panneaux traditionnels de cristal en silicium à 26,1%, avec une tendance croissante supplémentaire, tandis que la technologie du silicium semble être largement épuisée. La possibilité est particulièrement prometteuse d'utiliser des PSC en combinaison avec des panneaux de silicium, ce qui signifie que l'efficacité peut actuellement être augmentée à plus de 35%. De plus, la flexibilité des PSC permet le développement de systèmes hybrides des systèmes d'énergie éolienne et solaire qui peuvent améliorer encore l'efficacité des énergies renouvelables.
Convient à:
Avantage stratégique du Japon grâce à la production d'iode
Un aspect important qui renforce la position du Japon dans le développement des cellules solaires de Perovskit est son rôle en tant que deuxième plus grand producteur d'iode au monde. L'iode est une partie nécessaire dans la production de cellules solaires Perovskit. Cette position de ressources permet au Japon de mettre en place une chaîne d'approvisionnement indépendante et offre des opportunités de développement prometteuses pour l'industrie nationale. En utilisant cette ressource naturelle, le Japon pourrait créer une grande partie d'une chaîne de production, qui est largement indépendante de l'étranger, afin de produire l'énorme quantité de cellules solaires Perovsky requises.
Plan solaire ambitieux du Japon
Le gouvernement japonais a soumis un plan ambitieux pour utiliser la technologie Perowskit. Le pays vise à installer une capacité solaire de 20 gigawatts d'ici l'exercice 2040, ce qui correspond à la performance d'une vingtaine de réacteurs nucléaires. Avec cette capacité, le Japon pourrait non seulement fermer ses réacteurs nucléaires actifs, mais aussi éviter la construction de nouvelles centrales nucléaires afin de couvrir les exigences énergétiques futures si les centrales électriques sont désactivées avec des combustibles fossiles.
Cette initiative fait partie d'un plan énergétique plus complet. Le 13 mars 2025, le gouvernement japonais a terminé le projet d'une politique énergétique fondamentale qui vise à augmenter la proportion d'énergies renouvelables dans la mix d'électricité jusqu'à 50% d'ici 2040 afin de couvrir l'augmentation des exigences en matière d'électricité. En octobre 2021, le Japon avait déjà renouvelé son plan énergétique, les énergies renouvelables étant les principaux gagnants. Pour la première fois, le sixième «plan énergétique stratégique» appelle l'objectif d'établir l'énergie solaire, l'éolien et l'hydroélectricité ainsi que la biomasse à partir de 2030 comme les sources les plus importantes de production d'énergie au Japon, avec une part planifiée de 36 à 38% dans le mélange d'énergie.
Le rôle de conduite de Sekisui Chemical
La société Sekisui Chemical est un acteur central de la mise en œuvre de la stratégie solaire du Japon. Avec le soutien de la Banque de développement du Japon (DBJ), Sekisui a fondé une nouvelle entreprise au début de 2025 qui développera, fabriquera et vendra des cellules solaires Perowskit sous les produits chimiques Sekisui. Le coût total du projet est estimé à plus de 310 milliards de yens (1,97 milliard de dollars), avec la moitié du financement par le biais de subventions de l'État.
Sekisui prévoit une stratégie d'investissement progressive, à partir de 90 milliards de yens pour la construction d'une chaîne de production de 100 mégawatts jusqu'en 2027, suivie d'une chaîne de production de classe Gigawatt jusqu'en 2030. Pour ce projet, la société achètera et utilisera des usines dans l'usine Sharp à Sakai dans l'ouest du Japon. L'objectif est d'atteindre une capacité de production de nouvelles cellules, telles que les cellules solaires Perovskit de 1 gigawatt par an, d'ici l'exercice 2030.
La société a déjà défini des domaines d'application clairs pour sa technologie: "Nous voulons utiliser les propriétés légères et flexibles du système pour promouvoir son application, en particulier dans le secteur public, par exemple dans les salles de sport qui servent de centres d'évacuation dans les catastrophes", explique la société. À long terme, Sekisui prévoit d'élargir les activités en réduisant les coûts par le biais de la production de masse et en même temps, la demande augmente, en mettant l'accent sur les toits et les murs extérieurs des usines et des entrepôts dans le secteur privé.
Investissements et plans de production
Sekisui Plans de produits chimiques pour construire une capacité de fabrication de 1 gigawatt par an pour les cellules solaires de Perovskit d'ici 2030. La société investira un total d'environ 2 milliards de dollars, le gouvernement japonais couvrant la moitié des coûts.
La première étape consiste à construire une ligne de production d'une capacité de 100 mégawatts par an de 2025 à 2027. À cette fin, Sekisui Chemicals investit 90 milliards de yen (environ 570 millions de dollars) et utilise des parties d'une ancienne usine pointue à Osaka.
Support et partenariats de l'État
Le gouvernement japonais soutient activement le projet:
- Le ministère des Affaires économiques a donné à Sekisui Chemical un avis de financement dans le cadre du programme pour l'expansion des chaînes d'approvisionnement pour la transformation verte.
- Avec 14%, la State Development Bank of Japan (DBJ) est impliquée dans la nouvelle société Sekisui Solar Film, qui renforcera la production.
Technologie et applications
Sekisui Chemical est spécialisée dans le processus de rôle à roll pour la production de cellules solaires Perovsky flexibles et flexibles. Les propriétés actuelles des cellules sont:
- Efficacité: 15%
- Durée de conservation: 10 ans
- Largeur de rôle: 30 centimètres
Les objectifs futurs sont une efficacité de 20% et une durabilité de 20 ans. Les cellules solaires légères et flexibles doivent être installées sur des toits de bâtiments publics tels que les gymnases. Plus tard, des demandes sont prévues sur les toits et les murs des usines et des entrepôts.
Objectifs à long terme
Le gouvernement japonais s'efforce de contribuer à la production d'électricité d'ici 2040 avec une production d'environ 20 gigawatts. Sekisui Projet de produits chimiques pour jouer un rôle central dans la réalisation de l'objectif du gouvernement d'établir une production de Gigawatt d'ici 2030.
Percée dans les cellules solaires de Perovskit: moins cher et durable que jamais
Malgré l'énorme potentiel, les cellules solaires de Perovskit sont toujours confrontées à certains obstacles. La durée de conservation, qui est très limitée par rapport au silicium, et les coûts initiaux élevés sont deux des plus grands défis pour les PSC. Cependant, la technologie améliore et les chercheurs travaillent sur des solutions telles que l'amélioration de la technologie de passivation et des combinaisons de matériaux plus stables.
Des progrès remarquables ont été réalisés en 2024 lorsqu'un fabricant chinois a présenté pour la première fois des cellules Perowskit commerciales, ce qui devrait fonctionner pendant 12 ans sans abandon, le fabricant au moins une garantie de dix ans. Pendant une période de 25 ans, la baisse des performances ne devrait pas soudainement, mais linéairement, ce qui améliore la prévisibilité.
Un développement positif est également évident dans les coûts. Les prévisions supposent que les coûts au Japon à partir de 20 yens actuellement (environ 12 Eurocent) diminueront à 10 yens (environ six Eurocent) par watt d'ici 2040. Cette réduction des coûts augmentera encore la compétitivité de la technologie et favorisera sa large application.
En Allemagne, le physicien Felix Lang a découvert une propriété remarquable de Perowskit-Halbles: leurs pouvoirs d'auto-guérison. Cette découverte pourrait prolonger considérablement la durée de vie des cellules solaires de Perovskit et contribuer à améliorer les cellules solaires et les dispositifs de rayons X, avec des applications sur Terre et dans l'espace.
Renaissance solaire du Japon
Le Japon était autrefois le leader mondial du marché dans la production de modules solaires, mais la part de marché est tombée à moins d'un pour cent en raison de la concurrence des fabricants chinois. Avec la technologie PSC, le Japon veut à nouveau reprendre une position plus forte sur le marché mondial. Cela rappelle le temps après la crise pétrolière de 1973, lorsque le secteur public et privé du Japon a travaillé ensemble sur la recherche et le développement d'énergies renouvelables, et la part de marché mondiale des panneaux solaires dépassait temporairement avant d'être révisée par les entreprises chinoises à des prix inférieurs.
Depuis la catastrophe nucléaire au Japon en mars 2011, la scène d'énergie solaire du pays s'est développée rapidement. Aujourd'hui, la production d'énergie solaire contribue à près de 10% à la production d'énergie totale par rapport à une part de seulement 1,9% en 2014. Le plan énergétique actuel prévoit d'augmenter cette part à 36 à 38% d'ici 2030, par laquelle la technologie PSC devrait jouer un rôle central afin de dépasser ces chiffres d'ici 2040.
Convient à:
Diversification des énergies renouvelables au Japon
Alors que les cellules solaires Perowskit sont au centre de la stratégie énergétique japonaise, le pays investit également dans d'autres sources d'énergie renouvelables afin de diversifier son mélange d'énergie et d'augmenter la sécurité énergétique. Le Japon s'efforce de devenir une société d'hydrogène et poursuit une stratégie d'hydrogène depuis 2017 qui soutient également l'objectif de décarbonisation d'ici 2050. Le gouvernement japonais prévoit d'investir dans la chaîne de valeur d'hydrogène d'environ 15 billions de yens (environ 107 milliards de dollars) sur une période de 15 ans.
En outre, le ministre de l'Environnement, Shinjiro Koizumi, a annoncé que le ministère prendrait la tête à accélérer le développement de l'énergie géothermique. Le ministre de la réforme administrative Taro Kono a annoncé l'objectif de doubler les systèmes géothermiques du Japon d'ici 2030. Les tarifs de flux bon marché et la promotion des énergies renouvelables devraient conduire à un nombre croissant de projets géothermiques.
De plus, le Japon recherche également l'énergie de fusion en tant que source d'énergie à long terme. Le pays coopère avec l'UE et les États-Unis pour accélérer le développement de l'énergie de fusion, les investissements privés et la coopération jouant un rôle important. Fin mars 2024, 21 sociétés ont fondé le Japan Fusion Energy Council-J-Fusion pour court-circuit avec le but de promouvoir la technologie et les normes ensemble.
Implications pour la transition énergétique mondiale
Les investissements massifs du Japon dans les cellules solaires de Perovskit pourraient avoir des effets de grande envergure sur le paysage énergétique mondial. Si la technologie est utilisée avec succès à l'échelle industrielle, elle pourrait servir de modèle pour d'autres pays, en particulier pour les nations densément peuplées avec un espace limité pour les parcs solaires traditionnels.
Le gouvernement japonais est convaincu que ses investissements réussiront dans les cellules solaires de Perowskit. Après avoir fourni son propre pays, le Japon prévoit d'exporter cette technologie innovante à d'autres pays, ce qui pourrait contribuer à la transition énergétique mondiale et renforcer la position du Japon en tant que leader de la technologie.
Le développement des cellules solaires de Perovskit fait également partie d'une stratégie plus large du Japon pour retrouver son leadership technologique dans divers secteurs. En plus des énergies renouvelables, le Japon investit également massivement dans d'autres technologies futures telles que les véhicules définis par logiciel (SDV), dans le but d'atteindre une part de 30% sur le marché mondial d'ici 2030.
Un développement solaire supplémentaire pour l'avenir énergétique du Japon
L'investissement du Japon dans les cellules solaires de Perowskit marque une étape décisive dans la transformation de son paysage énergétique. Les plans ambitieux pour installer une capacité d'ici 2040 qui correspond à 20 réacteurs nucléaires montrent la confiance du pays dans cette technologie innovante et leur contribution à la transition énergétique.
Avec sa flexibilité, sa légèreté et son efficacité, la technologie Perowskit offre des avantages uniques, en particulier pour un pays densément peuplé comme le Japon. Bien qu'il y ait encore des défis concernant la durabilité et les coûts, les progrès continus dans la recherche et le développement montrent que ces obstacles peuvent être surmontés. La stratégie de mise en œuvre progressive dans le but d'une production de Gigawatt d'ici 2030 a jeté les bases des objectifs ambitieux à long terme.
La large introduction des cellules solaires de Perovskit pourrait non seulement aider le Japon à atteindre ses objectifs climatiques et à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et à l'énergie nucléaire, mais aussi à restaurer sa position en tant que principal fournisseur de technologies solaires. L'utilisation stratégique de la production intérieure d'iode et les investissements étatiques approfondis soulignent la détermination du Japon à réussir dans cette technologie future orientée vers le jour.
Avec cette approche approfondie, qui comprend à la fois l'innovation technologique et la stratégie économique, le Japon se positionne comme un pionnier de la transition mondiale de l'énergie et montre une voie prometteuse vers la génération d'énergie durable de l'avenir. Le succès de ce plan pourrait non seulement être d'une grande importance pour le Japon, mais pour les efforts mondiaux pour affecter l'énergie durable.
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