Ecologische voetafdruk van zonnepanelen

Ecologische voetafdruk van een zonnepaneel

‍

‍

De CO₂-balans van zonnepanelen is nogal omstreden.

Aanvankelijk konden zonnepanelen rekenen op een enorme populariteit en werden ze positief onthaald. Maar na verloop van tijd maakte de lof plaats voor kritiek op de productiemethode van de zonnepanelen.

Worden de voordelen van zonnepanelen tenietgedaan door een rampzalige CO₂-balans?

De koolstofvoetafdruk wordt gedefinieerd als de hoeveelheid broeikasgassen (BKG) die voortvloeit uit de binnenlandse eindvraag van een land (volgens INSEE). Dat wil zeggen dat bij de berekening rekening wordt gehouden met de BKG-uitstoot van Belgische huishoudens, de binnenlandse productie van goederen in België en de productie van goederen die uit andere landen worden geïmporteerd.

Om een koolstofbalans op te stellen, moet de volledige levenscyclus van de door een organisatie aangeboden producten en diensten in aanmerking worden genomen, evenals andere emissiebronnen zoals energie, huisvesting, vervoer, voeding en het gebruik van producten of diensten. De technologie van zonnepanelen is vanuit een goede intentie ontstaan. Vanwege de vrij matige CO₂-balans en de gebruikte bouwmaterialen is deze technologie echter zeer omstreden.
Greenpeace wijst met name op de zeer slechte CO₂-balans van zonne-installaties op sociaal en milieugebied, die voortvloeit uit de winning van materialen voor de productie van de panelen.

Om de CO₂-balans van een fotovoltaïsch paneel te kunnen berekenen, moeten we ze in drie categorieën indelen:

1. We kunnen een onderscheid maken tussen de eerste generatie zonnepanelen, waarvan de productie en de winning van de grondstoffen zeer energie-intensief zijn. Deze eerste generatie panelen heeft dan ook een zeer slechte koolstofbalans. Dit betekent echter niet dat er voor de productie ervan zeldzame aardmetalen nodig zijn. Zeldzame aardmetalen omvatten 17 metalen: scandium, yttrium en de vijftien lanthaniden. Deze mineralen met uitzonderlijke eigenschappen worden gebruikt bij de productie van hoogtechnologische producten.
   Met de opkomst van de digitale sector en nieuwe groene technologieën worden zeldzame aardmetalen vandaag de dag, op het niveau van de wereldeconomie, beschouwd als strategische metalen. Probleem: de winning en verwerking van zeldzame aardmetalen veroorzaken vervuiling en produceren giftig afval. Tegenwoordig wordt in het kader van onderzoek en ontwikkeling op het gebied van zonnepaneeltechnologie gekeken naar mogelijkheden om deze eerste generatie te vervangen.
2. Vervolgens zijn er de zonnepanelen van de tweede generatie. Deze hebben al een betere koolstofbalans dan de eerste generatie, maar die is nog niet ideaal. Voor de productie van deze generatie producten zijn nog steeds zeldzame metalen nodig, maar wel in kleine hoeveelheden.
3. Ten slotte is er de derde generatie zonnepanelen, die zich nog in de onderzoeks- en ontwikkelingsfase bevindt. Deze nieuwste generatie is echter gericht op een betere CO₂-balans, respect voor de grond waar de grondstoffen worden gewonnen en een grotere maatschappelijke verantwoordelijkheid. De Europese wetgeving inzake de recycling van zonnepanelen is zeer streng gereguleerd. In 2002 werd een richtlijn gepubliceerd, die in 2012 werd aangescherpt, waarin wordt bepaald dat bedrijven die zonnepanelen op de markt brengen, verantwoordelijk zijn voor de kosten en het beheer van de recycling ervan.
   Daarom verbeteren bedrijven hun productie- en exploitatieactiviteiten op verschillende vlakken:

• Producten uit de raffinage worden steeds vaker gerecycled
• De extractie- en raffinagetechnieken zijn nu voor 95% tot 99% recyclebaar
• Het belangrijkste materiaal van een paneel, kristallijn silicium, draagt bij aan een lagere CO₂-voetafdruk van een zonnepaneel, aangezien het net als glas voor 100% recyclebaar is. Het wordt immers, zoals eerder vermeld, gewonnen uit zand en kwarts.
• Volgens het ADEME, het agentschap voor ecologische transitie, stoot een zonnepaneel in Frankrijk gemiddeld55 gram CO₂ uit per geproduceerde kilowatt. Daardoor duurt het drie jaar voordat een zonnepaneel de energiekosten van zijn eigen productie heeft terugverdiend. We kunnen, zonder al te veel risico, aannemen dat deze compensatie duurzaam is, aangezien de levensduur van een zonnepaneel minimaal ongeveer 25 jaar bedraagt.

Als we nauwkeuriger willen zijn over de gevolgen die een zonnepaneel heeft voor zijn omgeving, met name rekening houdend met het transport, de installatie enzovoort, kunnen we de terugverdientijd van een zonnepaneel verlengen tot ongeveer vijftien jaar. Dat is de helft van de levensduur van een zonnepaneel. Daarom kunnen we stellen dat de koolstofbalans van een zonnepaneel voortaan positief is.

In de loop der tijd is de fotovoltaïsche sector erin geslaagd de trend in haar uitstoot van broeikasgassen om te buigen.
Het doel van de koolstofbalans: de activiteiten van particulieren, bedrijven, lokale overheden en overheidsinstanties uitsplitsen in directe en indirecte uitstoot van broeikasgassen (BKG). Deze uitstoot omvat zes belangrijke gassen: methaan, distikstofoxide, fluorkoolwaterstof, zwavelhexafluoride en uiteraard kooldioxide of CO₂, waaraan het instrument zijn naam ontleent.

Vergelijking tussen zonne-energie, thermische energiecentrales en kernenergie

‍

Er bestaan verschillende methoden voor de opwekking van elektriciteit om in al onze behoeften te voorzien.

De meest voorkomende installaties zijn thermische centrales, die het goedkoopst zijn om elektriciteit op te wekken. Deze werken door fossiele brandstoffen (steenkool, aardolie of aardgas) of biomassa (huishoudelijk afval of plantaardig afval ) te verbranden. Kolencentrales produceren momenteel 40 procent van de wereldwijde elektriciteit. Het is echter ook de manier van elektriciteitsopwekking met de slechtste CO₂-balans. Deze centrales stoten de meeste CO₂ uit per geproduceerde kWh, wat neerkomt op 73 procent van de uitstoot die verband houdt met ons elektriciteitsverbruik.

Wat kerncentrales betreft: deze stoten bij de opwekking geen CO₂ uit. Daardoor is de CO₂-balans zeer gunstig, met een uitstoot van 6 gram CO₂ per kWh. De huidige kernenergie produceert echter nucleair afval. Er bestaan echter oplossingen, zoals ondergrondse opslag onder kleilagen, transmutatie voor zeer radioactief afval (categorie C) en ook recycling, met name in nieuwe kerncentrales.

Van alle bestaande manieren om elektriciteit op te wekken, behoren fotovoltaïsche zonneparken – die bij het opwekken van elektriciteit geen CO₂-uitstoot veroorzaken – dankzij hun koolstofbalans tot de minst vervuilende productiemethoden. Bovendien produceren zonnepanelen, in tegenstelling tot andere manieren om elektriciteit op te wekken, meer energie dan ze verbruiken bij de productie ervan: de energieterugverdientijd van een fotovoltaïsch paneel ligt in Europa tussen 1,5 en 2,5 jaar. Zoals eerder vermeld, hebben zonnepanelen in België een CO₂-balans van 23 g CO₂/kWh.