jsou solární panely skutečně „zelené“? Dopady solárních panelů na životní prostředí jsou široce diskutovány a komentovány, ale jaké argumenty jsou platné a co je hluk sociálních médií?
Klíčové argumenty proti solární panely jsou, že vyžadují více energie a fosilních paliv-spalování vybavení dolu, výroby a dopravy, než zachrání., Dalším argumentem je, že ve výrobním procesu se používají toxické chemikálie, které způsobují více škody než užitku.
Solární energie není dokonalý
Na druhé straně, to je argumentoval, že solární panely vytvořit více čisté energie, než si vytvořit a horní globální společnosti jsou skutečně příkladem, pokud jde o chemické využití.
zde budeme zkoumat pozitivní a negativní dopady solárních panelů na životní prostředí a to, co má budoucnost pro solární energetický průmysl.,
Negativní Dopady na životní Prostředí Solární Panely
začněte tím, že konstatoval – solární energie není ideální. Stejně jako všechno v životě existují i nevýhody a nevýhody.
to platí zejména pro malá témata, jako je výroba energie pro 7 miliard lidí udržitelným a ekonomickým způsobem.
solární energie není bez jejích stinných stránek. Podívejme se na ně zde:
1. Poptávka po energii-solární vyžaduje značné množství energie dopředu k výrobě. Těžba, výroba a doprava vyžadují značné množství energie., Křemen musí být zpracován a vyčištěn a poté vyroben s dalšími součástmi, které mohou pocházet z různých zařízení(hliník, měď atd..) k výrobě jediného solárního modulu. Zahřívání křemene během fáze zpracování vyžaduje velmi vysoké teplo. Výroba vyžaduje kombinaci více materiálů s neuvěřitelnou přesností k výrobě panelů s vysokou účinností. To vše vyžaduje spoustu up-front energie. S tradičními palivy, jako je plyn nebo cíl, jsou extrahovány,vyčištěny/zpracovány a spáleny ve velmi velkých měřítcích, obvykle na jednom místě.
2., Chemikálie-k výrobě solárního křemíku, polovodičové zpracování obvykle zahrnuje nebezpečné chemikálie. V závislosti na výrobci solárních panelů a zemi původu mohou nebo nemusí být tyto chemikálie řádně zlikvidovány. Jako každý průmysl, existují společnosti, které vedou příkladem, a další, které řežou rohy, aby ušetřily peníze. Ne každá společnost bude skládka chemikálie, nebo nebude recyklovat své vedlejší produkty správně, ale tam jsou špatné jablka venku.
3. Recyklace-co se stane, když se solární panely rozbijí nebo jsou vyřazeny z provozu?, Přestože se recyklace solárních panelů ještě nestala velkým problémem, v nadcházejících desetiletích bude nutné vyměnit solární panely. V současné době lze solární moduly likvidovat s jiným standardním elektronickým odpadem. Země bez robustních prostředků na likvidaci elektronického odpadu jsou vystaveny vyššímu riziku otázek souvisejících s recyklací.
to jsou hlavní environmentální obavy týkající se fotovoltaického průmyslu. Strach je jistě příčinou dalšího vyšetřování, ale podle čísel může být neopodstatněný.,
Chemické látky, Recyklace a Likvidace Solárních Panelů
Recyklace a likvidace solárních panelů je klíčovou oblast zájmu. Na obzoru je jasný problém s řešeními.
to není tak rozšířené nebo toxické, jak se může zdát. Křemíkové destičky standardních solárních modulů jsou zapouzdřeny, obvykle ethyly vinylacetátem (EVA). Tato vrstva chrání křemíkovou oplatku. Pokud moduly nejsou řádně zlikvidovány a vystaveny specifickým zkušebním podmínkám, může dojít k vyluhování. Za normálních provozních podmínek nebudou tyto materiály uvolněny.,
solární energie je velmi účinná při snižování emisí uhlíku. Stejně jako u všech technologií, nezamýšlený odpad nebo vedlejší produkty je něco, co je třeba řešit.
zřejmou odpovědí je recyklace solárních panelů a prodej jejich základních prvků. Teoreticky skvělé, ale tato cesta není ekonomická, škálovatelná – zatím.
cesty vpřed
zařízení na recyklaci solárních panelů ve velkém měřítku existují, ale nejsou tak rozšířené, jak je třeba.
toto zpoždění se očekává u nových průmyslových odvětví a technologií. Auto recyklátory se neobjevily den poté, co se Model T odvalil z linky., Sklady lahví nečekaly na příchod lahví. Recyklátory elektronického odpadu se nedávno staly běžným místem, desetiletí po výbuchu spotřební elektroniky.
trvá čas, než se sekundární průmyslová odvětví rozvíjejí v primárních odvětvích.
alternativní nebo doplňkové řešení na podporu ekonomiky recyklace je dát poplatek na výrobce solárních panelů pro usnadnění procesu recyklace nebo mandát recyklační program realizován od výrobců.
obě možnosti budou nějakou dobu trvat, než budou implementovány a perfektní.,
ekonomika recyklace solárních panelů se zlepší, protože bude vyřazeno více solárních panelů. Vyšší objemy v jakémkoli odvětví umožňují ekonomice měřítka pracovat s jejich kouzlem.
jednoduchým řešením chemických látek používaných v solárních panelech by bylo najít alternativní metody pro výrobu modulů. Toto řešení již probíhá, i když jeho časová osa pro komercializaci je obtížné předvídat.
přestože se při výrobě solárních panelů používají chemikálie, srovnání s tradičními palivy může poskytnout užitečný kontext., Generování jakékoli formy energie v hmotnostním měřítku bude vyžadovat určité použití chemikálií v dodavatelském řetězci.
uhlí musí být po těžbě chemicky vyčištěno a ošetřeno. Štěpený zemní plyn musí být extrahován pomocí chemických směsí. Uhlí i plyn se spalují, aby se vytvořila elektřina. Samotná jaderná energie vyžaduje manipulaci s extrémně radioaktivními materiály.
žádný zdroj paliva není dokonalý, každý má své vlastní environmentální výhody a nevýhody.
ale některé jsou lepší než jiné.,
vliv výroby solárních panelů na životní prostředí
Jak se vyrábějí solární panely a jaké jsou dopady tohoto procesu na životní prostředí?
solární panely mají několik součástí: rám, články, Spodní Vrstva, ochranný film, vodiče a kryt z tvrzeného skla. Rám je hliník, buňky jsou křemík, vodiče jsou měď a spodní vrstva & film jsou obvykle polymerní nebo plastový materiál.,
solární panely, je surový materiál musí být těžen, je převážně Křemen, který je zpracován na křemíku. Hliník a měď nebo stříbro jsou také klíčové materiály, které musí být těženy nebo získány z recyklovaných zdrojů, ale většinou se těží kvůli zvýšenému rozšíření fotovoltaického průmyslu za posledních 10 let.,
po těžbě surovin se křemen zpracovává na křemík elektronického stupně. Tento proces zahrnuje ohřev křemene ve vysokoteplotní peci a jeho reakci s různými chemikáliemi.
další výrobní procesy jsou nutné pro vytvoření extrudovaného hliníkového rámu a válcování tvrzeného skla. Výroba čehokoliv obecně vyžaduje obrovské množství energie.,
Solární panely trvat hodně energie k vytvoření, ale celkové emise jsou silně před-nabitá. Po instalaci solárních panelů vyrábějí energii bez emisí po dobu 25 + let.
výrobní proces je irelevantní bez kontextu života generované energie, jakož i, jak jiné zdroje paliva v zásobníku.
odpovědi na dvě klíčové otázky poskytnou tento kontext:
1., Vyrovnává čistá energie vyrobená ze solárních panelů negativní dopady během procesu těžby a výroby?
2. Jak se intenzita emisí sluneční energie porovnává s tradičními zdroji paliva pro elektřinu, jako je uhlí?
Uhlíkové Intenzity Emisí Solárních Panelů a Jiných Paliv
Emisní intenzita je celoživotní (celkem) uhlíkových emisí vyhodnotit na jednotku energie. To se projevuje gramy ekvivalentu oxidu uhličitého na kilowatthodinu (gC02e/kWh) nebo ekvivalentní hodnotou tun ekvivalentu oxidu uhličitého na megawatthodinu (tC02/MWh).,
čím nižší je intenzita emisí, tím lepší je dopad na životní prostředí, protože méně CO2 je emitováno za účelem generování stejného množství energie.
celoživotní emise uhlíku ze solárních
Chcete-li namalovat jasný obraz uhlíkové stopy sluneční energie, byly v posledních několika desetiletích provedeny stovky studií hodnocení životního cyklu na emisním profilu sluneční energie.
Tato hodnocení zahrnovala proti proudu, provozních a navazujících etapách výroby energie z různých zdrojů paliva, jako je solární PV, solární tepelné, větrné, jaderná, zemního plynu a uhlí.
v roce 2014 v USA., Department of Energy ‚ s National Renewable Energy Laboratory (NREL) promítán 400 těchto studií účetnictví pro nesrovnalosti, odlehlých hodnot a dalších proměnných faktorů, které přispívají k datům. Data byla poté harmonizována pomocí diskrétní sady předpokladů pro účely srovnání.
výsledky ukázaly, že solární panely vyžadují přibližně 60% až 70% své energie dopředu, přibližně o 25% během provozu a přibližně 5% do 20% od jejich produktivní život.,
uhlí na druhé straně generovalo ~98% svých emisí během provozního procesu (těžba, doprava, spalování atd.)
Solární panely jsou dnes téměř 50% efektivnější, než když tato studie došlo
Jak by se dalo očekávat na základě spalování fosilních paliv energie metody produkují více CO2, než obnovitelných zdrojů za kWh.
to, co by se dalo očekávat, je to, jak velká je mezera mezi typy paliva.,
intenzita emisí slunečního fotovoltaického cyklu je přibližně 40 gC02/kWh.
intenzita emisí uhlí v životním cyklu je přibližně 1 000 gC02 / kWh.
uhlí produkuje 25x více oxidu uhličitého než sluneční energie k výrobě stejného množství energie.,
rozptyl intenzity emisí
jedna námitka ve prospěch obnovitelné energie je, že křemíkové solární panely v harmonizaci NREL byly 13,2% až 14,0% účinné.
To bylo přesné v letech vedoucí až do roku 2014, ale dnes, poly-krystalické solární moduly pravidelně dosáhnout účinnosti >19.5%.
solární panely jsou dnes téměř o 50% účinnější než při této studii. Vytvoření více kWh čisté energie ze stejného výrobního deficitu, který dále sníží emisní intenzitu solárních FOTOVOLTAIK.,
i ty nejhorší odhady solárních fotovoltaických elektráren jsou stále o 3x lepší než nejlepší odhady pro uhlí(obě situace jsou nepravděpodobné).
střední a harmonizované hodnoty vykreslují přesnější obraz intenzity emisí typů paliva (účtování statistických odlehlých hodnot).
harmonizovaná hodnota také považovala hodnotu slunečního záření 1700kwh / m2, která se přibližně rovná úrovním pozorovaným v Albertě a Saskatchewanu.
intenzita emisí je neuvěřitelně důležitá metrika, kterou je třeba vzít v úvahu při hodnocení dopadů sluneční energie na životní prostředí.,
byly provedeny další studie a metaanalýza, které potvrzují dopady solárních panelů na životní prostředí ve srovnání s jinými zdroji paliva nalezenými společností NREL.
viz Brookhaven National Laboratory PV Environmental Research Centre a studie energetické politiky pro další analýzu.
Energetické Doba Návratnosti Solárních Panelů
Pokud solární panely trvat více energie k vytvoření, než budou produkovat během jejich života, nebo podobně, je-li proti proudu účinky solární panel výrobě jsou horší než provozní výhody, technologie je zásadně chybné.,
lidé se často dívají na návratnost investic (ROI) nebo dobu návratnosti, aby zjistili hodnotu finanční investice. Jak dlouho bude trvat, než dostanu své peníze zpět?
25letá doba návratnosti většinu lidí netěší, ale 3letá doba návratnosti by měla většinu pozornosti investorů.
To samé můžete být obviněn z energie a posuzování environmentálního dopadu solární panely – jak dlouho to bude trvat, než solární systém generuje dostatek energie na vyrovnání energie na jeho výrobu?,
doba návratnosti energie pro solární energii závisí na vaší poloze, protože různé vzorce počasí ovlivňují výrobu solární energie. Solární panel instalovaný v saharské poušti bude produkovat více energie a návratnosti mnohem rychleji než stejný panel instalovaný nad polárním kruhem.
NREL opět poskytuje některá pozoruhodná data. Tato data zahrnují výrobu modulu, rám a vyvážení systémových komponent.,
Multi-krystalický solární panely energetická doba návratnosti jen 2 roky.
Další příznivá námitka je, že hodnota je založena na předpokládané účinnosti solárních panelů 14%. Dnes jsou solární panely o 40% až 50% efektivnější.
s ohledem na to je rozumné předpokládat, že solární panely mají přibližnou dobu návratnosti energie 1 až 2 roky.,
Pokud vám byla nabídnuta investice s dobou návratnosti 2 roky, vzal byste to?
Elektrické Palivové Zdroje Dopad na životní Prostředí
ekologický přínos solární také liší v závislosti na tom, jaká forma energie je posunuta.
jak naznačuje dřívější údaj, výroba solární energie namísto použití elektřiny z uhelné sítě bude mnohem výhodnější, než kdybyste instalovali solární panely, které by kompenzovaly především vodní nebo větrnou elektřinu ze sítě.,
Existuje řada dalších důvodů, proč instalovat solární panely, i když vaše síť je napájen z obnovitelných zdrojů (například zmírňuje tlak na síti a snížení životnosti náklady na elektřinu vlastnictví), ale ty nebudou podrobně zde.
Provinciích, jako je Nova Scotia Saskatchewan a Alberta by těžit ze solární energie nejvíce, protože energie v těchto provinciích pocházejí především fosilních paliv.
Quebec znamená získat co nejméně z nasazení sluneční energie, protože jejich síť je již téměř bez emisí.
závěr
solární energie není dokonalá, ale celkově poskytuje pozitivní čistý dopad na životní prostředí a finanční dopad.
ano, k těžbě/výrobě solárních panelů je zapotřebí obrovské množství energie a ano, chemikálie se používají během výrobního procesu., Tyto dvě nevyvratitelné skutečnosti se však nevyrovnávají solárním panelům, které mají čistý negativní dopad, jak naznačují data.
energie potřebná k vytvoření solárního panelu bude vrácena za méně než 2 roky. I s ohledem na výrobní a zpracovatelskou fázi solární energie jsou generované emise o 3x až 25x nižší než generování stejného množství energie z fosilních paliv.
snížené emise z použití solarenergy versus jakýchkoli fosilních paliv (zejména uhlí) se technologie velmi prospěšné.