Ekologické hříchy a naděje fotovoltaické energie

Většina environmentálních a klimatických expertů se shoduje, že pokud má lidstvo zastavit či alespoň zpomalit klimatické změny, musí přejít na obnovitelné zdroje energie. Nejvíc naděje se vkládá do solární energetiky. Faktem je, že výroba elektřiny ze solárních článků snižuje množství znečišťujících látek a emisí skleníkových plynů o 90 procent ve srovnání s konvenčními technologiemi na bázi fosilních paliv. Poslední dobou však přibývají výzkumy, které poukazují i na negativní environmentální dopady fotovoltaiky, související s výrobou solárních panelů či jejich recyklací a likvidací. Jak moc je tedy solární energetika „čistá“?

Solární panely na střechách budov či našich polích rostou i díky dotační politice jako houby po dešti. Jenom na území České republiky se v současné době nachází odhadem 200 000 – 230 000 tun solárních panelů. Pro srovnání, tato váha představuje přibližně 10 Eiffelových věží či čtyři lodě Titanic. Vstupujeme do epochy, kdy fotovoltaika přestává být jen marginální alternativou a stává se mainstreamem. A i zde platí, že větší měřítko přináší také větší problémy, které před tím nebyly patrné.

Cena za 1 kWh solární elektřiny je..

V prvním řadě bude užitečné říci si něco o složení solárních panelů. Kromě skla, které tvoří 63 % hmotnosti každého panelu, se při výrobě užívají hliník a některé vzácné či těžké (polo)kovy jako křemík, stříbro, měď nebo olovo. Ačkoliv má samotný solární panel daleko k toxickému nebo jinak nebezpečnému odpadu, přeci jenom může obsahovat nebezpečné látky.

Většina panelů v ČR je křemíkových, ale na trhu jsou i tenkovrstvé panely využívající kadmium. Kadmium je podle Dustina Mulvayna z Kalifornské univerzity toxický mutagen, který může mít negativní vliv na DNA. Výrobci však tvrdí, že kadmium je zastoupeno pouze v zanedbatelném množství panelů. Kromě kadmia obsahují panely i jiné potenciálně škodlivé látky, běžně užívané i v elektrotechnickém průmyslu. Kupříkladu fluorid sírový, který je podle IPCC (Mezivládní panel pro změny klimatu) definován jako skleníkový plyn, přičemž za posledních 16 let se jeho koncentrace v ovzduší téměř zdvojnásobila.

Přehlížet nelze ani environmentální dopady průmyslové výroby panelů. Každý průmysl má jisté nároky na přírodní zdroje, a ten fotovoltaický není výjimkou. "Solární elektrárny vyvolávají vysoké emise skleníkových plynů. Ne ve fázi provozu. Emise vznikají při jejich výrobě," tvrdí švýcarský inženýr Ferrucio Ferroni. Na každou kilowatthodinu elektřiny vyrobené ze slunečního záření tak podle Ferroniho připadá 978 gramů skleníkových plynů v ekvivalentu oxidu uhličitého, jež vznikly při výrobě a přepravě fotovoltaických panelů.

Navíc při zpracování křemíku vzniká fluorid dusitý (NF3), který je dle nejnovějších výzkumů dvanáct tisíckrát účinnější skleníkový plyn než oxid uhličitý. Studie pod vedením Raya Weissa ze Scrippsova oceánografického institutu v Kalifornii ukázala, že za posledních 20 let narostla koncentrace NF3 dvacetinásobně. Proto vědci doporučují zahrnout NF3 pod omezení Kjótského protokolu.

Líbí se Vám článek? Přispějete na další?

Částka Kč       Váš e-mail  

Made in CHINA

Dalším problémem je, že většina produkce solárních panelů dnes je z Číny, kde 80 procent elektřiny pochází z uhelných elektráren. Vědci z Northwestern University zjistili, že uhlíková stopa panelu z Číny je dvakrát větší, než panelu z Evropy. Klesající ceny solárních panelů mají v tomhle kontextu trpkou příchuť. Nejsou ani tak důsledkem efektivnější výroby, jako spíše důsledkem přesunu továren ze Západu do Číny a jiných asijských států, kde je levnější pracovní síla i energie a kde nejsou tak přísné environmentální předpisy jako v zemích EU nebo ve Spojených státech amerických.

Tuto situaci se snaží řešit nezisková organizace Silicon Valley Toxics Coalition (SVTC), která sleduje environmentální vliv high-tech technologií. V současnosti se zaměřuje především na solární boom, sbírá a vyhodnocuje data, které ji poskytnou výrobci solárních panelů. Cílem SVTC je vytvořit a prosadit mezinárodně platné environmentální standardy pro fotovoltaický průmysl. Její snahy však komplikuje neochota mnoha společností poskytnout detaily o jejich výrobních technologiích.

Recyklace solárních panelů

Nic nevydrží věčně a týká se to i fotovoltaiky. Solární panely jednou doslouží a bude nutné s nimi nějak naložit. Jak je to s životností panelů? Panel je vhodné vyměnit tehdy, když jeho účinnost poklesne pod 20 %. Seriózní výrobci uvádějí pokles o 10 % po uplynutí zhruba 10 let a pokles účinnosti pod 20 % po uplynutí zhruba 25 let. Samozřejmě, tato doba se může díky vývojářům postupně prodloužit, ale to nic nemění na tom, že fotovoltaika bude vždy přispívat k hromadění tzv. elektronického odpadu. Naštěstí na to mysleli výrobci již od počátků a panely se tedy nebudou kupit na skládkách, ale je možné je do značené míry recyklovat.

Recyklují se jak poškozené, tak i nepoškozené panely. Zpravidla se panel nejprve zahřeje, čímž se uvolní pojidla. Pak se jednotlivé materiály mechanicky nebo chemicky od sebe oddělí. Při tomto způsobu recyklace všeobecně platí, že hliníkový rám se zrecykluje kompletně a sklo s křemíkem vykazují přibližně jen 10 % odpadu. Údajně až 97 % materiálů, použitých při výrobě solárních panelů, může být znovu využito pomocí tepelné recyklace.

Taková je teorie či vize budoucnosti. V současné realitě to však vypadá poněkud jinak. V EU byl v roce 2009 ustanoven Systém recyklace EPIA, fungující však pouze na dobrovolné bázi. Členové systému se zavázali k odběru minimálně 65 % fotovoltaických panelů instalovaných v Evropě od roku 1990 a následně z nich recyklovat 85 % materiálů. Není však úplně jasné, co se bude dít se zbytkem panelů. Skončí na skládkách nebo se budou exportovat do zemí globálního Jihu? Opět je to tedy souboj mezi producenty a environmentálními organizacemi, který připomíná klimatické konference. Podle organizace Silicon Valley Toxics Coalition je důležité, aby recyklace probíhala na lokální úrovni. Recyklovat lokálně musí být jednou z hlavních pilířů etického a udržitelného průmyslu. Lokální recyklace redukuje uhlíkovou stopu a krom toho vytváří lokální pracovní místa a podporuje lokální ekonomiku.

Rok 2050: 78 milionů tun solárních panelů

Je možné, že se recyklace solárních panelů promění v obyčejný byznys, o který se budou prát velké nadnárodní recyklační společnosti. Celkové množství fotovoltaického odpadu v Evropě je zatím relativně malé a čítá asi 3 800 tun, v roce 2020 toto číslo ale naroste na 35 000 tun. Mezinárodní energetická agentura pro fotovoltaické elektrárny předpokládá, že by kolem roku 2050 mohl mít trh s recyklací solárních panelů hodnotu 15 miliard dolarů. Pod touto astronomickou částkou si můžeme představit 78 milionů tun vysloužilých solárních panelů.

I s možností recyklovat vysloužilé panely to není tak jednoznačné, jak tvrdí teorie. Ne všichni producenti, a zejména ti v Číně, totiž myslí při výrobě na to, aby bylo možné staré panely opětovně využít při výrobě nových panelů. Přestože roste počet environmentálně zodpovědných společností, pouze zlomek z nich dokáže vyrábět recyklovatelné solární moduly. V zemích EU jsou jedinými takovými výrobci společnosti First Solar a Deutsche Solar AG, které dokážou opětovně zpracovat krystalický křemík svých modulů.

Česká republika si je vědoma budoucího problému s vysloužilými panely. Ministerstvo životního prostředí z toho důvodu zavedlo v roce 2012 povinnost provozovatelů solárních elektráren platit příspěvek na budoucí recyklaci fotovoltaických modulů. Ten je stanoven na 8,50 Kč/kg, ale zavedením závazného přepočítávacího koeficientu mezi výkonem a váhou panelu se v reálu příspěvek navyšuje až na 11 Kč/kg. Recyklační poplatek za likvidaci fotovoltaických modulů je dvakrát vyšší než kalkulovala studie vypracovaná přímo pro MŽP a třikrát vyšší než účtuje zavedený celoevropský systém recyklace solárních panelů. Pro srovnání, v Itálii, kde je instalovaná kapacita solárních elektráren cca 17 GW (v ČR cca 2,1 GW v současnosti), se platí za recyklaci přibližně 1 €/solární panel o váze 20 kilogramů.

Solární okna?

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. Místo pokrývání střechy běžnými a méně efektivními solárními panely stačí umístit nové kolektory pouze do rohů již existujících skleněných tabulí.

Otázka zní, jak dlouho potrvá, než bude tato technologie snadno dostupná. Řešit bude třeba i problém, co si počít s již vyrobenými a instalovanými panely. I navzdory tomu by mohlo být používaní solárního koncentrátoru ve velkém měřítku významným průlomem v solární energetice. Díky tomu by snad fotovoltaický průmysl opustil i tolik kritizovanou praktiku, kterou je „pěstování solárních panelů“ na polích místo zemědělských plodin.

---

reklama

---