Énergie solaire aux États-Unis

L'énergie solaire aux États-Unis, longtemps limitée à la Californie, connait une croissance très rapide dans une trentaine d'États depuis la mise en place de politiques de soutien à partir de 2008-2009.

La filière photovoltaïque fournissait 4,7 % de la production nationale d'électricité en 2022 ; cette production photovoltaïque a été multipliée par 7,6 en huit ans (2014-2022) et a encore progressé de 24,5 % en 2022. L'Agence internationale de l'énergie évalue le taux de pénétration théorique du solaire photovoltaïque à 5,1 % de la consommation totale d'électricité du pays fin 2022 contre 6,2 % en moyenne mondiale, 8,7 % dans l'Union européenne, 6,5 % en Chine, 19,1 % en Espagne, 12,4 % en Allemagne et 4,6 % en France.

Les États-Unis détenaient en 2021 le deuxième rang mondial des producteurs d'électricité photovoltaïque avec 14,2 % de la production mondiale derrière la Chine (31,7 %) et 11,9 % de la puissance installée mondiale en 2022, derrière la Chine (35 %) et devant le Japon, l'Inde et l'Allemagne. Leur part de marché est tombé à 7,7 % en 2022, contre 44,2 % pour la Chine. Sur les dix plus puissantes centrales solaires photovoltaïques du monde, quatre se trouvent dans les déserts du Sud-Ouest des États-Unis.

La Californie est l'état leader du secteur : elle représente 30 % de la production photovoltaïque du pays en 2022 et l'énergie solaire y fournit 26,4 % de la production électrique. Les équipements individuels s'y multiplient grâce à l’effondrement des coûts des panneaux solaires, divisés par cinq en cinq ans : en 2015, environ 2,5 millions de foyers californiens utilisaient l'énergie produite par leurs panneaux photovoltaïques.

Deux entreprises américaines figurent au classement mondial 2017 des dix plus grands fabricants de modules photovoltaïques : First Solar au  et Sunpower au .

Dans la filière solaire thermique, les États-Unis sont au  des pays producteurs de chaleur d’origine solaire avec 3,6 % du total mondial, très loin derrière la Chine (72,8 %) ; cette énergie est surtout utilisée pour le chauffage des piscines.

La filière solaire thermodynamique à concentration est exploitée dans les États du sud-ouest (Californie, Arizona, Nevada) qui bénéficient de taux d'irradiation solaire très élevés ; on y trouve les cinq centrales solaires thermodynamiques les plus puissantes du monde. Les États-Unis sont pionniers dans cette technologie depuis 1985, date de la construction de la première centrale solaire thermique ; ils se situaient en 2021 au deuxième rang mondial pour la production d'électricité solaire thermodynamique avec 25 % du total mondial, derrière l'Espagne (36,4 %). Cette filière fournissait 0,07 % de la production nationale d'électricité.

Potentiel solaire des États-Unis 

Les régions situées au Sud-Ouest des États-Unis bénéficient d'un excellent potentiel solaire : des zones étendues dépassent  (comparaison :  en Provence-Alpes-Côte d'Azur). C'est bien évidemment dans ces régions (sud de la Californie, Colorado, Arizona, Nevada, Nouveau-Mexique) que les centrales solaires se sont le plus développées. Un rapport publié en 2012 par le National Renewable Energy Laboratory (NREL), principal laboratoire national du Département de l'Énergie des États-Unis, consacré à la recherche sur les énergies renouvelables et l'efficacité énergétique, évalue le potentiel technique des énergies renouvelables ; comme il ne prend en compte ni les contraintes économiques ni celles de marché, l'exercice reste purement théorique, mais il permet d'identifier les régions les plus favorables :

À titre de référence, la production totale d'électricité des États-Unis s'élevait en 2022 à .

Afin de minimiser les recours des associations de défense de l'environnement contre les projets de centrales solaires, le gouvernement fédéral a, en 2012, délimité 17 « zones à énergie solaire » afin d'orienter le développement vers des terrains qu'il a identifiés comme présentant peu de contre-indications en termes de faune sauvage et de ressources naturelles. Ces zones couvrent environ  carrés dans six États : Californie, Nevada, Arizona, Utah, Colorado et Nouveau Mexique.

Solaire thermique 

Le solaire thermique comprend surtout les chauffe-eau solaires individuels ou collectifs.

Les États-Unis se placent au  des pays producteurs de chaleur d’origine solaire : fin 2020, la puissance installée cumulée des capteurs solaires thermiques aux États-Unis atteignait , soit  (millions de m²) de capteurs, au  mondial avec 3,6 % du total mondial, très loin derrière la Chine (,  de capteurs, 72,8 % du total mondial) et tout récemment dépassés par la Turquie () ;  étaient des capteurs non vitrés et  des capteurs plans vitrés ; le marché américain est en baisse en 2020, où  ont été installés.

Les statistiques de livraisons de capteurs solaires thermiques ont atteint 12,22 millions de pieds carrés (1,135 million de m²) en 2009 (en baisse après un maximum à ), dont :
 84 % pour les ménages, 8 % pour les commerces et 5 % pour l'industrie ;
 73 % pour le chauffage des piscines, 16 % pour l'eau chaude, 5 % pour la production de chaleur pour l'industrie (process heat) et 3 % pour la production d'électricité.

Photovoltaïque

Production d'électricité 

En 2022, la production d'électricité par les centrales solaires photovoltaïques (>) s'est élevée à , en progression de 27 % par rapport à 2021 ; avec la production estimée des petites installations (), la production d'électricité photovoltaïque totale en 2022 est estimée à  contre  en 2021, soit +24,5 % ; elle représentait 20,7 % de la production d'électricité renouvelable et 4,7 % de la production totale d'électricité du pays.

L'Agence internationale de l'énergie (AIE) évalue le taux de pénétration théorique du solaire photovoltaïque à 5,1 % de la consommation totale d'électricité du pays fin 2022 (sur la base des puissances installées au 31/12/2022), contre 6,2 % en moyenne mondiale, 8,7 % dans l'Union européenne, 19,1 % en Espagne, 12,4 % en Allemagne, 10,2 % au Japon, 6,5 % en Chine et 4,6 % en France.

L'AIE estime la production d'électricité photovoltaïque en 2021 à , soit 3,3 % de la production d'électricité du pays ; les États-Unis se classent au  mondial avec 14,2 % du total mondial, derrière la Chine (31,7 %).

L'EIA ne prenait en compte, jusqu'en 2013, que les centrales de taille commerciale ( et plus) alors que l'Agence internationale de l'énergie y ajoutait une estimation de la production des installations de petite taille (toits de maisons et d'immeubles) ; depuis 2014, l'EIA fournit les deux jeux de données, mais avec une estimation plus élevée que celle de l'AIE pour la « production distribuée ».

La Californie a produit 27,3 % de son électricité à partir de l'énergie solaire en 2022 :  par ses installations photovoltaïques et  par ses centrales thermodynamiques, sur une production totale de , dont  par les centrales et  de solaire diffus.

En 2014, la Californie est devenue le premier état des États-Unis à dépasser la barre des 5 % d'électricité produite par des centrales solaires de taille commerciale ( ou plus), avec  produits en 2014 contre  en 2013 (1,9 % de l'électricité totale). La Californie a produit plus que l'ensemble des autres états réunis. Derrière elle viennent le Nevada (2,8 %), l'Arizona (2,8 %), le New Jersey (1,0 %) et la Caroline du Nord (0,7 %). Avec la mise en service de plusieurs centrales géantes (Topaz, Desert Sunlight, Ivanpah et Genesis), la puissance installée de ces centrales s'est accrue de  et a atteint . Par ailleurs, grâce à diverses incitations financières,  d'installations solaires de petite taille ont été ajoutées sur les toits de maisons ou d'immeubles commerciaux, grâce à l’effondrement des coûts des panneaux solaires, divisés par cinq en cinq ans : en 2015, environ 2,5 millions de foyers californiens utilisent l'énergie produite par leurs panneaux photovoltaïques. Fin 2014, le secteur solaire fait vivre  américains.

Puissance installée 

La puissance nette installée photovoltaïque des États-Unis s'élevait fin 2022 à , dont  de centrales de taille commerciale et  de petites installations. Cette puissance s'est accrue en un an de , soit +18,2 %, dont  de centrales (+17,6 %) et  de petites installations (+19,4 %).

Les États-Unis ont été en 2022 le deuxième marché mondial du photovoltaïque avec  installés dans l'année, en net recul par rapport à 2021 ; leur part du marché mondial est de 7,7 %, loin derrière la Chine (, 44,2 % du total) ; le marché de l'Union européenne atteint (). La puissance installée cumulée des États-Unis atteint , soit 11,9 % du total mondial, au  derrière la Chine (, 35,0 %) et devant le Japon (7,2 %), l'Inde (6,7 %) et l'Allemagne (5,7 %) ; l'Union européenne totalise  (17,7 %).

Les États-Unis ont été en 2021 le deuxième marché mondial du photovoltaïque avec  installés dans l'année, en nette accélération par rapport à 2020, dont environ 75 % de centrales de taille commerciale ; leur part du marché mondial est de 15,4 %, loin derrière la Chine (, 31,4 % du total) ; le marché de l'Union européenne atteint (). La puissance installée cumulée des États-Unis atteint , soit 13 % du total mondial, au  derrière la Chine (32,7 %).

L'augmentation de 23 % des nouvelles installations en 2019 provient surtout d'une forte demande des compagnies de distribution d'électricité, avec un total de  de nouveaux projets annoncés en 2019, portant le carnet de commandes au niveau record de . En , le gouverneur de l'État de New York, Andrew Cuomo, a dévoilé les résultats du troisième appel d'offres de l'État pour les projets d'énergies renouvelables : le solaire a emporté 17 des 21 projets sélectionnés avec  à un prix moyen de  ; l'État s'est fixé en  l'objectif de produire 70 % de son électricité en 2030 à partir d'énergies renouvelables.

Les États-Unis ont été en 2018 le troisième marché mondial du photovoltaïque avec  installés dans l'année, en léger recul par rapport à 2017, très au-dessous des  installés en 2016 ; leur part du marché mondial est d'environ 11 %, loin derrière la Chine (, 45 % du total) et dépassée pour la première fois par l'Inde (). La puissance installé cumulée des États-Unis atteint , soit 12,4 % du total mondial, au  derrière la Chine (, 35 %) et devant le Japon () et l'Allemagne ().

Le pic de 2016 s’expliquait par un afflux massif de projets cherchant à bénéficier du crédit d’impôt fédéral de 30 % qui expiait à la fin de l'année. Le niveau d’installation de 2017 reste cependant largement supérieur à celui enregistré en 2015 (). Les grandes compagnies énergétiques (utilities) représentent encore 59 % de la puissance installée, contre 41 % pour le solaire distribué ( pour le résidentiel et  pour le secteur non résidentiel). La taxe de 30 % sur les importations de cellules et modules silicium cristallin imposée par le gouvernement en  devrait augmenter le prix des modules de 0,1 $/Wc et diminuer le marché, mais elle doit diminuer les années suivantes pour disparaître en 2021.

En 2015, le marché américain a progressé de 16 % à . Le parc photovoltaïque comprend fin 2015 plus de  ; les nouvelles installations se décomposent en  de grandes centrales au sol (+6 %),  dans le secteur résidentiel (+66 %) et  dans le secteur non résidentiel (-5 %). Les perspectives sont très favorables du fait de la prolongation du crédit d'impôt fédéral à l'investissement (Federal Investment Tax Credit - FITC) avec son taux de 30 % maintenu jusqu'en 2019, après quoi il deviendra dégressif jusqu'en 2022. Selon GTM Research, cela permettra  de porter la puissance installée à  fin 2020, avec un bond de  en 2016 grâce au maintien du taux du FITC alors que le marché anticipait une baisse de 10 %, ainsi qu'à la décision de plusieurs états, dont la Californie, de mettre en place le système de facturation nette (net metering).

En 2014, le marché photovoltaïque a atteint , dont  de centrales au sol (utility). Les projets solaires photovoltaïques ont représenté en 2014 un investissement de 13,4 milliards de dollars (12,4 milliards d’euros). Les États-Unis se sont situés au  mondial pour les installations de l'année 2014, avec 16 % du marché mondial, derrière la Chine () et le Japon (), et au  mondial pour leur puissance cumulée, le leader allemand culminant à .

Au , la puissance installée des grandes centrales photovoltaïques américaines atteignait , dont  en Californie, celle des centrales en construction  (dont  en Californie et  au Nevada) et celle des projets en développement  (dont  en Californie,  en Caroline du Nord,  au Nevada et  en Arizona). Les plus grands projets en développement sont celui de Sterling () à Lake Havasu City, Kern Solar Ranch () à Torrance et celui de McCoy Solar Energy () dans le comté de Riverside, tous trois en Californie. On note également un projet de  et un de  au Texas, un de  en Floride, un de  au Nevada, un de  dans l'Utah, etc.

Une carte interactive permettant de situer ces centrales est disponible sur le site du SEIA.

Facteur de charge et irrégularité de la production 

Les graphiques ci-dessus montrent bien le caractère saisonnier prononcé de la production solaire.

Les taux d'utilisation moyens de la puissance installée (facteur de charge) sont élevés pour des installations solaires :

quelques exemples :
 Agua Caliente : 24,6  % (PV, couches minces) ;
 Topaz Solar Farm : 22,8  % (PV, couches minces) ;
 California Valley Solar Ranch : 25,1  % (PV, silicium monocristallin) ;
 Alamosa Solar : 33,3 % (PV à concentration) ;
 Ivanpah : 31,4 % (CSP : centrale solaire thermodynamique à concentration avec tour centrale) ;
 Solar Energy Generating Station (SEGS) : 21,1 % (CSP : centrale solaire thermodynamique à concentration à miroirs cylindro-paraboliques).

Le facteur de charge moyen du parc photovoltaïque est particulièrement élevé en comparaison de ceux des pays européens : 13,0 % en Italie en 2018, 12,0 % en Allemagne en 2018, 15 % en France en 2018.

La société Tesla annonce la commercialisation à l'été 2015 de batteries qui permettront de stocker l'énergie produite par des panneaux solaires ou des éoliennes pour un coût très inférieur à celui des batteries classiques :  pour le modèle de  destiné aux particuliers.

La production solaire au printemps en Californie atteint un tel niveau que les parcs solaires et éoliens ont dû couper ou réduire leur production pour un total de  en  ; ces excédents augmentent rapidement :  en ,  en ,  en  ; ces limitations pourraient expliquer en partie la baisse du nombre de projets solaires. Par ailleurs, l'afflux d'énergies intermittentes fait baisser les prix de gros du marché de l'électricité, réduisant la rentabilité des opérateurs qui sont ainsi dés-incités à investir dans de nouvelles centrales. Investir dans le stockage ou dans les centrales solaires à concentration serait efficace, mais trop coûteux ; inciter les automobilistes à recharger leur voiture électrique en milieu de journée contribuerait à atténuer les excédents.

Principales centrales photovoltaïques 

Le , le président Barack Obama a inauguré la plus grande (à l'époque) centrale solaire des États-Unis à Miami : DeSoto Next Generation Solar Energy Center. Équipée de plus de  panneaux, elle a une puissance crête de  et produit  d'électricité par année.

La centrale solaire Nellis Solar Power Plant se trouve sur la base aérienne Nellis dans l'État du Nevada :  solaires photovoltaïques sur 140 acres (), ayant une puissance crête de .

Fin , le gouvernement américain a autorisé la construction de la plus grande installation solaire du monde : la centrale solaire de Blythe, en Californie près de Blythe. Composée de quatre centrales solaires de  chacune, elle devait atteindre une puissance crête de . Le projet de la firme Solar Millennium LLC devait couvrir . Mais la société Solar Trust of America (filiale de Solar Millennium AG) ayant fait faillite, la société NextEra Energy a racheté le projet en , et l'a modifié dans le nouveau dossier de demande d'autorisation déposé auprès de la California Energy Commission en  : au lieu de la centrale solaire thermique à concentration de  prévue au départ, elle construira une centrale photovoltaïque de  ; l'autorisation officielle a été décernée en , et la construction va durer quatre ans.

La centrale Agua Caliente Solar était à la fin 2012 la plus grande centrale photovoltaïque du monde avec  ; à la fin de sa construction, en , sa puissance atteignait  ; First Solar l'a équipée de ses modules à couches minces. Sa production est vendue à Pacific Gas and Electric Company dans le cadre d'un contrat de . Elle a produit au total  d'avril 2012 à décembre 2022, soit en moyenne  sur  ; le facteur de charge moyen est donc de 27,85 %.

La centrale Topaz Solar Farm, dans le comté de San Luis Obispo en Californie, dont First Solar, également constructeur de Agua Caliente Solar, a commencé la construction en , atteindra  à son achèvement. La centrale a produit  en 2013 ; elle est construite par First Solar, qui fabrique les panneaux, les installe et exploite la centrale pour le compte de MidAmerican Renewables, du groupe Berkshire Hathaway ; l'électricité produite ( GWh/an au stade final) est vendue à Pacific Gas and Electric Company dans le cadre d'un contrat de 25 ans. La centrale a été achevée en  et a une puissance crête de .

Un projet très semblable, Solar Star, également financé par MidAmerican Renewables, mais avec des modules de Sunpower, est en construction depuis le début de 2013 à la limite des comtés de Kern et de Los Angeles ; il atteindra  à son achèvement en 2015, et vendra sa production à Southern California Edison.

La centrale Desert Sunlight Solar Farm, en construction depuis septembre 2011 dans le Désert de Sonora (comté de Riverside, Californie) sur , sera composée de 8,8 millions de modules photovoltaïques à couches minces au tellurure de cadmium de First Solar, qui développe le projet et le co-finance avec NextEra Energy Resources, GE Energy Financial Services et Sumitomo Corporation of America ; la construction sera réalisée en deux phases de  et  ; la production sera vendue à Southern California Edison et Pacific Gas and Electric Company. La centrale a été terminée en .

California Valley Solar Ranch, construit de 2011 à  par NRG Energy avec des modules solaires de Sunpower, inclut  trackers qui suivent la course du soleil ; le facteur de charge est de 25 % ; la centrale a produit  en 2013 ; l'électricité produite est vendue à Pacific Gas and Electric Company.

Copper Mountain Solar Facility est une centrale photovoltaïque de c à Boulder City, Nevada. Lorsque la  de la centrale entra en service en , c'était la plus grande centrale photovoltaïque des États-Unis avec . La , Copper Mountain Solar 2, lancée en , aura une puissance de  à son achèvement en 2015 ; sa première phase, d'une puissance de , a été achevée fin 2012. La , Copper Mountain Solar 3, construite sur 1400 acres, aura une puissance de  à son achèvement mi-2015.

Mount Signal Solar, terminé en , a été construit pour  de dollars par l'espagnol Abengoa pour Silver Ridge Power ; la centrale de  est composée de trois millions de modules photovoltaïques orientables sur un axe nord-sud pour suivre la course du soleil.

Imperial Valley Solar était au départ un projet de centrale solaire thermodynamique à moteur Stirling de  nommé « SES Solar Two », autorisé par la California Energy Commission en 2010 ; depuis lors, AES Solar a changé son choix technologique, la centrale a été construite en technique photovoltaïque et a commencé à produire en  ; sa production est vendue à San Diego Gas & Electric.

Mesquite Solar project est un projet de centrale photovoltaïque de  dont la phase 1 () a été terminée en , avec  modules PV de Suntech Power ; son propriétaire, Sempra Energy, a signé un contrat de vente de la production de la centrale ( en 2013) sur vingt ans avec Pacific Gas and Electric Company.

Le Projet solaire Catalina a été réalisé par enXco, filiale américaine d'EDF Énergies Nouvelles ; ses modules solaires photovoltaïques fixes sont de technologie à « couches minces » , dont  du type CIGS (cuivre, indium, gallium, sélénium), fabriqués par la société japonaise  et  à base de tellurure de cadmium (CdTe), fournis par la société américaine First Solar ; l'électricité produite est vendue à la compagnie San Diego Gas & Electric (contrat de 25 ans).

Le projet Silver State South Solar () a été lancé le  par NextEra Energy Resources et First Solar à Primm (Nevada), sur la frontière Californie/Nevada, à  au sud de Las Vegas. Sa production sera livrée à Southern California Edison.

Acteurs du marché photovoltaïque 
Dans le classement mondial 2017 des dix plus grands producteurs de modules photovoltaïques, les premiers sont sept chinois et un coréen, les deux derniers sont américains : First Solar et Sunpower, avec des capacités de production de  et  contre  pour chacun des trois premiers.

En 2015, les principaux fabricants mondiaux ont fortement augmenté leur capacité de production ; les américains First Solar et Sunpower ont augmenté la leur de 40 % chacun. Par ailleurs, les grands fabricants se tournent de plus en plus vers l’aval pour dégager de la valeur. Ils deviennent constructeurs de fermes, voire exploitants. Ainsi SunPower et First Solar se sont alliés pour la création et l’exploitation d’une yieldco (société de rendement, créée pour exploiter un actif qui produit des flux de trésorerie prédictibles grâce à des contrats à long terme).

En 2013, First Solar a réussi à renouer avec les bénéfices après la crise causée par la chute brutale des prix chinois ; il a augmenté le rendement moyen de ses cellules de 12,9 % au quatrième trimestre 2012 à 13,4 % au quatrième trimestre 2013 et abaissé ses coûts de production de  à  sur la même période.

Sunpower a réussi également à sortir du rouge en 2013 et à stabiliser son chiffre d'affaires, après une chute de près de 25 % en deux ans, grâce à la réduction de ses coûts et à son positionnement haut de gamme : il est spécialisé dans les modules monocristallins de très hauts rendements (24 %) et à performance garantie sur la durée (25 à ).

Parmi les développeurs-investisseurs les plus actifs, en dehors de First Solar et Sunpower, se trouvent :
 Berkshire Hathaway Energy (nouveau nom de MidAmerican Energy Holdings Company depuis 2014), holding regroupant les nombreuses entreprises de l'énergie acquises par le conglomérat Berkshire Hathaway du célèbre milliardaire Warren Buffett : Topaz Solar Farms, Solar Star ;
 NRG Energy, groupe électrique national possédant au  une centaine de centrales dont huit centrales solaires : Agua Caliente, California Valley Solar Ranch, Ivanpah, etc. ;
 NextEra Energy Resources, autre grand producteur d'électricité : près de 50 % de SEGS, 50 % de Desert Sunlight Solar Farm, Genesis Solar Energy Center ;
 EDF Energies Nouvelles : Catalina Solar, Desert Harvest Solar Project, Cottonwood Solar, CID Solar.

Depuis 2010, la société américaine Google a lourdement investit (plus d’ de dollars) dans les énergies renouvelables, dont le solaire.

Concurrence internationale 
En 2016, les importations de modules solaires aux États-Unis ont atteint  contre  en 2010 ; les deux tiers provenaient de Malaisie, Chine et Corée du sud. Les installations étant estimées à environ , l'importation en représentait la très grande majorité. En , le gouvernement a imposé des droits de douane sur les cellules et modules solaires pour quatre ans, au taux de 30 % la première année, puis déclinant de 5 % par an.

Le développement rapide de la filière photovoltaïque a favorisé la baisse des coûts. Selon GTM Research, les coûts de production des modules premium des marques chinoises renommées ont diminué de plus de 50 % entre 2009 et 2012, passant de  à  ; cette baisse devrait se ralentir, mais continuer jusqu'à  en 2015, grâce à de nouvelles innovations techniques.

Une guerre commerciale s'est développée entre les États-Unis et l'Europe d'une part, la Chine de l'autre, sur des accusations de soutiens étatiques aux fabricants de panneaux solaires photovoltaïques ; les aides et subventions étant massives dans tous les pays, il est difficile de dire si l'un ou l'autre exagère… Les États-Unis ont institué en  des droits de douane dissuasifs sur les panneaux chinois.

Cependant, la Chine importe de grandes quantités de silicium d'Europe et des États-Unis ; la Chine a annoncé en  l'ouverture d'une enquête antidumping sur les importations de silicium polycristallin en provenance de l'Union européenne, après avoir fait de même en juillet pour celles des États-Unis.

Énergie solaire thermodynamique 

Les États-Unis sont pionniers dans la technologie CSP (solaire thermodynamique à concentration) depuis 1985, date de la construction de la première centrale solaire thermique ; la filière était considérée jusqu'en 2014 promise à une croissance très rapide.

Production d'électricité 
En 2022, la production nette d'électricité à partir du solaire thermodynamique s'est élevée à , en progression de 2,7 % par rapport à 2021 (), mais en recul de 16,4 % par rapport au record de 2018 () ; elle représentait 0,3 % de la production d'électricité renouvelable et 0,07 % de la production d'électricité totale aux États-Unis. La production des centrales solaires thermodynamiques de Californie s'élevait en 2022 à , en progression de 2,6 % par rapport à 2021 ; la part de la Californie dans la production nationale était de 69,4 % ; au deuxième rang vient l'Arizona :  (23,2 %), suivie du Nevada :  (6,4 %), de la Floride :  (0,9 %) et de l'Utah :  (0,1 %).

Selon l'Agence internationale de l'énergie, la production brute du solaire thermodynamique atteignait  en 2021, soit 0,07 % de la production d'électricité du pays ; elle se plaçait au  rang mondial derrière l'Espagne () ; sa part dans le total mondial était de 25,0 % en 2020, contre 36,4 % pour l'Espagne.

L'EIA donne les productions nettes et l'AIE les productions brutes. L"écart entre ces deux séries de données est constitué des consommations propres des centrales (pompes, éclairage, etc).

Puissance installée 
La puissance installée des centrales solaires thermodynamiques américaines s'élève en 2022 à , sans changement dans l'année, dont  en Californie (68 %),  en Arizona (20 %) et  au Nevada (12,1 %).

L'année 2014 a été le meilleur millésime pour la filière hélio-thermodynamique, avec  raccordés au réseau. Le pays compte désormais un total de  de centrales à concentration installées. Les projets hélio-thermodynamiques ont représenté en 2014 un investissement de 4,4 milliards de dollars (4,14 milliards d’euros).

Au , la puissance installée des grandes centrales solaires thermodynamiques américaines en fonctionnement atteignait , celle des centrales en construction  et celle des projets en développement . Les principaux projets en développement sont celui de Sonoran West () dans le comté de Riverside en Californie, celui de Hualapai Valley () dans le comté de Mojave en Arizona et ceux de Coyote Springs 1 et 2 ( chacun) au Nevada.

Une carte interactive permettant de situer ces centrales est disponible sur le site du SEIA.

Fin 2013, la puissance installée totale des centrales solaires thermodynamiques américaines atteignait , au deuxième rang mondial derrière l'Espagne ().

Principales centrales solaires thermodynamiques 

Solar Energy Generating Systems a été longtemps la plus grande installation de production d'électricité à partir d'énergie solaire au monde, avec une puissance de . Elle se compose de neuf centrales solaires dans le désert de Mojave en Californie, où l'ensoleillement est l'un des meilleurs disponibles aux États-Unis ; sa production moyenne de 1998 à 2002 était de /an, son facteur de charge était donc de 21 %. Les turbines peuvent être utilisées en permanence, en brûlant du gaz lorsqu'il n'y a pas de soleil. Le coût de production a été estimé pour l'une des neuf centrales à  par kWh.

La Centrale solaire de Solana est conçue pour assurer six heures de stockage de chaleur afin de pouvoir continuer à fonctionner après la période d'ensoleillement.

Abengoa Solar est en train de construire la Centrale solaire de Mojave qui sera mise en service en 2014. Cette nouvelle centrale vendra son électricité à Pacific Gas and Electric Company, afin d'approvisionner la Californie, dont la législation prévoit, tout comme le Nevada, que 20 % de l'électricité soit produite par des énergies renouvelables à partir de 2010.

La Centrale solaire d'Ivanpah, la plus puissante au monde ( nets,  bruts), construite par BrightSource Energy et Bechtel pour NRG Energy et Google depuis octobre 2010 dans le désert de Mojave en Californie a été mise en service en .  miroirs héliostats focalisent les rayons solaires sur des chauffe-eau situés sur trois tours solaires centrales.

Genesis Solar Energy Project a été construit dans le Désert du Colorado par NextEra Energy Resources avec la technologie des miroirs cylindro-paraboliques ; l'électricité produite est vendue à Pacific Gas & Electric.

Crescent Dunes Solar Energy Project :  héliostats concentrent les rayons du soleil sur une chaudière perchée au sommet d'une tour solaire de , où des sels fondus sont chauffés à  puis sont utilisés pour produire l'électricité, ou partiellement stockés pour étendre la période de production au-delà du coucher du soleil ; l'électricité produite sera vendue sous un contrat de 25 ans à la Nevada Power Company de Las Vegas.

Principaux acteurs 
 BrightSource Energy, basée à Oakland (Californie), a été créé spécifiquement pour la construction de centrales solaires thermodynamiques, avec des capitaux venant de sociétés financières (fonds de pension, banques, sociétés de capital-développement) et pétrolières (BP, Chevron, Statoil) ainsi que de Google et Alstom ;
 NextEra Energy Resources, fournisseur d'énergie américain basé en Floride, dont 55 % du parc est éolien et 4 % solaire (SEGS, Desert Sunlight, Genesis) ;
 l'espagnol Abengoa Solar, spécialisé dans les centrales solaires à concentration, surtout thermodynamiques ; sa société mère Abengoa a comme activité principale l'ingénierie ;
 SolarReserve, développeur de centrales solaires à tour avec stockage en Californie (Crescent Dunes, Rice Army Airfield), Espagne et Afrique du Sud, créé en 2007.

Politique énergétique 

Le 8 septembre 2021, le président Joe Biden présente les objectifs du gouvernement fédéral en matière de production d'énergie solaire : le solaire deviendrait la première source énergétique des États-Unis, apportant près de la moitié de la production d'électricité du pays d'ici à 2050, contre 4 % en 2020. Selon le rapport « Solar Futures Study » du département de l'Énergie, le rythme des installations devrait doubler sur les 4 prochaines années, puis à nouveau doubler d'ici 2030, et la part du solaire dans la production d'électricité atteindrait 40 % en 2035. Le plan proposé pour les infrastructures prévoit  pour le solaire. Des réductions fiscales seraient accordées pour l'installation de panneaux solaires à domicile.
 
La filière photovoltaïque a connu un boom depuis 2009 grâce à la baisse rapide des prix des modules et au soutien gouvernemental : le Solar Investment Tax Credit (ITC) est un crédit d'impôt de 30 % des investissements dans les systèmes solaires résidentiels et commerciaux jusqu'au  ; de plus, une trentaine d'États ont aussi leur programme de soutien sous forme de tarifs d'achat, de subventions ou de quotas. Le Congrès américain a voté en  la prolongation pour cinq ans de ce crédit d'impôt.

Les États des États-Unis utilisent des systèmes de quotas  : la puissance publique impose aux entreprises électriques une contribution minimale d’énergies renouvelables en termes de capacité installée ou d’électricité produite sous la forme de quotas, qui évoluent dans le temps avec les objectifs de politique énergétique ; ce dispositif est très souvent complété par d’autres mécanismes de soutien tel que les crédits d’impôts, ainsi, dans les États américains où ce système est mis en place, sa contribution à la valorisation des kWh n’est que de l’ordre de 25 %. Ces États américains, au nombre de 31, ont institué des « normes de portefeuille d'énergie renouvelable » (Renewable portfolio standard - RPS) qui obligent les fournisseurs d'électricité à atteindre une certaine part d'énergie renouvelable dans l'électricité commercialisée (ex. : 15 % en 2025 en Arizona, 30 % en 2020 au Colorado, 33 % en 2020 en Californie) ; les producteurs de ces énergies reçoivent des certificats (REC) pour chaque kWh produit, qu'ils vendent à leurs clients fournisseurs en même temps que leur électricité ; les fournisseurs peuvent alors présenter ces certificats à l'administration pour démontrer leur conformité au RPS ; sinon ils doivent payer des pénalités. Un rapport constate que ce système de RPS est plus efficace lorsqu'il est combiné avec les crédits d'impôt fédéraux (PTC).

Selon l'étude de marché de la Deutsche Bank consacré au solaire (), le marché du photovoltaïque aux États-Unis devrait passer de  en 2013 à  en 2014 et  en 2015. Grâce au crédit d'impôt pour investissement (ITC - Investment tax Credit), dix États ont atteint la parité réseau :

Si les prix des systèmes solaires baissent de /W à /W, le coût actualisé du kWh solaire pourrait baisser à 9-14 cents/kWh et douze autres États pourraient alors parvenir à la parité réseau : Colorado, Delaware, Washington DC, Floride, Kansas, Maryland, Massachusetts, Michigan, Pennsylvanie, Rhode Island, Caroline du Sud et Wisconsin.

L'Investment tax Credit (ITC) devait expirer en 2016 ; sans ITC, le coût du kWh solaire remonterait de 10-16 cents à 15-21 cents et seul l'État de Hawaï resterait à la parité réseau ; avec un ITC de 10 %, 36 États serait à la parité réseau. Une ruée vers le solaire est donc à prévoir en 2015-2016.

Le Congrès américain a voté le  la prolongation des crédits d’impôt en faveur du solaire et de l’éolien ; les démocrates ont obtenu leur reconduction pour cinq ans, en contrepartie de la levée de l’interdiction faite, depuis plus de 40 ans, aux compagnies pétrolières américaines d’exporter leur production. Le crédit d’impôt sur les panneaux solaires pour les particuliers et les locaux commerciaux est maintenu à son niveau actuel de 30 % jusqu’en 2019 ; il déclinera ensuite jusqu’en 2022. Cette décision déclenchera des investissements supplémentaires attendus à 38 milliards de dollars dans le solaire d’ici à 2021, selon Bloomberg New Energy Finance.

Notes et références

Notes

Références 
 

 Autres

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes 
  EIA, site de l'Energy Information Administration (EIA)