Le facteur clé pour la compétitivité des systèmes de production énergétique basés sur des énergies renouvelables est le coût du kilowattheure produit. Ce coût se calcule à partir du coût d’investissement du système de génération, de sa durée de vie, des taux d’intérêt de l’emprunt éventuellement contracté et des coûts de fonctionnement liés à la maintenance, de l’énergie primaire qui est gratuite, lorsqu’il s’agit du soleil, du vent…, et payante dans le cas des combustibles fossiles, nucléaire,…

Dans les systèmes fonctionnant au gré d’une nature changeante (éolien, solaire, hydraulique au fil de l’eau,…), la productivité du système dépend fondamentalement des conditions naturelles (nombre d’heures d’ensoleillement par exemple) alors que le coût d’investissement dépend essentiellement de la puissance crête. Une éolienne de 1 MW pourra fournir au maximum une puissance de 1 MW, mais elle ne pourra pas produire cette puissance en permanence, à cause du caractère fluctuant de la vitesse du vent, contrairement aux centrales classiques utilisant les combustibles fossiles ou le nucléaire. Pour cette éolienne, tout comme pour le solaire et la petite hydraulique, c’est l’énergie produite qui est importante.

Le tableau 1 présente le facteur de rendement des chaînes de production d’électricité à partir d’énergie renouvelable qui ne sont pas basées sur le cycle classique eau-vapeur. Le facteur de rendement est le ratio entre l’énergie fournie par le système de production durant toute sa durée de vie et l’énergie consommée pour construire le système de production.

Installation	Facteur de rendement
Grande hydraulique	100 - 200
Petite hydraulique	80 - 100
Eolien	10 - 30
Solaire photovoltaïque	3 - 6

Tableau 1. Facteur de rendement des systèmes de production d’énergie électrique à partir d’énergies renouvelables.

Le facteur de rendement est meilleur pour les grandes installations comme c’est le cas de la grande hydraulique (durée de vie de 30 à 50 ans) par rapport à la petite hydraulique (durée de vie de 20 à 50 ans).

La puissance des éoliennes est passées de quelques centaines de kW avant 2000 à quelques MW après 2000 et pourrait se stabiliser autour de 5 MW d’ici 2010. La durée de vie d’une éolienne est de 20 à 25 ans.

Les systèmes photovoltaïques présentent le facteur de rendement le plus faible, car la fabrication des cellules au silicium nécessite beaucoup d’énergie. Une cellule rembourse entre 4 et 5 ans l’énergie nécessaire à sa fabrication. Comme la durée de vie d’un système photovoltaïque est de 20 à 30 ans, le facteur de rendement pourrait donc être dans les meilleurs des cas sensiblement supérieur à 6.