Les panneaux solaires sont-ils vraiment « verts »? Les impacts environnementaux des panneaux solaires sont largement discutés et commentés, mais quels arguments sont valables et qu’est-ce que le bruit des médias sociaux?
Les principaux arguments contre les panneaux solaires sont qu’ils nécessitent plus d’énergie et d’équipement de combustion de combustibles fossiles pour extraire, fabriquer et transporter qu’ils n’en économisent., Un autre argument est que les produits chimiques toxiques sont utilisés dans le processus de fabrication qui font plus de mal que de bien.
L’énergie solaire n’est pas parfaite
de l’autre côté, on soutient que les panneaux solaires créent plus d’énergie propre qu’il n’en faut pour créer et que les principales entreprises mondiales montrent vraiment l’exemple en ce qui concerne
nous examinerons ici les impacts environnementaux positifs et négatifs des panneaux solaires et ce que l’avenir réserve à l’industrie de l’énergie solaire.,
impacts environnementaux négatifs panneaux solaires
commençons par dire l’évidence – l’énergie solaire n’est pas parfaite. Comme tout dans la vie, il y a des avantages et des inconvénients.
cela est particulièrement vrai pour les petits sujets comme la production d’énergie pour 7 milliards de personnes de manière durable et économique.
l’énergie Solaire n’est pas sans ses inconvénients. Nous allons les examiner ici:
1. Demande d’énergie-L’énergie solaire nécessite une quantité importante d’énergie à produire. L’exploitation minière, la fabrication et le transport nécessitent tous des quantités substantielles d’énergie., Le Quartz doit être traité, nettoyé puis fabriqué avec d’autres composants pouvant provenir de différentes installations (aluminium, cuivre, etc..) pour produire un panneau solaire. Le chauffage du quartz pendant la phase de traitement nécessite une chaleur très élevée. La fabrication nécessite de combiner plusieurs matériaux avec une précision incroyable pour produire des panneaux à haute efficacité. Tout cela nécessite beaucoup d’énergie initiale. Avec des combustibles traditionnels tels que le gaz ou le but, ils sont extraits,nettoyés/traités et brûlés à très grande échelle, généralement dans un seul endroit.
2., Produits chimiques – pour produire du silicium de qualité solaire, le traitement des semi-conducteurs implique généralement des produits chimiques dangereux. Selon le fabricant du panneau solaire et le pays d’origine, ces produits chimiques peuvent ou non être éliminés correctement. Comme toute industrie, il y a des entreprises qui donnent l’exemple, et d’autres qui coupent les coins ronds pour économiser de l’argent. Toutes les entreprises ne déverseront pas de produits chimiques ou ne recycleront pas correctement leurs sous-produits, mais il existe de mauvaises pommes.
3. Recyclage-que se passe-t-il lorsque les panneaux solaires se brisent ou sont mis hors service?, Bien que le recyclage des panneaux solaires ne soit pas encore devenu un problème majeur, il le sera dans les décennies à venir, car les panneaux solaires doivent être remplacés. Actuellement, les modules solaires peuvent être jetés avec les autres déchets électroniques. Les pays qui ne disposent pas de moyens robustes d’élimination des déchets électroniques courent un risque plus élevé de problèmes liés au recyclage.
ce sont les grandes préoccupations environnementales entourant l’industrie PHOTOVOLTAÏQUE. La crainte est certainement une raison pour une enquête plus approfondie, mais peut être sans fondement selon les chiffres.,
Produits Chimiques, Recyclage et élimination des panneaux solaires
le recyclage et l’élimination des panneaux solaires sont un domaine de préoccupation clé. Il y a un problème clair avec des solutions à l’horizon.
Ce n’est pas aussi répandu ou toxique que cela puisse paraître. Les plaquettes de silicium des modules solaires Standard sont encapsulées, généralement par de l’acétate de vinyle éthylique (EVA). Cette couche protège la plaquette de silicium. Si les modules ne sont pas éliminés correctement et exposés à des conditions d’essai spécifiques, il est possible qu’une lixiviation se produise. Dans des conditions normales de fonctionnement, ces matériaux ne seront pas libérés.,
L’énergie solaire est très efficace pour atténuer le carbone. Comme pour toutes les technologies, les déchets ou sous-produits involontaires doivent être traités.
Une réponse évidente est de recycler les panneaux solaires et de vendre leurs éléments de base. Génial en théorie, mais ce chemin n’est pas encore économique et évolutif.
voies à suivre
Les usines de recyclage de panneaux solaires à grande échelle existent, mais ne sont pas aussi répandues qu’elles doivent l’être.
ce décalage est attendu avec les nouvelles industries et technologies. Les recycleurs automatiques ne sont pas apparus le lendemain de la sortie du modèle T., Les dépôts de bouteilles n’attendaient pas l’avènement des bouteilles. Les recycleurs de déchets électroniques sont récemment devenus un lieu commun, des décennies après l’explosion de l’électronique grand public.
Il faut du temps pour que les industries secondaires se développent autour des industries primaires.
Une solution alternative ou supplémentaire pour faciliter l’économie du recyclage consiste à imposer des frais aux fabricants de panneaux solaires pour faciliter le processus de recyclage ou à exiger qu’un programme de recyclage soit mis en œuvre par les fabricants.
Les Deux options prendront du temps à mettre en œuvre et à perfectionner.,
l’économie du recyclage des panneaux solaires sera améliorée à mesure que davantage de panneaux solaires seront mis hors service. Des volumes plus élevés dans n’importe quelle industrie permettent à l’économie d’échelle de travailler leur magie.
Une solution simple aux produits chimiques utilisés dans les panneaux solaires serait de trouver des méthodes alternatives pour fabriquer des modules. Cette solution est déjà en cours, bien que son calendrier de commercialisation soit difficile à prévoir.
bien que des produits chimiques soient utilisés dans la production de panneaux solaires, la comparaison avec les combustibles traditionnels peut fournir un contexte utile., Générer toutes les formes d’énergie à grande échelle exigera l’utilisation de produits chimiques dans la chaîne d’approvisionnement.
Le charbon doit être nettoyé et traité chimiquement après l’extraction. Le gaz naturel fracturé doit être extrait à l’aide de mélanges chimiques. Le charbon et le gaz sont brûlés pour créer de l’électricité. L’énergie nucléaire elle-même nécessite la manipulation de matières extrêmement radioactives.
aucune source de carburant n’est parfaite, chacune a ses propres avantages et inconvénients environnementaux.
Mais certains sont meilleurs que d’autres.,
Impact Environnemental de la Fabrication de panneaux Solaires
Comment sont les panneaux solaires fait et quels sont les impacts environnementaux de ce processus?
Les panneaux solaires ont peu de composants: un cadre, des cellules, une feuille de fond, un film protecteur, des conducteurs et un couvercle en verre trempé. Le cadre est en aluminium, les cellules sont en silicium, les conducteurs sont en cuivre et le film & est généralement un matériau à base de polymère ou de plastique.,
Pour faire des panneaux solaires, la matière première doit être exploité, c’est principalement de Quartz qui est transformé en silicium. L’aluminium et le cuivre ou l’argent sont également des matériaux clés qui doivent être extraits ou obtenus à partir de sources recyclées, mais la plupart du temps, ils sont extraits en raison de l’expansion accrue de l’industrie photovoltaïque au cours des 10 dernières années.,
Après l’extraction des matières premières, le quartz est transformé en silicium de qualité électronique. Ce processus consiste à chauffer le quartz dans un four à haute température et à le faire réagir avec divers produits chimiques.
D’autres procédés de fabrication sont nécessaires pour former le cadre en aluminium extrudé et rouler le verre trempé. Fabriquer quoi que ce soit nécessite généralement de grandes quantités d’énergie.,
panneaux Solaires prennent beaucoup d’énergie à créer, mais le total des émissions sont fortement et à chargement frontal. Une fois les panneaux solaires installés, ils produisent de l’énergie sans émission pendant plus de 25 ans.
le processus de fabrication n’est pas pertinent sans contexte de la durée de vie de l’énergie générée ainsi que de la façon dont les autres sources de carburant s’empilent.
Les réponses à deux questions essentielles fournir ce contexte:
1., L’énergie propre générée par les panneaux solaires compense-t-elle les impacts négatifs pendant le processus minier et de fabrication?
2. Comment l’intensité des émissions de l’énergie solaire se compare – t-elle aux sources d’électricité traditionnelles telles que le charbon?
intensité des émissions de carbone des panneaux solaires et autres combustibles
l’intensité des émissions est la durée de vie (totale) des émissions de carbone évaluées par unité d’énergie. Cela est indiqué par des grammes d’équivalent dioxyde de carbone par kilowattheure (gC02e/kWh) ou une valeur équivalente, des tonnes d’équivalent dioxyde de carbone par mégawattheure (tC02/MWh).,
plus l’intensité des émissions est faible, meilleur est l’impact environnemental, car moins de CO2 est émis pour générer la même quantité d’énergie.
émissions de carbone à vie de L’énergie solaire
pour brosser un tableau clair de l’empreinte carbone de l’énergie solaire, des centaines d’études d’évaluation du cycle de vie ont été réalisées au cours des deux dernières décennies sur le profil d’émission de l’énergie solaire.
Ces évaluations comprenaient les étapes en amont, en exploitation et en aval de la production d’énergie à partir de diverses sources de combustible telles que le solaire photovoltaïque, le solaire thermique, l’éolien, le nucléaire, le gaz naturel et le charbon.
en 2014, LES ÉTATS-UNIS, Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) du Ministère de l’énergie a examiné 400 de ces études en tenant compte des écarts, des valeurs aberrantes et d’autres facteurs variables contribuant aux données. Les données ont ensuite été harmonisées à l’aide d’un ensemble distinct d’hypothèses à des fins de comparaison.
les résultats ont montré que les panneaux solaires nécessitent environ 60% à 70% de leur énergie initiale, environ 25% pendant leur fonctionnement et environ 5% à 20% après leur vie productive.,
en revanche, le charbon a généré environ 98% de ses émissions pendant le processus d’exploitation (extraction, transport, combustion, etc.) et seulement 1% pendant les processus en amont et en aval.
les panneaux solaires sont aujourd’hui presque 50% plus efficaces que lorsque cette étude a eu lieu
car on pourrait s’attendre à ce que les méthodes de production d’énergie à base de combustibles fossiles produisent plus de CO2 que les sources renouvelables par kWh.
ce à quoi on ne s’attendait peut-être pas, c’est à quel point il y a un écart entre les types de carburant.,
l’intensité d’émission du cycle de vie de l’énergie solaire photovoltaïque est d’environ 40 gC02/kWh.
l’intensité des émissions du cycle de vie du charbon est d’environ 1 000 gC02/kWh.
Le charbon produit 25 fois plus de dioxyde de carbone que l’énergie solaire pour produire la même quantité d’énergie.,
variation de L’intensité des émissions
Une mise en garde à noter en faveur des énergies renouvelables est que les panneaux solaires en silicium dans l’harmonisation NREL étaient efficaces de 13,2% à 14,0%.
c’était le cas dans les années précédant 2014, mais aujourd’hui, les modules solaires polycristallins atteignent régulièrement des rendements de> 19,5%.
Les panneaux solaires sont aujourd’hui près de 50% plus efficaces que lorsque cette étude a eu lieu. Créer plus de kWh d’énergie propre à partir du même déficit de fabrication, ce qui réduira encore l’intensité des émissions de solaire photovoltaïque.,
même les pires estimations pour le photovoltaïque solaire sont toujours 3 fois meilleures que les meilleures estimations pour le charbon (les deux situations étant vraies est peu probable).
Les valeurs médianes et harmonisées donnent une image plus précise de l’intensité des émissions des types de carburant (en tenant compte des valeurs aberrantes statistiques).
La valeur harmonisée a également considéré une valeur d’irradiance solaire de 1700kwh/m2, ce qui est à peu près égal aux niveaux observés en Alberta et en Saskatchewan.
l’intensité des émissions est une mesure extrêmement importante qui doit être prise en compte lors de l’évaluation des impacts environnementaux de l’énergie solaire.,
D’autres études et méta-analyses ont été menées qui confirment les impacts environnementaux des panneaux solaires par rapport aux autres sources de carburant trouvées par le NREL.
Voir Brookhaven National Laboratory PV Environmental Research Centre et Energy Policy studies pour une analyse supplémentaire.
temps de récupération de L’énergie des panneaux solaires
Si les panneaux solaires prennent plus d’énergie à créer qu’ils ne produiront au cours de leur vie, ou de la même manière, si les effets en amont de la fabrication de panneaux solaires sont pires que les avantages opérationnels, la technologie est fondamentalement défectueuse.,
Les gens regardent souvent le retour sur investissement (ROI) ou la période de récupération pour évaluer la valeur d’un investissement financier. Combien de temps recevrai-je récupérer mon argent?
Une période de récupération de 25 ans n’excite pas la plupart des gens, mais une période de récupération de 3 ans retiendrait l’attention de la plupart des investisseurs.
cette même question peut être encadrée pour la production d’énergie et l’évaluation de l’impact environnemental des panneaux solaires – combien de temps faudra-t-il jusqu’à ce que le système solaire génère suffisamment d’énergie pour compenser l’énergie qu’il a fallu produire?,
la période de récupération de l’énergie pour l’énergie solaire dépend de votre emplacement car différents modèles météorologiques affectent la production solaire. Un panneau solaire installé dans le désert du Sahara produira plus d’énergie et de récupération beaucoup plus rapidement que le même panneau installé au-dessus du cercle Arctique.
encore une fois, NREL fournit des données remarquables. Ces données comprennent la fabrication du module, du cadre et de la balance des composants du système.,
Multi-cristallin panneaux solaires ont une énergie de la période de remboursement de 2 ans.
Une autre mise en garde favorable à noter est que la valeur est basée sur une efficacité supposée du panneau solaire de 14%. Aujourd’hui, les panneaux solaires sont 40% à 50% plus efficace.
dans cet esprit, il est raisonnable de supposer que les panneaux solaires ont une période de récupération d’énergie approximative de 1 à 2 ans.,
si on vous proposait un investissement avec une période de récupération de 2 ans, le prendriez-vous?
sources de Combustible Électrique Impact environnemental
Les avantages environnementaux de l’énergie solaire varient également en fonction de la forme d’énergie déplacée.
comme le suggère la figure précédente, la production d’énergie solaire au lieu d’utiliser l’électricité du réseau au charbon sera beaucoup plus avantageuse que si vous installiez des panneaux solaires pour compenser principalement l’électricité hydroélectrique ou éolienne du réseau.,
Il y a un certain nombre d’autres raisons d’installer des panneaux solaires même si votre réseau est alimenté par des sources renouvelables (comme soulager la pression sur le réseau et réduire votre coût de possession d’électricité à vie), mais celles-ci ne seront pas détaillées ici.
Ce sont les Provinces comme la Nouvelle-Écosse, la Saskatchewan et l’Alberta qui profiteraient le plus de l’énergie solaire puisque l’énergie de ces provinces provient principalement de combustibles fossiles.
Le Québec est celui qui gagnera le moins du déploiement de l’énergie solaire car son réseau est déjà presque exempt d’émissions.
Conclusion
L’énergie solaire n’est pas parfaite, mais dans l’ensemble, elle a un impact environnemental net positif et un impact financier.
Oui, de grandes quantités d’énergie sont nécessaires pour extraire / fabriquer des panneaux solaires et oui, des produits chimiques sont utilisés pendant le processus de fabrication., Ces deux faits irréfutables ne correspondent pas à des panneaux solaires ayant un impact négatif net cependant, comme le suggèrent les données.
l’énergie nécessaire à la création d’un panneau solaire sera récupérée en moins de 2 ans. Même en considérant l’étape de fabrication et de traitement de l’énergie solaire, les émissions générées sont 3x à 25x inférieures à la production de la même quantité d’énergie à partir de combustibles fossiles.
La réduction des émissions résultant de l’utilisation de l’énergie solaire par rapport à tout combustible fossile (en particulier le charbon) rend la technologie extrêmement bénéfique.