Wykorzystując analizę cyklu życia (LCA), zespół badawczy porównał ślad CO2 monokrystalicznych modułów produkowanych w Niemczech, Europie i Chinach. Stwierdzono przy tym, że moduły szklane (glass-glass) umożliwiają, niezależnie od miejsca produkcji, dodatkową redukcję emisji na poziomie od 7,5 do 12,5 procent w porównaniu z modułami PV z folią na tylnej ściance.

Moduły fotowoltaiczne szkło-szkło (b) nie wymagają aluminiowej ramy i dlatego mają niższy ślad węglowy niż moduły fotowoltaiczne z tylną ścianką (a) | Grafika: Instytut Franuhofera

Mimo że moduły fotowoltaiczne przetwarzają światło słoneczne na energię elektryczną bez emisji zanieczyszczeń do środowiska, to jednak ich emisja pojawia się podczas produkcji, transportu i pod koniec okresu użytkowania modułu. Emisje te są jednak bardzo niskie. W przeliczeniu na 1 kWh energii elektrycznej, w sektorze fotowoltaiki powstaje około 40 razy mniej CO2 niż w przypadku energii elektrycznej wytwarzanej z węgla brunatnego. Naukowcy obliczyli ślad CO2 dla sześciu modułów fotowoltaicznych z monokrystalicznego krzemu. Zbadano moduły wyprodukowane w Chinach, Niemczech i Unii Europejskiej, a także moduł z laminatem szklano-foliowym i moduł z laminatem szklano-szklanym.

Dr Holger Neuhaus, kierownik działu technologii modułowych w Fraunhofer ISE, powiedział, że inwestorzy mają duży wpływ na klimat poprzez wybór odpowiednio wyprodukowanych modułów fotowoltaicznych.

– Dzięki modułom fotowoltaicznym wyprodukowanym w UE ograniczam o 40 procent emisje CO2 w porównaniu z modułami importowanymi z Chin – powiedział Neuhaus.

Miks energetyczny kraju nie pozostaje bez znaczenia

Na poziom śladu węglowego dla poszczególnych modułów wpływa także miks energetyczny danego kraju, w mniejszym stopniu również emisje powstające podczas transportu. Udział energii potrzebnej do produkcji modułów, wynoszący 50 – 63 procent, jest najbardziej znaczącym czynnikiem wpływającym na emisję CO2. W przypadku modułu fotowoltaicznego z Chin, emisja CO2 podczas transportu do UE stanowi około 3 procent całkowitej emisji.

– Ze względu na znacznie niższe emisje CO2 podczas produkcji i dalszy silny wzrost popytu na bardziej przyjazne dla klimatu moduły fotowoltaiczne na całym świecie, jest to teraz kwestia szybkiego i bardzo zaangażowanego ustanowienia łańcucha produkcji komponentów fotowoltaicznych w Europie – stwierdza prof. Andreas Bett, dyrektor instytutu w Fraunhofer ISE.

Chiny mają obecnie dominującą pozycję na rynku. W 2019 roku Chiny wyprodukowały 68 procent polikrzemu, 96 procent wszystkich wafli, 76 procent ogniw słonecznych i 71 procent wszystkich modułów PV.

Moduły z szybą zamiast folii tylnej zmniejszają emisję CO2

Produkcja bezramkowych modułów glass-glass emituje od 7,5 do 12,5 procent mniej CO2 niż w przypadku modułów z folią szklaną. Wynik ten został wykazany w badaniu dla wszystkich badanych modułów, niezależnie od miejsca produkcji. Przyczyną tego nie jest sam arkusz tylny, lecz fakt, że moduły szklane nie wymagają ramy aluminiowej, której produkcja jest bardzo energochłonna. Ponadto moduły glass-glass mają dłuższą żywotność i mniejszą roczną degradację niż moduły z folią, co dodatkowo poprawia ich ślad węglowy. W przeliczeniu na wytworzone kilowatogodziny bezramowe moduły glass-glass emitują od 22 do 27 procent mniej CO2 niż moduły z folią szklaną. Niestety, tylko nieliczni producenci decydują się na bezramową opcję.

Ogólnie rzecz biorąc, wyniki badania pokazują, że emisja CO2 dla modułów z folią szklaną (modułów szklano-szklanych) wynosi 810 w Chinach, 580 w Niemczech i 480 kilogramów ekwiwalentu CO2 na kilowatogodzinę w Unii Europejskiej, dla modułów glass-glas jest to  odpowiednio 750, 520 i 420.

Ponadto badanie wykazało, że ślad węglowy modułów fotowoltaicznych poprawił się o około 80 procent w ostatnich latach. Wynika to z większej wydajności procesów produkcyjnych oraz samych modułów fotowoltaicznych.

Redakcja: Patrycja Rapacka | Źródło: Instytut Fraunhofera

Redakcja GLOBEnergia