Slnko je fantastickým zdrojom na výrobu udržateľnej elektriny a hovorí sa, že neprispieva ku globálnemu otepľovaniu ani neznečisťuje životné prostredie.
Pravdepodobne ste už počuli o niekoľkých spôsoboch, akými môže slnečná energia pomôcť životnému prostrediu, keďže čoraz viac ľudí sa obracia na obnoviteľné zdroje energie . V tomto článku sa pozrieme na environmentálne vplyvy slnečnej energie, či už pozitívne alebo negatívne.
Naša závislosť od neobnoviteľných zdrojov , ako sú fosílne palivá, a zníženie emisií uhlíka sú dve z najrozšírenejších výhod solárnej elektriny. Aký však má slnečná energia vplyv na ekosystém?
V závislosti od technológie, ktorú možno vo všeobecnosti rozdeliť do dvoch kategórií: fotovoltaické (PV) solárne články alebo koncentračné solárne tepelné elektrárne (CSP), možné environmentálne účinky slnečnej energie – využívanie pôdy a strata biotopov, využívanie vody a využívanie nebezpečných materiálov pri výrobe — sa môžu značne líšiť.
Rozsah systému, ktorý sa môže pohybovať od skromných, rozptýlených fotovoltaických panelov na streche až po rozsiahle inštalácie FV a CSP v širokom meradle, výrazne ovplyvňuje stupeň vplyvu na životné prostredie.
Environmentálne dopady slnečnej energie
Slnečná energia má tiež veľa priaznivých účinkov na životné prostredie, ale existuje niekoľko negatívnych environmentálnych dopadov slnečnej energie, ktoré sú uvedené nižšie:
- Solárna energia je lepšia pre životné prostredie
- Využitie pôdy
- Strata biotopu
- Narušenie ekosystému
- Solárna energia znižuje emisie skleníkových plynov
- Použitie vody
- Nebezpečné materiály
- Odpad zo solárnych panelov
- Recyklácia
1. Solárna energia je lepšia pre životné prostredie
Ťažba fosílnych palív na výrobu energie mala negatívny vplyv na určité miestne ekosystémy. Keďže sa biotopy ničia a vegetácia sa odstraňuje, aby sa uvoľnilo miesto pre energetické operácie, ako je vrtná infraštruktúra, mnohé rastliny a zvieratá trpia.
Na druhej strane, obnoviteľné zdroje energie, ako je slnečná energia, môžu podporiť obnovu ekosystémov. Solárne elektrárne sa dajú namontovať na strechy budov a počas inštalácie zaberajú oveľa menej miesta. Okrem toho solárne panely neznečisťujú vzduch ani vodu, čím by poškodzovali ľudí ani voľne žijúce zvieratá.
Produkcia fosílnych palív zahŕňa vŕtanie, spaľovanie a ťažbu, pričom všetky tieto procesy uvoľňujú do atmosféry emisie skleníkových plynov. Tieto emisie skleníkových plynov, medzi ktoré patrí oxid uhličitý, poškodzujú životné prostredie. Výberom obnoviteľných zdrojov energie, ako je slnečná energia, môžeme znížiť emisie skleníkových plynov a zabrániť ďalšiemu škodlivému vplyvu na životné prostredie.
Vo všeobecnosti môže slnečná energia pomôcť vášmu mestu pri znižovaní emisií skleníkových plynov, znečistenia a obnovy ekosystémov – ktoré sú rozhodujúce pre ochranu ľudí, voľne žijúcich živočíchov a celých ekosystémov. Výsledkom je, že na výrobu energie je potrebné menej vody a vzduch sa stáva priedušnejším.
2. Využitie pôdy
Energetické zariadenia pre mnohé konvenčné druhy elektriny potrebujú veľké množstvo priestoru, vrátane množstva hodnotnej pôdy. Našťastie existujú rozdiely v predpisoch o využívaní pôdy pre solárne systémy.
Jednou z výhod solárnych systémov je, že môžu byť inštalované na izolovaných miestach s holou zemou alebo na streche. S pokrokom v technológii budú mať solárne systémy vylepšené schopnosti pomáhať pri využívaní pôdy. Celkovo môže byť malé množstvo pôdy, ktoré solárne systémy vyžadujú, prospešné pre váš miestny ekosystém.
Väčšie solárne inštalácie úžitkového rozsahu však môžu spôsobiť obavy zo straty biotopov a degradácie pôdy v závislosti od ich lokality. Celková potrebná plocha pôdy sa líši v závislosti od technológie, lokality, topografie a intenzity využívania solárnych zdrojov.
Odhaduje sa, že fotovoltaické systémy vo verejnom meradle vyžadujú 3.5 až 10 akrov na megawatt, zatiaľ čo inštalácie CSP vyžadujú 4 až 16.5 akrov na megawatt.
Solárne zariadenia majú menšiu šancu na koexistenciu s poľnohospodárskym využitím ako veterné zariadenia. Úžitkové solárne systémy však môžu znížiť svoje negatívne účinky na životné prostredie tým, že sa inštalujú v menej žiaducich oblastiach, ako sú brownfieldy, bývalé bane alebo existujúce prenosové a dopravné vedenia.
Menšie solárne fotovoltaické polia majú menší vplyv na využitie pôdy a môžu byť inštalované na obytných alebo komerčných nehnuteľnostiach.
3. Strata biotopu
Pozemok je potrebný na inštaláciu solárneho energetického systému na umiestnenie solárnych panelov. Akýkoľvek pozemok, ktorý bol vyčistený a upravený na inštaláciu solárnych panelov, sa považuje za stratený biotop , aj keď niektoré lokality sú na tento typ inštalácie vhodnejšie ako iné. Inštalácia solárnych panelov na už existujúce budovy môže pomôcť tomuto problému predísť.
4. Narušenie ekosystému
Miestne ekosystémy môžu značne utrpieť, ak sa odstránia stromy alebo iné rastliny, aby sa uvoľnilo miesto pre solárne panely. Okrem toho budovanie ciest a prenosových vedení potrebných na uľahčenie rozvoja veľkých projektov solárnej energie môže narušiť divokú prírodu, fragmentovať ekosystémy a priviesť nepôvodné druhy.
5. Solárna energia znižuje emisie skleníkových plynov
Na rozdiel od fosílnych palív , ktoré sa musia ťažiť, vŕtať, prepravovať a spaľovať na výrobu energie, sú zdroje slnečnej energie čisté, obnoviteľné zdroje energie, ktoré nevypúšťajú škodlivé emisie uhlíka, ktoré by ovplyvňovali atmosféru alebo vodné toky.
Zníženie týchto znečisťujúcich látok by mohlo zachrániť 25,000 XNUMX životov, pretože sú škodlivé pre zdravie ľudí aj voľne žijúcich živočíchov. Znížením našej závislosti od obmedzených zdrojov, ktoré poškodzujú životné prostredie, udržateľná solárna energia ochráni našu infraštruktúru a prispeje k ochrane zdravia planéty.
Celkovo má solárna energia do značnej miery pozitívny vplyv na životné prostredie. Je však dôležité pamätať na to, že výroba panelov aj zber materiálov potrebných na ich výrobu – ako je sklo a konkrétne kovy – môžu poškodiť životné prostredie.
Napriek tomu podľa odborníkov dokážu solárne panely vykompenzovať energiu použitú na ich vytvorenie za jeden až štyri roky. Okrem toho majú systémy 30-ročnú životnosť, čo znamená, že solárne panely môžu počas svojej životnosti viac než kompenzovať svoje environmentálne výrobné náklady.
Existujú aj obavy týkajúce sa solárnej energie a využívania pôdy. Niektorí sa obávajú, že inštalácia solárnych panelov pre veľké projekty môže poškodiť pôdu a spôsobiť stratu biotopov.
Aby sa zabránilo degradácii pôdy v už existujúcich biotopoch, veľké projekty solárnych panelov môžu byť inštalované na miestach nízkej kvality, ako sú opustené banské zariadenia. Inštalácia panelov na existujúce budovy môže tiež znížiť využitie pôdy. Napriek tomu možno potenciálne poškodenie pôdy a biotopov minimalizovať alebo dokonca eliminovať.
So solárnymi panelmi samozrejme existujú určité problémy. Našťastie, s dôkladnou prípravou a pozornosťou na vhodné techniky likvidácie, možno predísť možným problémom.
6. Použitie vody
Solárne fotovoltaické články na výrobu elektriny nepotrebujú vodu. Napriek tomu sa určité množstvo vody využíva pri výrobe solárnych fotovoltaických komponentov, rovnako ako v akomkoľvek inom výrobnom procese.
Voda je potrebná na chladenie v koncentrovaných solárnych tepelných elektrárňach (CSP), rovnako ako v iných tepelných elektrárňach. Typ chladiaceho systému, umiestnenie zariadenia a dizajn zariadenia ovplyvňujú množstvo použitej vody.
Za každú megawatthodinu vyrobenej energie odoberú zariadenia CSP s chladiacimi vežami a technológiou mokrej recirkulácie 600 – 650 galónov vody. Pretože sa voda nestráca ako para, zariadenia CSP využívajúce technológiu prietokového chladenia majú vyššie úrovne odberu vody, ale nižšiu celkovú spotrebu vody.
Pri implementácii technológie suchého chladenia sa v zariadeniach CSP spotrebuje takmer o 90 % menej vody. Nižšia účinnosť a zvýšené náklady sú však náklady spojené s týmito úsporami vody. Okrem toho účinnosť techniky suchého chladenia dramaticky klesá nad 100 stupňov Fahrenheita.
Starostlivá analýza týchto kompromisov s vodou je kľúčová, pretože mnohé miesta v Spojených štátoch s najvyšším potenciálom pre solárnu energiu majú aj najsuchšie podnebie.
7. Nebezpečné materiály
V procese výroby PV článkov sa používa veľa nebezpečných zlúčenín; väčšina týchto materiálov sa používa na čistenie a čistenie povrchu polovodičov.
Medzi tieto látky patrí kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, kyselina dusičná, fluorovodík, 1,1,1-trichlóretán a acetón. Sú porovnateľné s tými, ktoré sa používajú vo všeobecnom obchode s polovodičmi.
Druh článku, požadovaný stupeň čistenia a veľkosť kremíkového plátku ovplyvňujú množstvo a druh použitých chemikálií. Existujú obavy pracovníkov, ktorí dýchajú kremíkový prach.
Aby sa predišlo vystaveniu pracovníkov toxickým chemikáliám a aby sa zaručilo, že výrobné odpady budú náležite zlikvidované, musia výrobcovia fotovoltických zariadení dodržiavať pravidlá USA.
V porovnaní s bežnými kremíkovými fotovoltaickými článkami obsahujú tenkovrstvové fotovoltické články niekoľko nebezpečnejších zložiek, ako je arzenid gália, diselenid medi a india, gálium a telurid kadmia.
Neadekvátna manipulácia a likvidácia týchto položiek môže predstavovať značné riziko pre životné prostredie alebo verejné zdravie. Výrobcovia sú preto finančne motivovaní, aby zabezpečili, že tieto mimoriadne vzácne a často neobvyklé materiály budú recyklované a nie vyradené.
8. Odpad zo solárnych panelov
Niektoré prognózy uvádzajú, že do roku 2050 by svetové množstvo odpadu zo solárnych panelov mohlo dosiahnuť 78 miliónov ton . Pre recyklačné spoločnosti bude mimoriadne ťažké zvládnuť tento objem odpadu, pretože zatiaľ nemajú zavedené vhodné riešenia na jeho likvidáciu, ako sú napríklad skládky.
Dobrou správou je, že tento problém bol identifikovaný skoro a že niekoľko podnikov už vyvinulo cenovo dostupné (dlhšie záruky na produkty) a technologické prostriedky (recyklačné technológie).
9. Recyklácia
Čo sa stane, ak solárne panely zlyhajú alebo sú vyradené z prevádzky? Recyklácia solárnych panelov sa zatiaľ nestala významným problémom, ale keďže solárne panely bude potrebné vymeniť, v nasledujúcich desaťročiach sa tak stane.
Solárne moduly sa v súčasnosti dajú likvidovať spolu s iným bežným elektronickým odpadom. Krajiny, ktoré nemajú primerané mechanizmy na likvidáciu elektronického odpadu, sú náchylnejšie na problémy s recykláciou.
Záver
Výroba solárnej energie má určité nevýhody, rovnako ako iné technológie na výrobu energie. Tieto účinky však nie sú také veľké. Kým nie sú dostatočne veľké, neublížia ani nezasahujú do ekológie a rovnováhy.
Najlepšie na slnečnej energii je, že keďže ju môžu jednotlivci vytvárať a využívať lokálne, môžu sa znížiť jej negatívne účinky. Na rozdiel od veľkých solárnych polí sú solárne systémy zvyčajne inštalované na strechách majiteľmi domov alebo podnikov a nevyžadujú vodu na chladenie.
Solárna energia je teda nepochybne oveľa ekologickejšou voľbou a má environmentálne udržateľný efekt.