Panele słoneczne są drogie i wcale nie tak ekologiczne?!
Panele słoneczne obok wiatraków przedstawiane są jako „perpetuum mobile”. W końcu słońce zawsze jest z nami, nic nie musimy robić, energia sama się wytwarza i to w dodatku „czysta”. W praktyce jednak słońce nie zawsze świeci, co już sprawia, że nie są to stabilne instrumenty pozyskiwania energii. Poza tym chociaż kraje gorączkowo chcą instalować farmy słoneczne, aby odzwyczaić się od energii opartej na węglu lub tak zwanej „brudnej” energii, niewiele wiadomo o metodach utylizacji tych systemów. Tymczasem stanowią one zagrożenie dla środowiska, bo zawierają w sobie toksyczne metale, olej, włókno szklane i inne materiały. Niektóre moduły słoneczne zawierają toksyczne składniki, takie jak ołów i kadm, które po rozbiciu mogą przedostać się do gleby i zanieczyścić środowisko. Sektor energii słonecznej urósł w USA o 68% w ciągu ostatniej dekady, ale było to możliwe jedynie dzięki potężnym dotacjom rządowym opłacanym z podatków.
Panele słoneczne dzielą się na trzy główne technologie: monokrystaliczną, polikrystaliczną i cienkowarstwową. Każdy typ panelu wykorzystuje inną technologię do wykorzystania promieni słonecznych i ma inny zakres zastosowań.
Panele monokrystaliczne (mono) są najbardziej wydajnym panelem słonecznym pod względem mocy wyjściowej w stosunku do rozmiaru panelu. Panele te mają najwyższą na rynku wydajność na poziomie 15-22%, dlatego wymagają najmniejszej ilości miejsca. Panele mono mają również najdłuższą żywotność (25 lat lub więcej), ze względu na wysokiej czystości silikon użyty podczas produkcji. Panele mono mają najwyższe koszty początkowe ze wszystkich technologii słonecznych.
Polikrystaliczne (poli) panele słoneczne są produkowane przy użyciu kilku kryształów krzemu i zazwyczaj charakteryzują się sprawnością 13-17%. Panele poli wymagają więcej miejsca, aby dopasować moc wyjściową paneli mono ze względu na niższą czystość krzemu. Jednak produkcja paneli z tworzywa sztucznego jest znacznie prostszym procesem, dzięki czemu technologia ta jest tańsza. Panele poli mają również żywotność około 25 lat, a z czasem mogą okazać się najbardziej opłacalne.
Cienka folia (TF) to nowsza technologia możliwa dzięki naniesieniu materiału fotowoltaicznego na powierzchnię. Zastosowane materiały fotowoltaiczne nie są tak energooszczędne jak krystaliczny krzem, ale nadal uzyskują wskaźnik efektywności energetycznej 7-13%. Panele TF wymagają znacznie więcej miejsca, aby wyprodukować komercyjnie znaczącą moc, ograniczając potencjał instalacji domowych. Panelom TF brakuje również trwałości paneli mono lub poli. Mimo to panele TP są znacznie tańsze w produkcji niż panele mono lub poli, a nawet mogą być elastyczne, oferując opcje słoneczne w sytuacjach, które wcześniej uważano za niepraktyczne.
Chociaż energia słoneczna może zapewnić oszczędności dla właścicieli domów, koszt jej infrastruktury jest duży i byłby nieopłacalny gdyby nie dotacje. Nie pozostaje ona też bez wpływu na środowisko. Farmy słoneczne na dużą skalę mogą wpływać na degradację gruntów i utratę siedlisk. Instalacje słoneczne na skalę użytkową wymagają dużych działek i mogą zakłócać obszary dzikie i chronione środowisko naturalne. I w przeciwieństwie do farm wiatrowych, elektrownie słoneczne mają problemy z udostępnianiem gruntów do celów rolniczych.
Niektóre energetyczne systemy słoneczne wykorzystują elektrownie parowe do wytwarzania energii elektrycznej i wykorzystują wodę do chłodzenia. Ponieważ farmy fotowoltaiczne często są stawiane w suchym klimacie, każdy wzrost zapotrzebowania na wodę może zagrażać lokalnym zasobom. Chemikalia używane w instalacjach słonecznych – w tym środki przeciwpyłowe, płyny dielektryczne i herbicydy – mogą również zanieczyścić wody gruntowe. Dodatkowo, jeśli farmy fotowoltaiczne znajdują się w pobliżu chronionych obszarów dzikiej przyrody, odpady wytwarzane w tych obiektach mogą powodować zanieczyszczenie na dużą skalę.
Raport opublikowany przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska przewiduje, że do 2050 r. powstanie gigantyczna ilość odpadów słonecznych: Stany Zjednoczone (10 mln ton), Niemcy (3 mln ton), Chiny (20 mln ton), Japonia (7,5 mln ton), Indie (7,5 mln ton). Panele słoneczne mają cykl życia około 30 lat, co oznacza, że za jakiś czas będziemy musieli się zmierzyć z prawdziwym problemem.
Według Solar Energy Industries Association w 2019 r. Stany Zjednoczone przekroczyły 2 miliony instalacji słonecznych, zaledwie trzy lata po osiągnięciu kamienia milowego 1 miliona instalacji. Wzrost ilości odpadów fotowoltaicznych już nadweręża możliwości recyklingu i utylizacji, a niektóre panele niewłaściwie trafiają na wysypiska komunalne lub są układane w magazynach, podczas gdy wciąż czeka się na tańsze sposoby recyklingu.
Badania podkreślają, że istnieje niewiele zachęt do recyklingu paneli słonecznych, ponieważ koszt odzyskania materiałów przewyższa koszty wydobycia tego, co można poddać recyklingowi — nawet bez dodawania kosztów transportu. Kwestia ta zapowiada możliwość powstania nowej klasy składowisk odpadów niebezpiecznych pod nazwą EPA Superfund, ponieważ operatorzy czystej energii odchodzą od dużej ilości materiałów, które zanieczyszczają glebę i wody gruntowe. Problem nie ogranicza się do dużych farm fotowoltaicznych, ale także do indywidualnych gospodarstw domowych i firm, które przez lata decydowały się na instalowanie paneli słonecznych na dachach.
Przemysł fotowoltaiczny chce zużywać mniej metali szlachetnych i innych pierwiastków w procesie produkcyjnym. W tym celu zmniejszył od 2010 r. ilość srebra w panelach o 70%. Chociaż użycie mniejszej ilości srebra jest atrakcyjne ekonomicznie, sprawia, że recykling paneli słonecznych jest jeszcze mniej opłacalny. Spadek kosztów samych paneli może spowodować odwrotny skutek, a niektóre z nowszych paneli są bardziej kruche i podatne na pękanie, co przyspiesza potrzebę ich utylizacji. Wspomniany raport zauważa, że niewiele zrobiono w Stanach Zjednoczonych, aby rozwiązać problem odpadów fotowoltaicznych.
Koszt infrastruktury i instalacji fotowoltaicznych spadł w dużej mierze dzięki dotacjom rządowym. W rzeczywistości niektórzy twierdzą, że energia słoneczna w ogóle nie przetrwałaby bez ogromnych dotacji rządowych. Pod względem produkcji energia słoneczna otrzymała dziesięciokrotnie większe dotacje niż wszystkie inne formy energii. Dotacje na energię słoneczną bezpośrednio wpływają na produkcję energii elektrycznej, bezpośrednio wpływając na koszty i ceny.
Dotacje te stanowią zachętę do korzystania z paneli słonecznych, ale ostatecznie zwiększają koszt wytwarzanej przez nie energii elektrycznej. Koszt ten jest przenoszony bezpośrednio na płatników za pośrednictwem rachunków za media. Ponadto klientom zajmującym się opomiarowaniem netto często płaci się zawyżone ceny za nadwyżkę wyprodukowanej energii. Płatnicy w końcu finansują produkcję już i tak mocno dotowanych instalacji słonecznych, co w rzeczywistości sprawia, że stosowanie energii odnawialnej jest bardziej kosztowne.
Powstaje więc pytanie o to, co się stanie, kiedy dotacje przestaną płynąć szerokim strumieniem. Na razie eldorado trwa, zarabiają na tym producenci i klienci, ale kosztem wszystkich podatników.
Źródło: redakcja
