Enkelt sagt diskuterer vi effektene av solenergisystemer på miljøet når vi diskuterer miljøpåvirkningen av solcelleanlegg.
Solen er en massiv energikilde som nylig ble oppdaget. Den tilbyr rikelig med ressurser som kan produsere bærekraftig, ren og ikke-forurensende elektrisitet , noe som betyr at det ikke er noen utslipp som bidrar til global oppvarming.
Det har blitt funnet de siste årene at solenergi kan fanges opp og lagres for bruk globalt med håp om å fortrenge tradisjonelle energikilder. Med alles oppmerksomhet flyttet til grønnere energikilder, har solenergi blitt stadig viktigere.
For tiden står solenergi for 1.7 % av den globale elektrisitetsproduksjonen. Både produksjonsteknikkene og materialene som brukes har sett betydelige fremskritt.
Miljøpåvirkninger av solcelleanlegg
Før solenergi kan brukes som en genuint ren energikilde, er det fortsatt noen miljøhindringer som må tas tak i. Blant dem er
- Arealbruk
- Vannbruk
- Effekter på vann, luft og jordressurser
- Farlige materialer
- Produksjon av solcellepaneler
- Rengjøring av halvledere
- Forurensninger og solavfall
- Miljørisiko ved gruvedrift
- Miljøpåvirkning av transport av solcellepaneler
1. Arealbruk
Større solcelleanlegg i stor skala kan forårsake bekymringer om tap av habitat og arealforringelse , avhengig av hvor de plasseres. Det totale arealbehovet varierer avhengig av teknologi, beliggenhet, topografi og solressursintensitet.
Fotovoltaiske systemer i nytteskala er beregnet til å kreve mellom 3.5 og 10 dekar per megawatt, mens CSP-anlegg er beregnet å kreve mellom 4 og 16.5 dekar per megawatt.
Solcelleanlegg har mindre sjanse for å sameksistere med landbruksbruk enn vindanlegg. Solcellesystemer i nytteskala kan imidlertid redusere deres negative effekter på miljøet ved å installeres i mindre ettertraktede områder, for eksempel brune felt, tidligere gruveplasser eller eksisterende overførings- og trafikklinjer.
Mindre solcellepaneler har mindre innflytelse på arealbruk og kan installeres på boliger eller kommersielle eiendommer.
2. Vannbruk
Solcelleceller kan generere strøm uten behov for vann. Likevel brukes noe vann i produksjonen av solcellekomponenter, akkurat som i enhver annen produksjonsprosess.
Vann er nødvendig for kjøling i konsentrerte solvarmeanlegg (CSP), slik det er i andre termiske kraftverk. Type kjølesystem, anleggets plassering og anleggets design påvirker alle hvor mye vann som brukes.
For hver megawatt-time med kraft som genereres, fjerner CSP-anlegg med kjøletårn og våtresirkulerende teknologi 600–650 liter vann. Fordi vann ikke går tapt som damp, har CSP-anlegg som bruker engangskjølingsteknologi høyere vannuttaksnivåer, men lavere total vannbruk.
Nesten 90 % mindre vann brukes i CSP-anlegg når tørrkjølingsteknologi er implementert. Lavere effektivitet og økte utgifter er imidlertid kostnadene forbundet med disse vannbesparelsene. Videre reduseres effektiviteten til tørrkjølingsteknikken dramatisk over 100 grader Fahrenheit.
3. Effekter på vann, luft og jordressurser
Storskala utbygging av solenergianlegg nødvendiggjør gradering og rydding, noe som endrer dreneringsveier, komprimerer jorda og øker erosjonen.
Vannforbruk fra sentrale tårnsystemer for kjøling er en bekymring i tørre miljøer fordi økende vannbehov kan sette press på tilgjengelige forsyninger og føre til kjemikalieutslipp fra anleggene som kan forurense grunnvannet eller området rundt.
Å bygge solenergianlegg kan utgjøre en risiko for luftkvaliteten, omtrent som å utvikle et stort industrikompleks. Disse farene inkluderer spredning av sykdommer som bæres av jord og en økning i luftbårne partikler som forurenser vannforsyninger.
4. Farlige materialer
Mange farlige forbindelser brukes i produksjonsprosessen for PV-celler; de fleste av disse materialene brukes til å rense og rense halvlederoverflaten. Disse stoffene inkluderer saltsyre, svovelsyre, salpetersyre, hydrogenfluorid, 1,1,1-trikloretan og aceton.
De er sammenlignbare med de som brukes i den generelle halvlederbransjen. Type celle, graden av rengjøring som kreves, og størrelsen på silisiumplaten påvirker alle mengden og typen kjemikalier som brukes.
Det er bekymringer for arbeidere som puster inn silisiumstøv. For å forhindre at arbeidere blir utsatt for giftige kjemikalier og for å garantere at produksjonsavfallsprodukter blir kastet på riktig måte, er PV-produsenter pålagt å overholde amerikanske regler.
Sammenlignet med konvensjonelle fotovoltaiske silisiumceller inneholder tynnfilm PV-celler flere farligere komponenter, som galliumarsenid, kobberindiumgalliumdiselenid og kadmiumtellurid. Utilstrekkelig håndtering og avhending av disse gjenstandene kan utgjøre betydelig risiko for miljøet eller folkehelsen.
Produsenter er derfor økonomisk motivert til å sørge for at disse ekstremt dyrebare og ofte uvanlige materialene blir resirkulert i motsetning til å kastes.
5. Produksjon av solcellepaneler
Produksjon av solcellepaneler bruker mye ressurser, inkludert industrimaterialer, fossilt brensel og store mengder vann. Den viktigste energikilden som brukes i produksjonen av solcellepaneler er kull, som er direkte relatert til høyere karbonutslipp.
I prosessen med å lage solcellepaneler brukes både natriumhydroksid og flussyre. Strenge regler om håndtering og eliminering av farlig avløpsvann er nødvendig for begge disse. I mellomtiden må arbeidere ved anlegg som produserer solcellepaneler beskyttes mot disse farlige stoffene. Dette innebærer kontrollerte sikringer.
I følge studier, under produksjonsprosessen, slippes silisiumpartikler ut i miljøet og forårsaker silikose hos de som har vært kjent for å komme i kontakt med dem. Det er påvist at individer som blir eksponert for silisiumpartikler under produksjonsprosessen kan utvikle silikose.
6. Rengjøring av halvledere
Fotovoltaiske (PV) celler er laget av halvlederskiver som rengjøres med giftige kjemiske stoffer. Disse består av svovelsyre og flussyre.
For å eliminere skade og skape riktig overflatetekstur, er denne rengjøringsprosessen avgjørende. Flussyre, derimot, kan tære på vev og avkalke bein, noe som gjør det dødelig for en ubeskyttet person. Det må håndteres og deponeres svært forsiktig.
Siden natriumhydroksid er lettere å håndtere og kaste og utgjør en mindre risiko for ansattes helse, kan det være et tryggere alternativ.
7. Forurensninger og solavfall
Siden de første installerte settene med paneler først nå begynner å utløpe, har ikke problemet med resirkulering av utdaterte solcellepaneler fått mye oppmerksomhet. Håndteringen av utgåtte solcellepaneler er i ferd med å bli et kritisk problem nå som utløpsdatoen nærmer seg.
Selv om bly og kadmium er tilstede i solcellepaneler - som begge er kjent for å forårsake kreft - er de hovedsakelig sammensatt av glass. Som et resultat er det bekymringer for sikkerheten til forurensninger. Fjerning av urenheter vil koste ekstra å resirkulere disse komponentene.
For øyeblikket kastes utdaterte solcellepaneler ofte på søppelfyllinger siden de ikke lett kan gjenbrukes. Fordi panelene inneholder skadelige kjemikalier, er det betydelige miljøfarer forbundet med denne teknikken.
Regnvann har potensial til å slippe ut og vaske bort kadmium, som deretter siver ned i jorda og forurenser miljøet rundt.
8. Miljørisiko ved gruvedrift
Flertallet av moderne teknologi bruker sjeldne mineraler i sin produksjon. I likhet med dette bruker solcellepaneler over 19 av disse uvanlige mineralene.
Dette er begrensede ressurser som høstes iherdig mange steder over hele kloden. Ettersom nasjoner jobber for å øke produksjonen av fornybar energi og tilfredsstille forbrukernes etterspørsel etter teknologi, er det en utrolig høy etterspørsel etter disse mineralene.
Forskning indikerer at det ikke vil være nok indium, en komponent som brukes i solcellepaneler, til å møte den enorme etterspørselen og gi drivstoff til denne grønne revolusjonen.
Disse resultatene er alarmerende, og virkningen av gruvedrift gjør dem enda mer alarmerende. Det har blitt vist at gruvedrift forårsaker synkehull, tap av biologisk mangfold og forgiftning av nærliggende vannstrømmer av ekstremt surt metallavfall.
9. Miljøpåvirkning av transport av solcellepaneler
Transportrelaterte utslipp fra solcellepaneler utgjør et ekstra problem. Selv om de produseres over hele verden, produseres solcellepaneler hovedsakelig i Kina, USA og Europa. Dessuten må deler til solcellepaneler produsert i ett land kanskje sendes til et annet.
Ærlig talt er det utfordrende å anslå det nøyaktige karbonavtrykket knyttet til hvert trinn i produksjonsprosessen til noen form for solcellepanel. Effektene av solcellepanelproduksjon på miljøet har ikke blitt grundig studert eller dokumentert.
Ifølge rapporter forsøker imidlertid Coalition on Materials Research Transparency å kvantifisere og opplyse om karbonavtrykket fra gruvedrift, produksjon og frakt av solcellepaneler.
Det er verdt å merke seg at mengden karbonutslipp som genereres under produksjonen av solcellepaneler er langt lavere enn for konvensjonelle energianlegg, og mye lavere enn for kullgruvedrift , fracking eller oljeboring.
Et vanlig problem med solcellepaneler er imidlertid hva som skjer med dem etter deres typiske 25-årige levetid, som går utover produksjonen.
Konklusjon
Selv om solenergi ikke er feilfri, har den generelt en positiv netto miljømessig og økonomisk innvirkning.
Ja, gruvedrift og produksjon av solcellepaneler tar enorme mengder energi, og ja, prosessen involverer bruk av kjemikalier. Men i motsetning til hva dataene indikerer, betyr ikke disse to udiskutable fakta at solcellepaneler har en netto negativ effekt.
Om mindre enn to år vil energien som brukes til å produsere et solcellepanel være gjenvunnet. Selv når solenergi vurderes i produksjons- og prosessfasen, er utslippene som produseres 3–25 ganger lavere enn når samme mengde energi produseres ved bruk av fossilt brensel.
å bruke solenergi har færre utslipp enn å bruke noe fossilt brensel, spesielt kull, noe som gjør det til en svært fordelaktig teknologi.