Zonnepanelen en hun verborgen CO2-uitstoot

,

Zonnepanelen verschijnen steeds meer op daken. Het is actueel in het nieuws. Energieopwekking met zonnepanelen lijkt onontbeerlijk voor een duurzame toekomst. Een duurzaam proces waarbij naast zonlicht geen brandstof nodig is. Het lijkt alsof er geen CO2-uitstoot plaatsvindt, of ontbreekt hier iets? Wanneer we spreken over groene energie is het belangrijk om te kijken naar het gehele plaatje met een levenscyclusanalyse.

De levenscyclusanalyse beschouwt elektrische energie nodig voor alle stappen in het productieproces. Beginnende van ontginning van kristallijn silicium, zuivering, productie van zogeheten wafers, dopering, oppervlaktebehandelingen etc. tot het integreren in een zonnepaneel-module. Het duurt twee jaar om de energie te recupereren die nodig was voor de productie van een zonnepaneel. In België levert de zon jaarlijks ongeveer 1000 kWh/m2 voor een plat oppervlak. Positioneren van zonnepanelen naar de zon toe geeft hogere waarden. Commerciële zonnepanelen hebben een rendement van ongeveer 20% en leveren dus jaarlijks 200kWhe/m2 aan elektrische energie.

Ruwweg de helft van de wereldwijde productie van zonnecellen gebeurt in China. De koolstofintensiteit bij elektriciteitsproductie in China bedraagt op nationaal vlak ongeveer 850g CO2/kWhe . In België is dit 160g CO2/kWhe. Beide cijfers zijn voor 2017. De koolstofintensiteit is sterk afhankelijk van de energiemix (gas, kernenergie, steenkool, zon,…). Vandaar grote verschillen tussen regio’s en over de jaren heen.

Tijdens de productie komt er dus zo’n 340kg CO2/m2 vrij, ook wel de CO2 investeringkost genoemd. Deze uitstoot wordt ook vaak uitgedrukt in gram CO2 equivalent per eenheid geproduceerde elektrische energie. Met waarden die variëren tussen 20-60g CO2eq/kWhe. Dit is sterk afhankelijk van de levensduur, technologie van zonnepanelen, zonne-instraling enz. Deze notatie laat toe om te vergelijken met andere technologieën: steenkool rond 1000g CO2/kWhe, kernenergie 12g CO2/kWhe.

Productieprocessen worden efficiënter door opschaling, en het rendement stijgt door nieuwe technologische ontwikkelingen. In de toekomst zullen de zonnepanelen enkel nog verbeteren. Een ander belangrijk fenomeen is transitie. Energie nodig voor de productie van zonnecellen is nu grotendeels afkomstig van fossiele brandstoffen. Tijdens deze overgang is er dus een CO2 investeringskost. Zonnepanelen zorgen dus wel degelijk voor een, zij het indirecte, CO2-uitstoot. Terwijl de huidig geïnstalleerde modules gaandeweg meer zullen bijdragen in de energiemix. Zo is dit op de duur een zelfvoorzienend proces.

Joachim V., Author

Bronnen:
[1]https://www.pv-tech.org/editors-blog/top-10-module-suppliers-in-2017
[2]https://www.statista.com/statistics/269812/global-market-share-of-solar-pv-module-manufacturers/
[3]https://www.creg.be/sites/default/files/assets/Publications/Notes/Z1719NL.pdf
[4]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421516301379
[5]https://ac.els-cdn.com/S0927024813004455/1-s2.0-S0927024813004455-main.pdf?_tid=35f4113e-23c6-48f5-8432-fb5f66f1d8f7&acdnat=1541112278_df438acb31e5e919ebd1aa5d189d140a
[6]https://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/es071763q
[7]http://cdn.intechweb.org/pdfs/17733.pdf
[8]https://www.nrel.gov/docs/fy13osti/56487.pdf

Skills

,

Posted on

21/11/2018