במילים פשוטות, אנו דנים בהשפעות של מערכות אנרגיה סולארית על הסביבה כאשר אנו דנים בהשפעות הסביבתיות של מערכות פוטו-וולטאיות.
השמש היא מקור אנרגיה עצום שהתגלה רק לאחרונה. הוא מציע משאבים בשפע שיכולים לייצר חשמל בר קיימא, נקי ולא מזהם, כלומר אין פליטות שתורמות ל התחממות כדור הארץ.
בשנים האחרונות נמצא כי אנרגיה סולארית עשויה להילכד ולשמור לשימוש ברחבי העולם בתקווה לעקור בסופו של דבר את מקורות האנרגיה המסורתיים. עם מעבר תשומת הלב של כולם למקורות אנרגיה ירוקים יותר, אנרגיה סולארית הפכה חשובה יותר ויותר.
נכון להיום, אנרגיה סולארית מהווה 1.7% מייצור החשמל העולמי. הן טכניקות הייצור והן החומרים המשמשים ראו התקדמות משמעותית.
תוכן העניינים
השפעות סביבתיות של מערכות פוטו-וולטאיות
לפני שניתן יהיה להשתמש באנרגיה סולארית כמקור אנרגיה נקי באמת, עדיין יש לטפל בכמה מכשולים סביבתיים. ביניהם יש
- שימוש בקרקע
- שימוש במים
- השפעות על משאבי מים, אוויר וקרקע
- חומרים מסוכנים
- ייצור פאנלים סולאריים
- ניקוי מוליכים למחצה
- מזהמים ופסולת סולארית
- סיכונים סביבתיים של כרייה
- השפעה סביבתית של הובלת פאנלים סולאריים
1. שימוש בקרקע
מתקנים סולאריים גדולים יותר בקנה מידה שירות עלולים לגרום לדאגות אובדן בתי גידול ו השפלה הקרקע, תלוי איפה הם ממוקמים. השטח הכולל הדרוש משתנה בהתאם לטכנולוגיה, המיקום, הטופוגרפיה ועוצמת המשאב הסולארי.
לפי הערכות, מערכות פוטו-וולטאיות בקנה מידה שימושי דורשות בין 3.5 ל-10 דונם למגה וואט, בעוד שמתקני CSP דורשים לפי הערכות בין 4 ל-16.5 דונם למגה וואט.
למתקנים סולאריים יש פחות סיכוי להתקיים יחד עם שימושים חקלאיים מאשר למתקני רוח. עם זאת, מערכות סולאריות בקנה מידה שימושי יכולות להפחית את ההשפעות השליליות שלהן על הסביבה על ידי התקנתן באזורים פחות נחשקים, כגון שדות חומים, אתרי מכרות לשעבר או קווי תמסורת ותנועה קיימים.
מערכי PV סולאריים קטנים יותר משפיעים פחות על השימוש בקרקע וניתן להתקין אותם על נכסים למגורים או מסחריים.
2. שימוש במים
תאים פוטו-וולטאיים סולאריים יכולים לייצר חשמל ללא צורך במים. ובכל זאת, חלק מהמים מנוצלים לייצור רכיבי PV סולאריים, בדיוק כמו בכל תהליך ייצור אחר.
מים נחוצים לקירור במרוכז מפעלים תרמיים סולאריים (CSP), כפי שהוא במפעלי חשמל תרמיים אחרים. סוג מערכת הקירור, מיקום המפעל ועיצוב המפעל משפיעים על כמות המים בשימוש.
עבור כל מגה-ואט-שעה של חשמל שנוצר, מפעלי CSP עם מגדלי קירור וטכנולוגיה למחזור רטוב מסירים 600-650 ליטר מים. מכיוון שהמים אינם הולכים לאיבוד כקיטור, למתקני CSP המשתמשים בטכנולוגיית קירור חד פעמי יש רמות נסיגת מים גבוהות יותר אך השימוש הכולל במים נמוך יותר.
כמעט 90% פחות מים משמשים במתקני CSP כאשר מיושמת טכנולוגיית קירור יבש. עם זאת, יעילות נמוכה יותר והוצאות מוגברות הן העלויות הקשורות לחיסכון במים אלה. יתר על כן, היעילות של טכניקת הקירור היבש יורדת באופן דרמטי מעל 100 מעלות פרנהייט.
3. השפעות על משאבי מים, אוויר וקרקע
פיתוח מתקנים סולאריים בקנה מידה גדול מחייב דירוג ופינוי, מה שמשנה את מסלולי הניקוז, מהדק את הקרקע ומגביר את השחיקה.
צריכת מים על ידי מערכות מגדלים מרכזיות לקירור היא דאגה בסביבות צחיחות מכיוון שדרישת מים עולה עלולה להעמיס על האספקה הזמינה ולהוביל לדליפות כימיות מהמתקנים שעלולות לזהם מי תהום או הסביבה.
בניית מתקני אנרגיה סולארית יכולה לספק סיכונים לאיכות האוויר, בדומה לפיתוח כל מתחם תעשייתי גדול. הסכנות הללו כוללות התפשטות של מחלות הנישאות על ידי הקרקע ועלייה של חלקיקים הנישאים באוויר שמזהמים את אספקת המים.
4. חומרים מסוכנים
תרכובות מסוכנות רבות מועסקות בתהליך ייצור תאי PV; רוב החומרים הללו משמשים לניקוי וטיהור משטח המוליכים למחצה. חומרים אלה כוללים חומצה הידרוכלורית, חומצה גופרתית, חומצה חנקתית, מימן פלואוריד, 1,1,1-טריכלורואתן ואציטון.
הם דומים לאלה המשמשים בעסקי המוליכים למחצה הכלליים. סוג התא, מידת הניקוי הנדרשת וגודל פרוסת הסיליקון משפיעים כולם על כמות וסוג הכימיקלים המשמשים.
יש דאגות לעובדים הנושמים אבק סיליקון. כדי למנוע חשיפה של עובדים לכימיקלים רעילים וכדי להבטיח כי פסולת מוצרי ייצור מסולקת כראוי, יצרני PV נדרשים לציית לכללי ארה"ב.
בהשוואה לתאי סיליקון פוטו-וולטאיים קונבנציונליים, תאי PV בעלי סרט דק מכילים מספר רכיבים מסוכנים יותר, כגון גליום ארסניד, נחושת-אינדיום גליום דיסלניד וקדמיום טלוריד. טיפול וסילוק לא נאותים של פריטים אלה עלולים להוות סיכונים משמעותיים לסביבה או לבריאות הציבור.
ליצרנים יש מוטיבציה כלכלית, לפיכך, לוודא שהחומרים היקרים ביותר, ולעתים קרובות לא שכיחים, ממוחזרים, לעומת זרוקים.
5. ייצור פאנלים סולאריים
הייצור של פנלים סולאריים משתמשת במשאבים רבים, כולל חומרים תעשייתיים, דלקים מאובנים וכמויות גדולות של מים. מקור האנרגיה העיקרי המשמש בייצור פאנלים סולאריים הוא פחם, אשר קשור ישירות לפליטות פחמן גבוהות יותר.
בתהליך הכנת פאנלים סולאריים, נעשה שימוש בנתרן הידרוקסיד וחומצה הידרופלואורית. כללים נוקשים לגבי טיפול וסילוק שפכים מסוכנים נחוצים עבור שני אלה. בינתיים, עובדים במתקנים המייצרים פאנלים סולאריים צריכים להיות מוגנים מפני החומרים המסוכנים הללו. הדבר כרוך באמצעי הגנה מבוקרים.
על פי מחקרים, בתהליך הייצור נפלטים חלקיקי סיליקון לסביבה וגורמים לסיליקוזיס אצל מי שידוע כי בא איתם במגע. הוכח שאנשים שנחשפים לחלקיקי סיליקון במהלך תהליך הייצור יכולים לפתח סיליקוזיס.
6. ניקוי מוליכים למחצה
תאים פוטו-וולטאיים (PV) עשויים פרוסות מוליכים למחצה המנוקות באמצעות חומרים כימיים רעילים. אלה מורכבים מחומצות גופריתיות והידרופלואוריות.
כדי למנוע נזקים וליצור את מרקם השטח המתאים, תהליך ניקוי זה הוא קריטי. חומצה הידרופלואורית, לעומת זאת, עלולה לשתות רקמות ולהסיר את העצמות, מה שהופך אותה לקטלנית לאדם לא מוגן. יש לטפל ולהיפטר בזהירות רבה.
מכיוון שקל יותר לטפל ולהיפטר עם נתרן הידרוקסיד והוא מהווה פחות סיכון לבריאות העובדים, ייתכן שזו אופציה בטוחה יותר.
7. מזהמים ופסולת סולארית
מכיוון שרק כעת מתחילות התוקף של מערכות הפאנלים המותקנות הראשונות לפוג, הבעיה של מיחזור פאנלים סולאריים מיושנים לא זכתה לתשומת לב רבה. הטיפול בפאנלים פוטו-וולטאיים שפג תוקפם הופך לנושא קריטי כעת כשפג תוקפם מתקרב.
למרות שעופרת וקדמיום נמצאים בפאנלים סולאריים - שניהם ידועים כגורמים לסרטן - הם מורכבים בעיקר מזכוכית. כתוצאה מכך, יש דאגות לגבי בטיחות המזהמים. הסרת זיהומים תעלה יותר למיחזור רכיבים אלה.
נכון לעכשיו, פאנלים סולאריים מיושנים מושלכים לעתים קרובות פנימה מזבלות מכיוון שלא ניתן לשנות אותם בקלות. מכיוון שהפנלים מכילים כימיקלים מזיקים, ישנן סכנות סביבתיות משמעותיות הקשורות בטכניקה זו.
למי הגשמים יש פוטנציאל לפרוק ולשטוף קדמיום, אשר לאחר מכן מחלחל לאדמה ומזהם את הסביבה הסובבת.
8. סיכונים סביבתיים של כרייה
רוב הטכנולוגיה המודרנית משתמשת במינרלים נדירים בייצור שלה. בדומה לכך, לוחות פוטו-וולטאיים עושים שימוש ביותר מ-19 מהמינרלים הלא שכיחים הללו.
אלו משאבים מוגבלים שנאספים בקפידה במקומות רבים ברחבי העולם. בעוד מדינות פועלות להגדלת ייצור אנרגיה מתחדשת ולספק את דרישת הצרכנים לטכנולוגיה, יש ביקוש גבוה להפליא למינרלים הללו.
מחקרים מצביעים על כך שלא יהיה מספיק אינדיום, רכיב המשמש בפאנלים פוטו-וולטאיים, כדי לענות על הביקוש האדיר ולתדלק את המהפכה הירוקה הזו.
תוצאות אלו מדאיגות, והשפעת הכרייה גורמת להן עוד יותר. הוכח שכרייה גורמת לבולענים, אובדן המגוון הביולוגי, והרעלת זרמי מים סמוכים על ידי פסולת מתכת חומצית במיוחד.
9. השפעה סביבתית של הובלת פאנלים סולאריים
פליטות הקשורות לתחבורה מפאנלים סולאריים מהווים בעיה נוספת. למרות שמיוצרים בכל העולם, פאנלים סולאריים מיוצרים בעיקר בסין, ארצות הברית ואירופה. יתר על כן, ייתכן שיהיה צורך לשלוח חלקים לפאנלים סולאריים מתוצרת מדינה אחת לאחרת.
בכנות, זה מאתגר להעריך את המדויק טביעת רגל פחמנית הקשורים לכל שלב בתהליך הייצור של כל סוג של פאנל סולארי. ההשפעות של ייצור פאנלים סולאריים על הסביבה לא נחקרו או תועדו בהרחבה.
עם זאת, על פי דיווחים, ה קואליציה בנושא שקיפות מחקר חומרים מנסה לכמת ולחשוף את טביעות הפחמן של כרייה, ייצור ומשלוח פאנלים סולאריים.
ראוי לציין כי כמות פליטת הפחמן הנוצרת במהלך ייצור פאנלים סולאריים נמוכה בהרבה מזו של מתקני אנרגיה קונבנציונליים ונמוכה בהרבה מזו של כריית פחם, fracking, או קידוח נפט.
בעיה שכיחה עם פאנלים סולאריים, לעומת זאת, היא מה שקורה להם לאחר תוחלת החיים הטיפוסית של 25 שנה, שחורגת מהתפוקה.
סיכום
למרות שאנרגיה סולארית אינה נטולת פגמים, באופן כללי, יש לה השפעה סביבתית ופיננסית חיובית נטו.
כן, כרייה והפקה של פאנלים סולאריים דורשים כמויות אדירות של אנרגיה, וכן, התהליך כולל שימוש בכימיקלים. עם זאת, בניגוד למה שמצביעים הנתונים, שתי העובדות שאין עליהן עוררין אינן רומזות שלפאנלים סולאריים יש השפעה שלילית נטו.
תוך פחות משנתיים תוחזר האנרגיה המשמשת לייצור פאנל סולארי. גם כאשר נשקלת אנרגיה סולארית בשלבי הייצור והעיבוד, הפליטות המופקות נמוכות פי 3-25 מאשר כאשר אותה כמות אנרגיה מופקת באמצעות דלקים מאובנים.
ניצול אנרגיה סולארית יש פחות פליטות מאשר ניצול כל דלק מאובנים, בעיקר פחם, מה שהופך אותו לטכנולוגיה מועילה מאוד.
המלצות
- התמודדות עם הפסקות אנרגיה באמצעות פתרונות סולאריים ניידים
. - ככל שהאנרגיה הסולארית ממשיכה לגדול, אתה יכול לצפות לה בכל מקום
. - כיצד פועלים תמריצים לאנרגיה מתחדשת?
. - 13 השפעות סביבתיות של חקלאות תעשייתית
. - רתימת השמש, הרוח והגלים: תפקידה של אנרגיה מתחדשת במאבק על שינויי האקלים
איש סביבה מונע תשוקה בעל פה. כותב תוכן מוביל בחברת EnvironmentGo.
אני שואף לחנך את הציבור על הסביבה ובעיותיה.
זה תמיד היה על הטבע, אנחנו צריכים להגן ולא להרוס.