Výroba solárních panelů: Ekologické dopady a budoucnost

Oblast solární energetiky je rychle rostoucím trhem. Po propadu kvůli COVID-19 se americké domácí instalace solárních panelů vzpamatovaly a začaly růst. Analytici předpovídají celkovou instalovanou kapacitu ve výši více než 19 gigawattů. Pro srovnání, na konci roku 2019 kapacita dosáhla 13 gigawatt.

Právě daňové dotace mají na svědomí solární rozmach. Solární investiční daňový kredit (ITC) hradí v USA 26 % nákladů souvisejících se solární energií pro všechny zákazníky z domácností i pro podnikatele. Zákazníci se snaží získat dotace, dokud ještě mohou, proto se prodej solárních panelů v nadcházejících měsících pravděpodobně ještě více zvýší.

Rozmachu solární energetiky nahrává i fakt, že konverzní účinnost panelů se během posledních 10 let každým rokem až o 0,5 % zlepšila. Naproti tomu výrobní náklady, a tím pádem i ceny, prudce klesly. Pro koncového spotřebitele to má za následek mnohem nižší počáteční náklady na kilowatt vyrobené energie.

S tím jde ruku v ruce fakt, že dochází k výměně solárních panelů ještě před ukončením jejich životnosti. Autoři studie publikované v Harvard Business Review se obávají situace v průmyslu, kde by samotný objem vyřazených panelů mohl brzy představovat riziko existenciálně škodlivých rozměrů.

Předpoklady Mezinárodní agentury pro obnovitelnou energii (IRENA) očekávají „velké množství ročního odpadu na začátku třicátých let“, které by do roku 2050 mohlo činit 78 milionů tun. Jenomže hrozba je skryta ve skutečnosti, že předpovědi společnosti IRENA jsou založeny na tom, že zákazníci si panely ponechají po celou dobu jejich 30letého životního cyklu. Nezohledňují možnost předčasné výměny,“ upozorňují autoři.

Čtěte také: Složení ekologické zubní pasty

Environmentální dopady výroby solárních panelů

Většinu panelu tvoří sklo a hliník, což představuje přibližně 90 % jeho celkové hmotnosti. Nejdůležitějším prvkem pro výrobu solárních panelů je křemík, který díky svým vlastnostem dokáže při dopadu částic slunečního záření uvolnit elektrony a vytvořit elektrický proud. Jeden 300Wp solární panel potřebuje přibližně 1 kg křemíku.

V přírodě se křemík vyskytuje nejčastěji ve formě křemičitého písku, který se získává zejména povrchovou těžbou. Tento způsob těžby s sebou nese environmentální dopady, včetně zásahů do krajiny a biodiverzity. Ve srovnání s těžbou uhlí však nejsou zásahy do krajiny tak devastující. Těžba hnědého uhlí často znamená odstranění desítek až stovek metrů svrchní vrstvy půdy.

Po vytěžení se křemičitý písek zpracovává na čistý křemík. Při výrobě jednoho kilogramu křemíku se uvolní přibližně 6 až 9 kilogramů CO₂. I když výroba a recyklace panelů zahrnují určité emisní náklady, během jejich 20-30leté životnosti generují čistou energii bez emisí CO₂. Na rozdíl od uhlí nebo plynu fotovoltaika při výrobě elektřiny neuvolňuje žádné škodliviny, jako jsou oxidy síry, dusíku nebo prachové částice.

Srovnání uhlíkové stopy s ostatními zdroji energie:

• Uhlí: cca 920 g CO₂e/kWh
• Zemní plyn: cca 460 g CO₂e/kWh
• Fotovoltaika: 46 g CO₂e/kWh
• Větrná energie: 12-18 g CO₂e/kWh
• Jaderná energie: 5-6 g CO₂e/kWh

Uvedené hodnoty představují přibližné mediány (střední hodnoty) uhlíkové stopy v celém životním cyklu výroby elektřiny. Skutečné emise se mohou lišit podle konkrétní technologie, lokality, použitých materiálů a výrobních podmínek.

Recyklace solárních panelů

Když panely doslouží, čeká je recyklace, při které se materiály jako křemík, sklo a hliník znovu využijí. I menší množství materiálů, jako stříbro a měď, se recykluje, čímž se snižuje potřeba těžby nových surovin. Cena každého fotovoltaického panelu zahrnuje poplatek na recyklaci, který výrobce nebo dovozce platí firmám, které se starají o zpětný odběr a recyklaci starých panelů.

Čtěte také: Výroba šetrných mycích prostředků

Existují dva způsoby recyklace solárních panelů:

• Tepelná recyklace
• Mechanicko-chemická recyklace

Energetická návratnost solárního panelu je dnes 1 až 3 roky - během tohoto období vyrobí tolik energie, kolik stálo jeho vyrobení. Po zbytek životnosti už vyrábí energii s nulovými provozními emisemi.

Mezinárodní agentura pro obnovitelnou energii (IRENA) předpokládá, že největší vlna recyklace přijde kolem roku 2050, kdy na celém světě doslouží až 80 milionů FV panelů. Poté bude každý rok potřeba recyklovat asi 6 milionů tun solárních panelů. Agentura počítá se vznikem nových recyklačních firem, pracovních míst a technologií pro recyklaci panelů. Recyklaci fotovoltaických panelů u nás nařizuje zákon.

Vliv solárních farem na klima

Sluneční energie je ovlivňována povětrnostními podmínkami a její výroba se mění v průběhu dnů i ročních období. V dlouhodobém horizontu by změna klimatu mohla ovlivnit oblačnost některých regionů a množství solární energie, kterou mohou vyrábět.

Pokud bychom někdy postavili skutečně obří solární farmy, které by se rozkládaly na území celých zemí a kontinentů, mohlo by to mít podobný dopad. Fotovoltaický solární panel je tmavě zbarvený, a tak absorbuje mnohem více tepla než reflexní pouštní písek. Přestože určitý podíl energie přemění na elektřinu, velká část z ní panel zahřívá. Když jsou takových panelů miliony, otepluje se pak celá plocha pod nimi.

Čtěte také: Recyklujte a vyrobte si vlastní mýdlo snadno a rychle

Simulace ukazují, že takový zdroj tepla by změnil globální klimatické vzorce, přesunul srážky z tropů a vedl by k tomu, že by se poušť opět zazelenala. Vliv by to mělo také na strukturu oblačnosti a množství sluneční energie po celém světě. Každá z nich vedla ke změnám klimatu v jiných regionech.

Nové technologie a budoucnost fotovoltaiky

Projekt PILATUS, na kterém spolupracuje tým pod vedením Martina Ledinského z Fyzikálního ústavu AV ČR, má za cíl zvýšit výrobní kapacitu fotovoltaických článků v Evropě a současně snížit dopad na životní prostředí. Odborníci plánují využít moduly s vysokou účinností, vyrobené s ohledem na recyklaci použitých materiálů, které splňují nejpřísnější evropské ekologické požadavky. „Plánovaná pilotní linka na výrobu fotovoltaických modulů zvýší současnou celkovou kapacitu výroby fotovoltaických článků v Evropě o třicet procent,“ uvádí Martin Ledinský.

Projekt PILATUS využije patentovanou technologii křemíkových solárních článků s kontakty na zadní straně článků, na jejíž tvorbě se tým českých vědců podílel. Nové solární články budou efektivnější a ekologičtější.

Vhodnou alternativou vůči klasickým solárním panelům by mohla být nová technologie, kterou vyvinuli vědci z Massachusettského technologického institutu. Technologie, označovaná jako "solární koncentrátor", má za úkol sbírat světelné paprsky na velkých plochách jako jsou okenní panely a koncentrovat je do rohů.

Fotovoltaika a její vliv na globální energetický trh

Jedním z hlavních přínosů fotovoltaiky, krom těch environmentálních, je snižování nákladů na výrobu elektřiny. Díky fotovoltaickým panelům je možné výrobu elektřiny decentralizovat, takže místo velkých elektráren, které dodávají energii do širokých oblastí, mohou jednotlivé domácnosti a firmy využívat k výrobě vlastní solární panely.

Solární energie zároveň snižuje naši závislost na fosilních palivech a poskytuje čistý, obnovitelný zdroj energie, který nevypouští žádné emise skleníkových plynů. Posun k obnovitelným zdrojům energie je klíčový pro boj proti klimatickým změnám a ochranu životního prostředí.

Investice do fotovoltaiky současně podporují ekonomický růst, jelikož výroba, instalace a údržba solárních panelů vytváří v různých sektorech nová pracovní místa. Fotovoltaika má kromě ekonomických a ekologických výhod rovněž významné sociální dopady. Zvýšení povědomí o obnovitelných zdrojích energie a podpora komunitních projektů totiž posiluje sociální vazby a podporuje udržitelný životní styl.

tags: #výroba #solárních #panelů #ekologie #dopad

Oblíbené příspěvky:

• Postup ekologické likvidace vozidla
• Toronto a národní snahy o snížení emisí
• Připojení pračky na odpad
• Průvodce výběrem odpadkového koše
• Nebezpečný odpad Humpolec – likvidace