Redakcja GLOBEnergia
Poruszone zostały w niej kwestie związane ze skutkami wdrożenia rozwiązań z zakresu energetyki odnawialnej na skalę masową oraz uwypuklona potrzeba podjęcia badań oraz działań mających na celu sprawne i precyzyjne wykrywanie negatywnych skutków nowych rozwiązań, zanim spowodują one uszczerbek na środowisku naturalnym.
Pojawiający się w tytule termin „niezamierzone konsekwencje” zdefiniowany został przez Mertona jako sytuacja, w której decydenci są tak bardzo ukierunkowani na uzyskanie natychmiastowych korzyści z podjętych przez siebie działań, że nie poddają pod rozwagę przyszłych konsekwencji swoich decyzji. Bezpośrednie odniesienie do energetyki „zielonej” pojawia się w książce Green Technology (artykuł Ozzie Zehner 2011), gdzie stwierdzono, że niezamierzone konsekwencje mogą częściowo lub całkowicie zniwelować oczekiwane korzyści środowiskowe wynikające z wykorzystania technologii opierających się o niewyczerpujące się źródła energii. W poniższym artykule przedstawione zostaną w sposób jakościowy oraz ilościowy potencjalne emisje substancji szkodliwych, które mogą wystąpić w cyklu życia modułów PV. Możliwe emisje w fazie produkcyjnej Bezpośrednia konwersja promieniowania słonecznego na energię elektryczną z wykorzystaniem modułów fotowoltaicznych jest w szczególności ceniona za swoją wysoką niezawodność oraz niskie koszty opera-cyjne. Chociaż wykorzystanie systemów fotowoltaicznych wydaje się nie wywierać negatywnego wpływu na środowisko naturalne, pociąga za sobą zagrożenia związane z emisją szkodliwych substancji w ramach procesu produkcyjnego oraz na etapie ich usuwania po wykorzystaniu. (…)
Systemy fotowoltaiczne są różne, ale nie są bardziej niebezpieczne niż tradycyjne instalacje elektryczne. Takie stwierdzenie było konkluzją warsztatów zorganizowanych przez Fraunhofer Institut w styczniu 2013. Bazując na danych niemieckich zauważono, że ponad 1,3 miliona zainstalowanych obecnie systemów fotowoltaicznych na przestrzeni ostatnich 20 lat doświadczyło 350 pożarów z czego w 120 z nich błąd/awaria samego systemu okazała się przyczyną pożaru [1]. Pod znakiem zapytania staje jednak prawdopodobieństwo emisji kadmu w trakcie pożaru systemu fotowoltaicznego. Moduły cienkowarstwowe wykonane z tellurku kadmu (CdTe) i siarczku kadmu (CdS). W przeprowadzonym przez Bayerisches Landesamt für Umwelt badaniu [2] wykazano, że zawartość kadmu w modułach CdTe zawiera się w przedziale 6,55 g Cd/m 2 – 66,4 g Cd/m 2, przy wartości średniej na poziomie 14 g Cd/m 2 . Nowsze badania z roku 2007 pokazują, że typowy moduł CdTe o wymiarach 120 cm x 60 cm zawiera 18 g CdTe/m 2 i 0,483 g CdS/m 2 . Oznacza to, że standardowy moduł CdTe zawiera mniej niż 7 g kadmu, a ta niewielka ilość tego pierwiastka wynika głównie z grubości warstwy CdTe która wynosi około 7 µm. W badaniu wzięto pod uwagę, że typowy moduł CdTe zbudowany jest z cienkich warstw aktywnych i materiału półprzewodnikowego zamkniętych w szklanej obudowie. (…)
Różne opracowania oraz doświadczenia w praktyce pokazują, że przewidywany czas życia modułów fotowoltaicznych wynosi około 30 lat. Jak można przeczy-tać w [7] zamknięcie warstwy aktywnej modułu fotowoltaicznego w szklanym enkapsulancie (szkło-szkło) może wydłużyć czas życia modułów do ponad 40 lat niezawodnego funkcjonowania. (…)
W ramach analizy wykorzystania modułów CdTe poruszyliśmy kwestię uwolnienia się do atmosfery kadmu oraz jego związków. Jednak złudnym jest, iż moduły fotowoltaiczne zbudowane na bazie tellurku kadmu jednocześnie będą przyczyniać się do jego największej emisji. Otóż, w wypadku różnych źródeł energii, wielkość emisji kadmu związana jest głównie z nakładami energetycznymi poniesionymi na wytworzenie danego urządzenia pozyskującego i przetwarzającego energię pierwotną na energię elektryczną. Dlatego też, w zależności od koszyka energetycznego danego kraju, wielkość emisji kadmu będzie zmienna. Na rysunku 1 przedstawiono emisje kadmu w gramach, przeliczoną na 1 kWh wyprodukowanej energii. Można zauważyć, że moduły cienkowarstwowe CdTe mają znacznie mniejszą wielkość emisji Cd niż np. moduły polikrystaliczne. Wynika to właśnie z dużej różnicy w ilości energii potrzebnej na ich wyprodukowanie. (…)
Podsumowanie
Wspomniane wcześniej związki o bardzo wysokim potencjale cieplarnianym, znacznie przewyższającym dwutlenek węgla, zdają się mieć niewielki wpływ na całkowity obraz fotowoltaiki w kontekście emisji gazów cieplarnianych w całym cy-klu życia. Należy mieć jednak na uwadze, że ciągle rozwijający się przemysł fotowoltaiczny oraz bardzo duża konkurencja na rynku ogniw PV zwiększają prawdopodobieństwo niekontrolowanego uwolnienia do środowiska znacznych ilości szkodliwych związków. Przed przemysłem fotowoltaicznym stoi jeszcze wiele nierozwiązanych problemów, a do dwóch głównych z nich z pewnością należą obniżenie energochłonności procesu produkcyjnego oraz podniesienie sprawności konwersji promieniowania słonecznego.
Cały artykuł w numerze 2/2014
