GRATIS verzending in Nederland
10.000+ tevreden klanten
100% Tevredenheidsgarantie
Snelle klantenservice
Veilig betalen

De Nr. 1 zonnepaneelreiniger!

Zonnepanelen slecht voor milieu?


Zijn zonnepanelen echt zo 'groen'? De milieueffecten van zonnepanelen worden veel besproken en becommentarieerd, maar welke argumenten zijn geldig en wat is ruis op sociale media?

De belangrijkste argumenten tegen zonnepanelen zijn dat ze meer energie en apparatuur voor het verbranden van fossiele brandstoffen nodig hebben om te ontginnen, te produceren en te transporteren dan ze besparen. Een ander argument is dat er in het productieproces giftige chemicaliën worden gebruikt die meer kwaad dan goed doen.

Aan de andere kant wordt beweerd dat zonnepanelen meer schone energie produceren dan ze nodig hebben om te creëren en dat wereldwijde topbedrijven echt het goede voorbeeld geven met betrekking tot het gebruik van chemicaliën.

Hier onderzoeken we de positieve en negatieve milieu-impact van zonnepanelen en wat de toekomst in petto heeft voor de zonne-energie-industrie.

Negatieve milieueffecten Zonnepanelen

Laten we beginnen met het voor de hand liggende te stellen: zonne-energie is niet perfect. Zoals alles in het leven, zijn er voor- en nadelen.

Dit geldt vooral voor kleine thema's zoals het duurzaam en economisch opwekken van energie voor 7 miljard mensen.

Zonne-energie is niet zonder nadelen. Laten we ze hier bekijken:

1. Energievraag - Zonne-energie vereist vooraf een aanzienlijke hoeveelheid energie om te produceren. Mijnbouw, productie en transport vereisen allemaal aanzienlijke hoeveelheden energie. Kwarts moet worden verwerkt en gereinigd en vervolgens worden vervaardigd met andere componenten die afkomstig kunnen zijn van verschillende faciliteiten (aluminium, koper, enz.) om een ​​enkele zonnemodule te produceren. Het verwarmen van het kwarts tijdens de verwerkingsfase vereist een zeer hoge warmte. Productie vereist het combineren van meerdere materialen met ongelooflijke precisie om panelen met een hoog rendement te produceren. Dit alles vereist veel energie vooraf. Met traditionele brandstoffen zoals gas of doel worden ze op zeer grote schaal gewonnen, gereinigd/verwerkt en verbrand, meestal op één locatie.

2. Chemicaliën – Om silicium van zonnekwaliteit te produceren, worden bij de verwerking van halfgeleiders doorgaans gevaarlijke chemicaliën gebruikt. Afhankelijk van de fabrikant van het zonnepaneel en het land van herkomst, kunnen deze chemicaliën al dan niet op de juiste manier worden afgevoerd. Zoals elke branche zijn er bedrijven die het goede voorbeeld geven en andere die bezuinigen om geld te besparen. Niet elk bedrijf zal chemicaliën dumpen of hun bijproducten niet goed recyclen, maar er zijn rotte appels.

3. Recycling – Wat gebeurt er als zonnepanelen kapot gaan of buiten gebruik worden gesteld? Hoewel het recyclen van zonnepanelen nog geen groot probleem is geworden, zal dit de komende decennia wel het geval zijn, aangezien zonnepanelen aan vervanging toe zijn. Momenteel kunnen zonnepanelen worden weggegooid met ander standaard e-waste. Landen zonder robuuste middelen voor het verwijderen van e-waste lopen een groter risico op recyclinggerelateerde problemen.

Dit zijn de belangrijkste milieuproblemen rond de PV-industrie. De angst is zeker reden voor nader onderzoek, maar zou volgens de cijfers ongegrond kunnen zijn.

Chemicaliën, recycling en verwijdering van zonnepanelen

Recycling en verwijdering van zonnepanelen is een belangrijk aandachtspunt. Er is een duidelijk probleem met oplossingen aan de horizon.

Dit is echter niet zo wijdverbreid of giftig als het lijkt. De siliciumwafels van standaard zonnepanelen zijn ingekapseld, gewoonlijk door ethylvinylacetaat (EVA). Deze laag beschermt de siliciumwafel. Als modules niet op de juiste manier worden afgevoerd en worden blootgesteld aan specifieke testomstandigheden, kan er enige uitloging optreden. Onder normale bedrijfsomstandigheden komen deze materialen niet vrij.

Zonne-energie is zeer effectief bij het verminderen van CO2-uitstoot. Zoals met alle technologieën, is het onbedoelde afval of bijproducten iets dat moet worden aangepakt.

Een voor de hand liggend antwoord is om zonnepanelen te recyclen en hun basiselementen te verkopen. In theorie geweldig, maar dit pad is nog niet economisch, schaalbaar.

Hoe verder?

Er bestaan ​​wel grootschalige recyclinginstallaties voor zonnepanelen, maar deze zijn niet zo gangbaar als ze zouden moeten zijn.

Deze vertraging wordt verwacht met nieuwe industrieën en technologieën. Autorecyclers verschenen niet de dag nadat de Model T van de band rolde. Flessendepots zaten niet te wachten op de komst van flessen. Recyclers van e-waste zijn recentelijk gemeengoed geworden, decennia na de explosie van consumentenelektronica.

Het kost tijd voordat secundaire industrieën zich rondom primaire industrieën hebben ontwikkeld.

Een alternatieve of aanvullende oplossing om de economie van recycling te helpen, is om fabrikanten van zonnepanelen een vergoeding te vragen om het recyclingproces te vergemakkelijken of door de fabrikanten een recyclingprogramma te verplichten.

Beide opties hebben tijd nodig om te implementeren en te perfectioneren.

De economie van het recyclen van zonnepanelen zal worden verbeterd naarmate meer zonnepanelen worden ontmanteld. Hogere volumes in elke branche zorgen ervoor dat de schaalvoordelen hun werk kunnen doen.

Een eenvoudige oplossing voor de chemicaliën die in zonnepanelen worden gebruikt, zou zijn om alternatieve methoden te vinden voor het vervaardigen van modules. Deze oplossing is al onderweg, hoewel de tijdlijn voor commercialisering moeilijk te voorspellen is.

Hoewel chemicaliën worden gebruikt bij de productie van zonnepanelen, kan een vergelijking met traditionele brandstoffen een nuttige context bieden. Om elke vorm van energie op grote schaal op te wekken, is enig gebruik van chemicaliën in de toeleveringsketen vereist.

Steenkool moet na mijnbouw chemisch worden gereinigd en behandeld. Gefrackt aardgas moet worden gewonnen met behulp van chemische mengsels. Zowel kolen als gas worden verbrand om elektriciteit op te wekken. Kernenergie zelf vereist de behandeling van extreem radioactieve materialen.

Geen enkele brandstofbron is perfect, elk heeft zijn eigen voor- en nadelen voor het milieu.

Maar sommige zijn beter dan andere.

Milieu-impact van de productie van zonnepanelen

Hoe worden zonnepanelen gemaakt en wat zijn de milieueffecten van dat proces?

Zonnepanelen hebben weinig componenten: een frame, cellen, backsheet, beschermfolie, geleiders en een afdekplaat van gehard glas. Het frame is van aluminium, de cellen zijn van silicium, de geleiders zijn van koper en de achterplaat en film zijn typisch een materiaal op basis van polymeer of plastic.

Om zonnepanelen te maken, moet de grondstof worden gewonnen, dit is voornamelijk kwarts dat wordt verwerkt tot silicium. Aluminium en koper of zilver zijn ook belangrijke materialen die moeten worden gedolven of verkregen uit gerecyclede bronnen, maar meestal worden ze gedolven vanwege de toegenomen expansie van de PV-industrie in de afgelopen 10 jaar.

Na de winning van grondstoffen wordt het kwarts verwerkt tot silicium van elektronische kwaliteit. Dit proces omvat het verwarmen van het kwarts in een oven op hoge temperatuur en het laten reageren met verschillende chemicaliën.

Andere productieprocessen zijn vereist voor het vormen van het geëxtrudeerde aluminium frame en het rollen van het geharde glas. Het vervaardigen van iets vereist over het algemeen enorme hoeveelheden energie.

Zonnepanelen kosten veel energie om te maken, maar de totale uitstoot is zwaar voorbelast. Nadat zonnepanelen zijn geïnstalleerd, produceren ze 25+ jaar lang emissievrije energie.

Het productieproces is niet relevant zonder context van de door de levensduur gegenereerde energie en hoe andere brandstofbronnen zich opstapelen.

De antwoorden op twee belangrijke vragen bieden deze context:

1. Compenseert de schone energie die wordt opgewekt door zonnepanelen de negatieve effecten tijdens het mijnbouw- en productieproces?

2. Hoe verhoudt de emissie-intensiteit van zonne-energie zich tot traditionele elektriciteitsbrandstofbronnen zoals steenkool?

Koolstofemissie-intensiteit van zonnepanelen en andere brandstoffen

Emissie-intensiteit is de levensduur (totale) koolstofemissie geëvalueerd per eenheid energie. Dit wordt weergegeven door gram kooldioxide-equivalent per kilowattuur (gC02e/kWh) of een equivalente waarde, ton kooldioxide-equivalent per megawattuur (tC02/MWh).

Hoe lager de emissie-intensiteit, hoe beter de milieu-impact, omdat er minder CO2 wordt uitgestoten om dezelfde hoeveelheid energie op te wekken.

Levenslange koolstofemissies van zonne-energie

Om een ​​duidelijk beeld te schetsen van de CO2-voetafdruk van zonne-energie, zijn de afgelopen decennia honderden levenscyclusanalyses uitgevoerd op het emissieprofiel van zonne-energie.

Deze beoordelingen omvatten stroomopwaartse, operationele en stroomafwaartse stadia van energieopwekking uit verschillende brandstofbronnen zoals PV, thermische zonne-energie, windenergie, nucleair, aardgas en steenkool.

In 2014 heeft het National Renewable Energy Laboratory (NREL) van het Amerikaanse ministerie van Energie 400 van deze onderzoeken gescreend op discrepanties, uitbijters en andere variabele factoren die bijdragen aan de gegevens. De gegevens werden vervolgens geharmoniseerd met behulp van een discrete reeks aannames voor vergelijkingsdoeleinden.

De resultaten toonden aan dat zonnepanelen ongeveer 60% tot 70% van hun energie nodig hebben vooraf, ongeveer 25% tijdens bedrijf en ongeveer 5% tot 20% na hun productieve levensduur.

Steenkool daarentegen genereerde ~98% van zijn uitstoot tijdens het exploitatieproces (mijnbouw, transport, verbranding enz.) en slechts 1% tijdens stroomopwaartse en stroomafwaartse processen.

Zoals je zou verwachten, produceren op fossiele brandstoffen gebaseerde energieopwekkingsmethoden meer CO2 dan hernieuwbare bronnen per kWh.

Wat je misschien niet had verwacht, is hoe groot de kloof is tussen de brandstoftypen.

De emissie-intensiteit gedurende de levenscyclus van zon-PV is ongeveer 40 gC02/kWh.

De levenscyclusemissie-intensiteit van steenkool is circa 1.000 gC02/kWh.

Steenkool produceert 25x meer koolstofdioxide dan zonne-energie om dezelfde hoeveelheid energie te produceren.

Emissie-intensiteitsverschil

Een kanttekening ten gunste van hernieuwbare energie is dat de siliciumzonnepanelen in de NREL-harmonisatie 13,2% tot 14,0% efficiënt waren.

In de jaren voorafgaand aan 2014 was dit de juiste, maar vandaag halen polykristallijne zonnepanelen regelmatig een efficiëntie van >19,5%.

Zonnepanelen zijn tegenwoordig bijna 50% efficiënter dan toen dit onderzoek plaatsvond. Het creëren van meer kWh's schone energie uit hetzelfde productietekort, wat de emissie-intensiteit van zonne-PV verder zal verminderen.

Zelfs de slechtste schattingen voor zonne-PV zijn nog steeds 3x beter dan de beste schattingen voor steenkool (het is onwaarschijnlijk dat beide situaties waar zijn).

De mediane en geharmoniseerde waarden geven een nauwkeuriger beeld van de emissie-intensiteit van de brandstofsoorten (rekening houdend met statistische uitschieters).

De geharmoniseerde waarde hield ook rekening met een zonnestralingswaarde van 1700 kWh/m2 die ongeveer gelijk is aan de niveaus in Alberta en Saskatchewan.

Emissie-intensiteit is een ongelooflijk belangrijke maatstaf waarmee rekening moet worden gehouden bij het evalueren van de milieueffecten van zonne-energie.

Er zijn andere onderzoeken en meta-analyses uitgevoerd die de milieueffecten van zonnepanelen bevestigen in vergelijking met andere door NREL gevonden brandstofbronnen.

Energieterugverdientijd van zonnepanelen

Als zonnepanelen meer energie nodig hebben om te creëren dan ze tijdens hun levensduur zullen produceren, of vergelijkbaar, als de stroomopwaartse effecten van de productie van zonnepanelen slechter zijn dan de operationele voordelen, is de technologie fundamenteel gebrekkig.

Mensen kijken vaak naar het rendement op investering (ROI) of terugverdientijd om de waarde van een financiële investering te meten. Hoe lang duurt het voordat ik mijn geld terug krijg?

Een terugverdientijd van 25 jaar maakt de meeste mensen niet enthousiast, maar een terugverdientijd van 3 jaar zou de aandacht van de meeste beleggers trekken.

Dezelfde vraag kan worden gesteld voor energieopwekking en het beoordelen van de milieu-impact van zonnepanelen - hoe lang zal het duren voordat het zonne-energiesysteem voldoende energie genereert om de energie te compenseren die nodig was om te produceren?

De terugverdientijd van energie voor zonne-energie hangt af van uw locatie, aangezien verschillende weerpatronen de opwekking van zonne-energie beïnvloeden. Een zonnepaneel dat in de Sahara wordt geïnstalleerd, zal meer energie produceren en veel sneller terugverdienen dan hetzelfde paneel dat boven de poolcirkel is geïnstalleerd.

Nogmaals, NREL levert enkele opmerkelijke gegevens. Deze gegevens omvatten de fabricage van de module, het frame en de balans van systeemcomponenten.

Multikristallijne zonnepanelen hebben een energieterugverdientijd van slechts 2 jaar.

Een ander gunstig voorbehoud om op te merken is dat de waarde is gebaseerd op een verondersteld rendement van een zonnepaneel van 14%. Tegenwoordig zijn zonnepanelen 40% tot 50% efficiënter.

Met dat in gedachten is het redelijk om aan te nemen dat zonnepanelen een terugverdientijd van ongeveer 1 tot 2 jaar hebben.

Als u een investering zou krijgen aangeboden met een terugverdientijd van 2 jaar, zou u deze dan aannemen?

Elektriciteit Brandstofbronnen Milieu-impact

De milieuvoordelen van zonne-energie variëren ook, afhankelijk van de vorm van energie die wordt verplaatst.

Zoals de eerdere figuur suggereert, zal het opwekken van zonne-energie in plaats van het gebruik van kolengestookte elektriciteit veel voordeliger zijn dan wanneer u zonnepanelen zou installeren om voornamelijk water- of windenergie van het net te compenseren.

Er zijn een aantal andere redenen om zonnepanelen te installeren, zelfs als uw netwerk wordt aangedreven door hernieuwbare bronnen (zoals het verlichten van de druk op het net en het verlagen van uw levenslange eigendomskosten van elektriciteit), maar die worden hier niet gedetailleerd.

Conclusie

Zonne-energie is niet perfect, maar over het algemeen zorgt het voor een positieve netto-impact op het milieu en financieel.

Ja, er zijn enorme hoeveelheden energie nodig om zonnepanelen te ontginnen/vervaardigen en ja, er worden chemicaliën gebruikt tijdens het productieproces. Deze twee onweerlegbare feiten zijn echter niet hetzelfde als zonnepanelen die een netto negatieve impact hebben, zoals de gegevens suggereren.

De energie die nodig is om een zonnepaneel te maken, is in minder dan 2 jaar terugverdiend. Zelfs als we rekening houden met de productie- en verwerkingsfase van zonne-energie, zijn de gegenereerde emissies 3x tot 25x minder dan het opwekken van dezelfde hoeveelheid energie uit fossiele brandstoffen.

De verminderde uitstoot van het gebruik van zonne-energie in vergelijking met andere fossiele brandstoffen (vooral steenkool) maakt de technologie buitengewoon voordelig.


Heeft u al zonnepanelen?

Testimonials HTML