er solpaneler virkelig så ‘grønne’? Miljøpåvirkningerne af solpaneler diskuteres og kommenteres bredt, men hvilke argumenter er gyldige, og hvad er støj på sociale medier?de vigtigste argumenter mod solpaneler er, at de kræver mere energi og fossilt brændstofforbrændingsudstyr til Mining, fremstilling og transport, end de sparer., Et andet argument er, at giftige kemikalier anvendes i fremstillingsprocessen, som gør mere skade end gavn.
Solenergi er ikke perfekt
På den anden side kan det hævdes, at solpaneler skabe mere ren energi, end de tager for at skabe og øverste globale virksomheder er virkelig et godt eksempel med hensyn til kemisk brug.
Her vil vi undersøge de positive og negative miljøpåvirkninger af solpaneler og hvad fremtiden har i vente for solenergiindustrien.,
Negative miljøpåvirkninger solpaneler
lad os starte med at angive det indlysende – solenergi er ikke perfekt. Ligesom alt i livet er der ulemper og ulemper.
dette gælder især for små emner som at generere energi til 7 milliarder mennesker på en bæredygtig og økonomisk måde.
solenergi er ikke uden sine ulemper. Lad os undersøge dem her:
1. Energibehov-Sol kræver en betydelig mængde energi foran for at producere. Minedrift, fremstilling og transport alle kræver betydelige mængder energi., Kvarts skal behandles og rengøres og derefter fremstilles med andre komponenter, der kan komme fra forskellige faciliteter (aluminium, kobber osv..) for at producere et enkelt solcellemodul. Opvarmning af kvarts under behandlingstrinnet kræver meget høj varme. Fremstilling kræver at kombinere flere materialer med utrolig præcision til at producere høj effektivitet paneler. Alt dette kræver masser af up-front energi. Med traditionelle brændstoffer som gas eller mål udvindes de,rengøres/forarbejdes og brændes i meget store skalaer, typisk på et enkelt sted.
2., Kemikalier – at producere sol-grade silicium, halvleder behandling involverer typisk farlige kemikalier. Afhængigt af solpanelproducenten og oprindelseslandet kan disse kemikalier muligvis ikke bortskaffes korrekt. Som enhver branche er der virksomheder, der fører med eksempel, og andre, der skærer hjørner for at spare penge. Ikke alle virksomheder vil dumpe kemikalier, eller vil ikke genbruge deres biprodukter ordentligt, men der er dårlige æbler derude.
3. Genbrug – Hvad sker der, når solpaneler går i stykker eller nedlægges?, Selvom solpanel genbrug ikke er blevet et stort problem endnu, vil det i de kommende årtier som solpaneler skal udskiftes. I øjeblikket kan solcellemoduler bortskaffes sammen med andet standard e-affald. Lande uden robuste midler til bortskaffelse af e-affald har en højere risiko for genanvendelsesrelaterede problemer.
dette er de største miljøproblemer omkring solcelleindustrien. Frygten er bestemt grund til yderligere undersøgelse, men kan være ubegrundet i henhold til tallene.,
kemikalier, genbrug og bortskaffelse af solpaneler
genbrug og bortskaffelse af solpaneler er et vigtigt område af bekymring. Der er et klart problem med løsninger i horisonten.
Dette er ikke så udbredt eller giftigt, som det kan synes selv. Standard solcellemodulers siliciumskiver er indkapslet, almindeligvis af ethyly vinylacetat (EVA). Dette lag beskytter siliciumskiven. Hvis moduler ikke bortskaffes korrekt og udsættes for specifikke testbetingelser, er det muligt, at der kan forekomme udvaskning. Under normale driftsforhold frigives disse materialer ikke.,
solenergi er meget effektiv til afbødning af kulstof. Som med alle teknologier er det utilsigtede affald eller biprodukter noget, der skal håndteres.
et indlysende svar er at genbruge solpaneler og sælge deres basiselementer. Stor i teorien, men denne sti er ikke en økonomisk, skalerbar en – endnu.
stier fremad
store solpanelgenvindingsanlæg findes, men er ikke så udbredte, som de skal være.
denne forsinkelse forventes med nye industrier og teknologier. Auto recyclers dukkede ikke op dagen efter, at Model T rullede af linjen., Flaskedepoter ventede ikke på fremkomsten af flasker. E-affald recyclers er for nylig blevet fælles sted, årtier efter eksplosionen af forbrugerelektronik.
det tager tid for sekundære industrier at udvikle sig omkring primære industrier.
en alternativ eller yderligere løsning til at hjælpe økonomien i genbrug er at sætte et gebyr på solpanel producenter til at lette genvindingsprocessen eller mandat en genbrugsprogram gennemføres fra producenterne.
begge muligheder vil tage tid at implementere og perfekt.,
økonomien i solpanel genbrug vil blive forbedret, da flere solpaneler er nedlagt. Højere mængder i enhver industri tillader skalaens Økonomi at arbejde deres magi.
en enkel løsning på de kemikalier, der anvendes i solpaneler, ville være at finde alternative metoder til fremstilling af moduler. Denne løsning er allerede i gang, selvom dens tidslinje for kommercialisering er vanskelig at forudsige.
selv om kemikalier anvendes i solpaneler produktion, sammenligning med traditionelle brændstoffer kan give nyttig sammenhæng., Generering af enhver form for energi i masseskala vil kræve en vis brug af kemikalier i forsyningskæden.
kul skal kemisk rengøres og behandles efter minedrift. Fracked naturgas skal ekstraheres ved hjælp af kemiske blandinger. Både kul og gas forbrændes for at skabe elektricitet. Kerneenergien kræver i sig selv håndtering af ekstremt radioaktive materialer.
ingen brændstofkilde er perfekt, hver har deres egne miljømæssige fordele og ulemper.
men nogle er bedre end andre.,
miljøpåvirkning af fremstilling af solcellepaneler
hvordan fremstilles solcellepaneler, og hvad er miljøpåvirkningerne af denne proces?solpaneler har få komponenter: en ramme, celler, bagside, beskyttelsesfilm, ledere og et hærdet glasafdækning. Rammen er aluminium, cellerne er silicium, lederne er kobber og bagsidearket & film er typisk et polymer-eller plastbaseret materiale.,
for At gøre solpaneler, de råvarer, der skal udvindes, dette er overvejende Mekanisk, der er behandlet i silicium. Aluminium og kobber eller sølv er også vigtige involverede materialer, der skal udvindes eller fås fra genanvendte kilder, men for det meste udvindes de på grund af den øgede udvidelse af PV-industrien i de sidste 10 år.,
Efter udvinding af råmaterialer forarbejdes kvartset til silicium af elektronisk kvalitet. Denne proces indebærer opvarmning af kvarts i en høj temperatur ovn og reagerer det med forskellige kemikalier.
andre fremstillingsprocesser er nødvendige for at danne den ekstruderede aluminiumsramme og rulle det hærdet glas. Fremstilling af noget kræver generelt store mængder energi.,
solpaneler tage en masse energi til at skabe, men de samlede emissioner, der er stærkt front-loaded. Når solpaneler er installeret, producerer de emissionsfri energi i 25 + år.
fremstillingsprocessen er irrelevant uden sammenhæng med levetiden genereret energi samt hvordan andre brændstofkilder stak op.
svarene på to centrale spørgsmål vil give denne sammenhæng:
1., Kompenserer den rene energi, der genereres fra solcellepaneler, de negative virkninger under minedrift og fremstillingsprocessen?
2. Hvordan sammenligner solenergiens emissionsintensitet med traditionelle elbrændstofkilder som kul?
Kulstofemissionsintensitet for solcellepaneler og andre brændstoffer
emissionsintensitet er den samlede levetid (samlede) kulstofemissioner vurderet pr.energienhed. Dette er vist ved gram kuldioxid pr kilowatt-time (gC02e/kWh) eller en tilsvarende værdi, ton kuldioxid per megawatt-time (tC02/MWh).,
jo lavere emissionsintensiteten er, desto bedre er miljøpåvirkningen, da mindre CO2 udledes for at generere den samme mængde energi.
Levetid Kulstofemissioner fra Sol
for At male et klart billede af solar ‘s carbon footprint, hundredvis af livscyklusanalyser studier har været udført i løbet af de seneste par årtier på solenergi’ s emission profil.
disse vurderinger omfattede opstrøms, operationelle og Do .nstream faser af energiproduktion fra forskellige brændstofkilder såsom solcelleanlæg, solvarme, vind, nuklear, naturgas og kul.
i 2014 blev USA, Department of Energy ‘ s National Renewable Energy Laboratory (NREL) screenet 400 af disse undersøgelser tegner sig for uoverensstemmelser, outliers og andre variable faktorer, der bidrager til data. Dataene blev derefter harmoniseret ved hjælp af et diskret sæt antagelser til sammenligningsformål.
resultaterne viste, at solpaneler kræver cirka 60% til 70% af deres energi på forhånd, ca 25% under drift og i cirka 5% til 20% efter deres produktive liv.,
kul genererede på den anden side ~98% af dets emissioner under driftsprocessen (minedrift, transport, forbrænding osv.) og kun 1% under opstrøms-og nedstrøms processer.
solpaneler i dag er næsten 50% mere effektiv end når denne undersøgelse opstod
Som man kunne forvente, at fossile brændstoffer baseret på energiproduktion metoder producere mere CO2 end vedvarende energikilder per kWh.
hvad man måske ikke har forventet, er, hvor stort et mellemrum der er mellem brændstoftyperne.,
solcellernes livscyklusemissionsintensitet er ca.40 gC02 / k .h.
den livscyklusemissionsintensitet af kul er ca.1000 gC02 / k .h.
kul producerer 25 gange mere kuldio .id end solenergi for at producere den samme mængde energi.,
emissionsintensitet varians
en advarsel at bemærke til fordel for vedvarende energi er, at silicium solpaneler i NREL harmonisering var 13,2% til 14,0% effektiv.
Dette var nøjagtigt i årene frem til 2014, men i dag opnår poly-krystallinske solcellemoduler regelmæssigt effektivitet på > 19.5%.
solpaneler i dag er næsten 50% mere effektive end da denne undersøgelse fandt sted. Oprettelse af flere k .h ‘ er af ren energi fra det samme fremstillingsunderskud, hvilket yderligere vil reducere solcellens emissionsintensitet.,
selv de værste skøn for solcelleanlæg er stadig 3x bedre end de bedste skøn for kul (begge situationer er sande er usandsynligt).
medianen og de harmoniserede værdier tegner et mere præcist billede af brændstoftypernes emissionsintensitet (regnskab for statistiske outliers).
den harmoniserede værdi betragtes også som en solstrålingsværdi på 1700k .h / m2, hvilket er omtrent lig med niveauerne set over Alberta og Saskatche .an.
emissionsintensitet er en utrolig vigtig metrisk, der skal overvejes, når man vurderer miljøpåvirkningerne af solenergi.,
Der er udført andre undersøgelser og metaanalyser, der bekræfter miljøpåvirkningen af solcellepaneler sammenlignet med andre brændstofkilder fundet af NREL.
se Brookhaven National Laboratory PV Environmental Research Centre, og energipolitiske undersøgelser for yderligere analyse.
Energi-Tilbagebetalingstid af Solpaneler
Hvis solpaneler tage mere energi til at skabe, end de vil producere i løbet af deres levetid, eller tilsvarende, hvis det forudgående virkningerne af solar panel fremstilling er værre end den operationelle fordele, den teknologi, der er fundamentalt forkert.,
folk ser ofte på investeringsafkastet (ROI) eller tilbagebetalingsperioden for at måle værdien af en finansiel investering. Hvor længe varer det, før jeg får mine penge tilbage?en 25-årig tilbagebetalingstid bliver ikke de fleste begejstrede, men en 3-årig tilbagebetalingstid ville have de fleste investorers opmærksomhed.
det samme spørgsmål kan indrammes til energiproduktion og vurdering af solcellepanelernes miljøpåvirkning – hvor lang tid vil det vare, før solenergisystemet genererer nok energi til at udligne den energi, det tog at producere?,
energi tilbagebetalingsperioden for solenergi afhænger af din placering, da forskellige vejrmønstre påvirker solproduktionen. Et solpanel installeret i Sahara-ørkenen vil producere mere energi og tilbagebetaling meget hurtigere end det samme panel installeret over polarcirklen.
igen giver NREL nogle bemærkelsesværdige data. Disse data omfatter fremstilling af modul, ramme og balance af systemkomponenter.,
Multi-krystallinske solceller har en energimæssig tilbagebetalingstid på bare 2 år.
en anden fordelagtig advarsel at bemærke er, at værdien er baseret på en antaget solpanel effektivitet på 14%. I dag er solpaneler 40% til 50% mere effektive.
med det i tankerne er det rimeligt at antage, at solpaneler har en omtrentlig energi tilbagebetalingstid på 1 til 2 år.,
Hvis du blev tilbudt en investering med en 2-årig tilbagebetalingstid, ville du tage det?
Elbrændstofkilder miljøpåvirkning
de miljømæssige fordele ved solenergi varierer også afhængigt af, hvilken form for energi der forskydes.
som det tidligere tal antyder, vil generering af solenergi i stedet for at bruge kulfyret netelektricitet være langt mere fordelagtigt, end hvis du installerede solcellepaneler for primært at udligne vand-eller vindelektricitet fra nettet.,
Der er en række andre grunde til at installere solpaneler, selvom dit net drives af vedvarende kilder (såsom at lindre trykket på nettet og sænke dine levetidsomkostninger ved ejerskab af elektricitet), men de vil ikke blive beskrevet her.
Provinser, såsom Nova Scotia, Saskatchewan og Alberta ville drage fordel af solenergi den mest siden af energi i disse provinser kommer fra primært fossile brændstoffer.
Quuebec står for at få mindst muligt ud af solenergiudrulning, da deres net allerede er næsten emissionsfrit.
konklusion
solenergi er ikke perfekt, men generelt giver det en positiv netto miljøpåvirkning og økonomiske konsekvenser.
Ja, Der kræves store mængder energi til at Miner / fremstille solcellepaneler, og ja, kemikalier bruges under fremstillingsprocessen., Disse to ubestridelige fakta svarer ikke til solpaneler, der dog har en negativ negativ indvirkning, som dataene antyder.
den energi, der kræves for at oprette et solcellepanel, vil blive genvundet på mindre end 2 år. Selv i betragtning af fremstillings-og forarbejdningsstadiet af solenergi er de genererede emissioner 3 to til 25 to mindre end at generere den samme mængde energi fra fossile brændstoffer.
de reducerede emissioner fra brug af solenergi versus ethvert fossilt brændsel (især kul) gør teknologien yderst gavnlig.