Qual è l’impatto ambientale della produzione di energia solare?
L’energia solare è promossa come un’alternativa verde per l’ambiente, che sfrutta l’energia gratuita e abbondante del sole. Viene con la promessa di un’energia più economica per i consumatori, oltre ad essere una fonte di energia priva di emissioni di gas serra e di altre sostanze inquinanti. Ma come i critici si affrettano a sottolineare, questo quadro roseo non è del tutto vero.
L’energia solare ha le sue sfide ambientali per quanto riguarda l’uso del suolo, il consumo di acqua, le emissioni e l’uso di materiali pericolosi. Facciamo “luce” su questi impatti ambientali, e determiniamo se il bene supera il male quando si tratta di energia solare e ambiente.
Uso del suolo
Le implicazioni di uso del suolo per i progetti di energia solare dipendono dalla loro scala. I piccoli impianti sui tetti non sono una preoccupazione significativa. I progetti su larga scala, tuttavia, possono occupare molto terreno.
A seconda della topografia, dell’intensità solare e del tipo di tecnologia solare, i grandi sistemi possono estendersi da 3,5 a 16,5 acri per megawatt di generazione. (Un MW ora può servire circa 650 case, più o meno.)
Come nota l’Union of Concerned Scientists (UCS), i grandi impianti solari possono “sollevare preoccupazioni per il degrado del territorio e la perdita di habitat.”
A differenza dei progetti di energia eolica che possono coesistere con l’uso di terreni agricoli, c’è poca opportunità per un modello di uso condiviso con le grandi installazioni solari che possono disturbare la flora e la fauna locali. Questo problema può essere mitigato utilizzando luoghi di basso valore come aree dismesse, siti minerari abbandonati o lungo i corridoi di trasporto e trasmissione.
Uso dell’acqua
Per quanto riguarda l’uso dell’acqua, è importante notare che ci sono due tipi principali di tecnologia di energia solare:
- celle solari fotovoltaiche (PV)
- impianti solari termici a concentrazione (CSP)
Il solare fotovoltaico non usa acqua nella produzione di elettricità, mentre i progetti CSP consumano acqua. L’uso effettivo dell’acqua dipende da variabili come il design dell’impianto, l’ubicazione e il tipo di sistema di raffreddamento impiegato.
Secondo l’UCS, gli impianti CSP che utilizzano la tecnologia a ricircolo umido con torri di raffreddamento prelevano tra 600 e 650 galloni di acqua per megawattora di produzione elettrica. La tecnologia di raffreddamento a secco può ridurre l’uso dell’acqua del 90%, ma può comportare costi più alti e rendimenti più bassi.
Un potenziale punto di preoccupazione è che alcuni dei posti migliori per l’energia solare hanno i climi più secchi e la più scarsa disponibilità di acqua. Pertanto, l’approvvigionamento idrico è una considerazione importante quando si tratta di progetti solari.
Materiali pericolosi
Diversi materiali pericolosi sono usati durante il processo di produzione delle celle fotovoltaiche. I prodotti chimici sono usati per lo più per pulire e purificare la superficie dei semiconduttori, comprese sostanze come l’acido cloridrico, l’acido solforico, l’acido nitrico, il fluoruro di idrogeno, l’1,1,1-tricloroetano e l’acetone.
I produttori devono soddisfare i requisiti di legge per assicurarsi che i lavoratori non siano danneggiati dall’esposizione a sostanze chimiche pericolose e che tali sostanze siano smaltite correttamente.
Le celle fotovoltaiche a film sottile includono sostanze tossiche come l’arseniuro di gallio, il diseleniuro di rame-indio-gallio e il cadmio-telluride. Anche se una manipolazione o uno smaltimento improprio potrebbero causare gravi problemi ambientali, i produttori sono fortemente motivati a riciclare questi materiali di grande valore piuttosto che mandarli in discarica.
Per essere certi, i materiali tossici sono associati a ogni tipo di generazione di energia. Il carbone deve essere pulito con prodotti chimici e bruciato, l’energia nucleare richiede materiale altamente radioattivo, e le turbine eoliche utilizzano metallo che deve essere estratto e lavorato. Nessun tipo di energia è ideale, ma chiaramente, alcuni sono migliori di altri, come dimostrato dalle emissioni comparative del ciclo di vita discusse nella sezione seguente.
Emissioni del ciclo di vita
L’energia solare guadagna la sua reputazione stellare come fonte di energia in quanto non genera gas serra durante le operazioni. Le emissioni di riscaldamento globale sono create, però, in altre fasi del ciclo di vita dell’energia solare. Queste fasi includono l’estrazione delle risorse, la produzione, il trasporto, l’installazione, la manutenzione, la disattivazione e lo smantellamento.
Questo investimento iniziale in energia è ripagato, tuttavia, da 30 anni di produzione di energia ecologica. L’energia generata dai combustibili fossili, d’altra parte, continua a produrre emissioni di gas serra su base continua.
“Sì, il solare fotovoltaico richiede grandi quantità di energia all’inizio per estrarre e produrre i materiali”, osserva un articolo, “ma quando questa emissione viene dispersa su un profilo di generazione di 30 anni le emissioni/kWh sono molto più favorevoli.”
La maggior parte delle stime mostra che il solare, nel suo intero ciclo di vita, produce molto meno biossido di carbonio equivalente del gas naturale, e molto meno del carbone. Secondo l’UCS, i sistemi fotovoltaici rientrano in una gamma di 0,07 e 0,18 libbre di biossido di carbonio equivalente per chilowatt-ora, mentre i sistemi solari CSP generano CO2 equivalente in una gamma di 0,08 a 0,2 libbre. Queste cifre sono drammaticamente inferiori alle emissioni del ciclo di vita del gas naturale (0,6-2 libbre di CO2E/kWh) e del carbone (1,4-3,6 libbre di CO2E/kWh).