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 réseaux sociaux ?

Les principaux arguments contre les panneaux solaires sont qu'ils nécessitent plus d'énergie et d'équipements de combustion de combustibles fossiles pour extraire, produire et transporter qu'ils n'en économisent. Un autre argument est que des produits chimiques toxiques sont utilisés dans le processus de production et font plus de mal que de bien.

D'un autre côté, on prétend que les panneaux solaires produisent plus d'énergie propre qu'ils n'en ont besoin pour créer et que les grandes entreprises mondiales donnent vraiment l'exemple en ce qui concerne l'utilisation de produits chimiques.

Nous examinons ici l'impact environnemental positif et négatif des panneaux solaires et ce que l'avenir réserve à l'industrie solaire.

Impacts environnementaux négatifs Panneaux solaires

Commençons par l'évidence : l'énergie solaire n'est pas parfaite. Comme tout dans la vie, il y a du pour et du contre.

Cela s'applique particulièrement aux petits thèmes tels que la production d'énergie durable et économique pour 7 milliards de personnes.

L'énergie solaire n'est pas sans inconvénients. Vérifions-les ici :

1. Demande d'énergie - L'énergie solaire nécessite une quantité importante d'énergie dès le départ pour être produite. L'exploitation minière, la fabrication et le transport nécessitent tous d'importantes quantités d'énergie. Le quartz doit être traité et nettoyé puis fabriqué avec d'autres composants pouvant provenir d'installations différentes (aluminium, cuivre, etc.) pour produire un seul module 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 demande beaucoup d'énergie en amont. Avec les combustibles traditionnels tels que le gaz ou la cible, ils sont extraits, nettoyés/traités et brûlés à très grande échelle, généralement en un seul endroit.

2. Produits chimiques – Pour produire du silicium de qualité solaire, le traitement des semi-conducteurs utilise généralement des produits chimiques dangereux. Selon le fabricant de panneaux solaires et le pays d'origine, ces produits chimiques peuvent ou non être éliminés correctement. Comme dans toute industrie, il y a des entreprises qui donnent l'exemple et d'autres qui prennent des raccourcis pour économiser de l'argent. Toutes les entreprises ne jettent pas de produits chimiques ou ne recyclent pas correctement leurs sous-produits, mais il y a des pommes pourries.

3. Recyclage – Que se passe-t-il si les panneaux solaires se cassent ou sont mis hors d'usage ? Si le recyclage des panneaux solaires n'est pas encore devenu un problème majeur, il le deviendra dans les décennies à venir, car les panneaux solaires devront être remplacés. Actuellement, les panneaux solaires peuvent être éliminés avec d'autres déchets électroniques standard. Les pays dépourvus d'installations robustes d'élimination des déchets électroniques sont plus exposés aux problèmes liés au recyclage.

Ce sont les principaux problèmes environnementaux entourant l'industrie photovoltaïque. La crainte est certainement la cause d'une enquête plus approfondie, mais selon les chiffres, elle pourrait être infondée.

Produits chimiques, recyclage et élimination des panneaux solaires

Le recyclage et l'élimination des panneaux solaires est un point d'attention important. Il y a un problème évident avec des solutions à l'horizon.

Cependant, ce n'est pas aussi répandu ou toxique qu'il n'y paraît. Les tranches de silicium des panneaux solaires standards sont encapsulées, généralement par de l'acétate d'éthyle et de vinyle (EVA). Cette couche protège la tranche de silicium. Si les modules ne sont pas correctement éliminés et soumis à des conditions de test spécifiques, une lixiviation peut se produire. Ces matériaux ne sont pas libérés dans des conditions normales de fonctionnement.

L'énergie solaire est très efficace pour réduire les émissions de CO2. Comme pour toutes les technologies, les déchets ou sous-produits involontaires doivent être pris en compte.

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, évolutif.

Comment procéder ?

Il existe des usines de recyclage à grande échelle pour les panneaux solaires, mais elles ne sont pas aussi courantes qu'elles devraient l'être.

Ce ralentissement est attendu avec de nouvelles industries et technologies. Les recycleurs automobiles ne se sont pas présentés le lendemain de la sortie du modèle T. Les dépôts de bouteilles n'attendaient pas l'arrivée des bouteilles. Les recycleurs de déchets électroniques sont récemment devenus monnaie courante, 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 alternative ou un complémentLa seule solution pour aider l'économie du recyclage est de facturer des frais aux fabricants de panneaux solaires pour faciliter le processus de recyclage ou en obligeant les fabricants à mettre en œuvre un programme de recyclage.

Les deux options prennent du temps à mettre en œuvre et à perfectionner.

L'économie du recyclage des panneaux solaires s'améliorera à mesure que davantage de panneaux solaires seront démantelés. Des volumes plus élevés dans n'importe quelle industrie permettent aux économies d'échelle de faire leur travail.

Une solution simple aux produits chimiques utilisés dans les panneaux solaires serait de trouver des méthodes alternatives de fabrication de modules. Cette solution est déjà en cours, bien que le calendrier de commercialisation soit difficile à prévoir.

Bien que des produits chimiques soient utilisés dans la production de panneaux solaires, une comparaison avec les carburants traditionnels peut fournir un contexte utile. La production de toute forme d'énergie à grande échelle nécessite une certaine utilisation de produits chimiques dans la chaîne d'approvisionnement.

Le charbon doit être chimiquement nettoyé et traité après l'extraction. Le gaz naturel de fracturation doit être extrait à l'aide de mélanges chimiques. Le charbon et le gaz sont brûlés pour produire 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 production de panneaux solaires

Comment les panneaux solaires sont-ils fabriqués et quels sont les effets environnementaux de ce processus ?

Les panneaux solaires ont peu de composants : un cadre, des cellules, une feuille de fond, une feuille de protection, des guides et une plaque de couverture en verre trempé. Le cadre est en aluminium, les cellules sont en silicium, les conducteurs sont en cuivre et la plaque arrière et le film sont généralement un matériau à base de polymère ou de plastique.

Pour fabriquer des panneaux solaires, la matière première doit être extraite, il s'agit principalement de quartz qui est transformé en silicium. L'aluminium et le cuivre ou l'argent sont également des matériaux importants à extraire ou à obtenir à partir de sources recyclées, mais ils sont principalement 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 processus de fabrication sont nécessaires pour former le cadre en aluminium extrudé et rouler le verre trempé. Fabriquer quelque chose nécessite généralement d'énormes quantités d'énergie.

La fabrication des panneaux solaires coûte beaucoup d'énergie, mais les émissions totales sont fortement préchargées. 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 le contexte de l'énergie générée tout au long de la durée de vie et de la façon dont les autres sources de carburant s'accumulent.

Les réponses à deux questions importantes fournissent ce contexte :

1. L'énergie propre générée par les panneaux solaires compense-t-elle les effets négatifs pendant le processus d'extraction et de production ?

2. Comment l'intensité des émissions de l'énergie solaire se compare-t-elle aux sources d'énergie électrique traditionnelles telles que le charbon ?

Intensité des émissions de carbone des panneaux solaires et autres combustibles

L'intensité des émissions correspond aux émissions de carbone (totales) sur la durée de vie évaluées par unité d'énergie. Ceci est représenté par des grammes d'équivalent dioxyde de carbone par kilowattheure (gCO2e/kWh) ou une valeur équivalente, des tonnes d'équivalent dioxyde de carbone par mégawattheure (tCO2e/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 provenant de l'énergie solaire

Afin de brosser un tableau clair de l'empreinte carbone de l'énergie solaire, des centaines d'analyses du cycle de vie ont été réalisées sur le profil d'émission de l'énergie solaire au cours des dernières décennies.

Ces évaluations comprennent les étapes en amont, opérationnelles et en aval de la production d'électricité à partir de diverses sources de combustibles telles que le PV, le solaire thermique, l'éolien, le nucléaire, le gaz naturel et le charbon.
En 2014, le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) du Département américain de l'énergie a examiné 400 de ces études pour détecter les écarts, les valeurs aberrantes et d'autres facteurs variables contribuant aux données. Les données ont ensuite été harmonisées à l'aide d'un ensemble discret 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 le fonctionnement