Jaki jest wpływ produkcji energii słonecznej na środowisko?
Energia słoneczna jest promowana jako zielona alternatywa dla środowiska, taka, która wykorzystuje darmową i obfitą energię słoneczną. Jest to obietnica tańszej energii dla konsumentów, jak również źródła energii, które jest wolne od emisji gazów cieplarnianych i innych zanieczyszczeń. Jednak, jak szybko zauważają krytycy, ten różowy obraz nie jest do końca prawdziwy.
Energia słoneczna wiąże się z własnymi wyzwaniami środowiskowymi dotyczącymi użytkowania gruntów, zużycia wody, emisji i wykorzystania niebezpiecznych materiałów. Rzućmy światło na te wpływy środowiskowe i ustalmy, czy dobro przeważa nad złem, jeśli chodzi o energię słoneczną i środowisko.
Użytkowanie ziemi
Wpływ na użytkowanie ziemi dla projektów energii słonecznej zależy od ich skali. Małe instalacje na dachach nie stanowią istotnego problemu. Większe projekty, jednakże, mogą zajmować dużo nieruchomości.
W zależności od topografii, intensywności nasłonecznienia i rodzaju technologii solarnej, duże systemy mogą zajmować od 3,5 do 16,5 akrów na megawat mocy. (Jedna godzina MW może obsłużyć około 650 domów, mniej więcej.)
Jak zauważa Union of Concerned Scientists (UCS), duże instalacje słoneczne mogą „budzić obawy o degradację gruntów i utratę siedlisk.”
W przeciwieństwie do projektów związanych z energią wiatrową, które mogą współistnieć z użytkowaniem gruntów rolnych, w przypadku dużych instalacji słonecznych istnieje niewielka możliwość zastosowania modelu wspólnego użytkowania, który może zakłócić funkcjonowanie lokalnej flory i fauny. Problem ten można złagodzić poprzez wykorzystanie lokalizacji o niskiej wartości, takich jak tereny poprzemysłowe, opuszczone tereny górnicze lub wzdłuż korytarzy transportowych i przesyłowych.
Zużycie wody
W odniesieniu do zużycia wody, należy zauważyć, że istnieją dwa główne rodzaje technologii energii słonecznej:
- Fotowoltaiczne (PV) ogniwa słoneczne
- Skoncentrowane słoneczne elektrownie cieplne (CSP)
Słoneczne ogniwa fotowoltaiczne nie wykorzystują wody do wytwarzania energii elektrycznej, natomiast projekty CSP zużywają wodę. Rzeczywiste zużycie wody zależy od takich zmiennych jak projekt elektrowni, lokalizacja i rodzaj zastosowanego systemu chłodzenia.
Według UCS, elektrownie CSP wykorzystujące technologię mokrego obiegu z wieżami chłodniczymi zużywają od 600 do 650 galonów wody na megawatogodzinę produkcji elektrycznej. Technologia chłodzenia na sucho może zmniejszyć zużycie wody o 90%, ale może skutkować wyższymi kosztami i niższą wydajnością.
Jednym z potencjalnych powodów do niepokoju jest to, że niektóre z najlepszych miejsc dla energii słonecznej mają najbardziej suchy klimat i najgorszą dostępność wody. Dlatego zaopatrzenie w wodę jest ważnym czynnikiem przy projektach solarnych.
Materiały niebezpieczne
W procesie produkcji ogniw fotowoltaicznych wykorzystuje się wiele materiałów niebezpiecznych. Chemikalia są używane głównie do czyszczenia i oczyszczania powierzchni półprzewodników, w tym substancje takie jak kwas chlorowodorowy, kwas siarkowy, kwas azotowy, fluorowodór, 1,1,1-trichloroetan i aceton.
Producenci muszą spełniać wymogi prawne, aby upewnić się, że pracownicy nie są poszkodowani w wyniku narażenia na działanie niebezpiecznych substancji chemicznych oraz że takie substancje są prawidłowo utylizowane.
Cienkowarstwowe ogniwa fotowoltaiczne zawierają substancje toksyczne, takie jak arsenek galu, diselenek miedziowo-indowo-galowy i kadmowo-tellurowy. Podczas gdy niewłaściwe obchodzenie się z nimi lub ich utylizacja mogą powodować poważne problemy środowiskowe, producenci są bardzo zmotywowani do recyklingu tych wysoce wartościowych materiałów, zamiast wysyłać je na wysypiska śmieci.
Być pewnym, że toksyczne materiały są związane z każdym rodzajem wytwarzania energii. Węgiel musi być oczyszczony z chemikaliów i spalony, energia jądrowa wymaga wysoce radioaktywnego materiału, a turbiny wiatrowe wykorzystują metal, który musi być wydobywany i przetwarzany. Żaden rodzaj energii nie jest idealny, ale niektóre są lepsze od innych, jak pokazują porównawcze emisje w cyklu życia omówione w następującej sekcji.
Emisje w cyklu życia
Energia słoneczna zdobywa swoją reputację jako źródło energii, ponieważ nie generuje gazów cieplarnianych podczas działania. Emisje powodujące globalne ocieplenie powstają jednak na innych etapach cyklu życia energii słonecznej. Etapy te obejmują wydobycie zasobów, produkcję, transport, instalację, konserwację, wycofanie z eksploatacji i demontaż.
Ta początkowa inwestycja w energię zwraca się jednak przez 30 lat przyjaznego dla środowiska wytwarzania energii. Energia wytwarzana z paliw kopalnych, z drugiej strony, nadal produkuje emisje gazów cieplarnianych na bieżąco.
„Tak, fotowoltaika wymaga dużych ilości energii na początku, aby wydobyć i wyprodukować materiały”, zauważa się w jednym z artykułów, „ale kiedy ta emisja jest rozproszona na 30-letni profil generowania, emisja/kWh jest znacznie bardziej korzystna.”
Większość szacunków pokazuje, że energia słoneczna, w całym swoim cyklu życia, wytwarza o wiele mniej ekwiwalentu dwutlenku węgla niż gaz ziemny i dramatycznie mniej niż węgiel. Według UCS, systemy fotowoltaiczne mieszczą się w zakresie od 0,07 do 0,18 funta ekwiwalentu dwutlenku węgla na kilowatogodzinę, podczas gdy systemy słoneczne CSP generują ekwiwalent CO2 w zakresie od 0,08 do 0,2 funta. Liczby te są dramatycznie niższe niż emisje w cyklu życia gazu ziemnego (0,6-2 funtów CO2E/kWh) i węgla (1,4-3,6 funtów CO2E/kWh).