ראשי / כתבות ומאמרים / רווח נקי : המאזן הסביבתי *האמיתי* של התאים הסולאריים

רווח נקי : המאזן הסביבתי *האמיתי* של התאים הסולאריים

האנרגיה הסולארית ידועה ככזו שאינה גורמת זיהום סביבתי, אינה פולטת גזי חממה ואינה צורכת דלקים פוסילים מזהמים. אולם עם התפשטותה של “המהפכה הסולארית” בעולם קמו לה גם מתנגדים, אשר מעלים טענות באשר לתרומתה הסביבתית “האמיתית”.

אחת הרווחות שבהן גורסת כי בייצורו של תא סולארי פוטו-וולטאי כרוכה אנרגיה מזהמת כה רבה, עד כי תרומתו לסביבה במהלך חייו פחותה מהזיהום שגורם ייצורו. מחקרים מצאו כי טענה זו אינה יותר מאשר מיתוס שמקורו בבּורוּת.

 

מהייצור עד המיחזור

כאשר מחשבים את “טביעת הרגל הפחמנית” של תא פוטו-וולטאי יש להתייחס למחיר הסביבתי שגובה מחזור חייו, מהייצור עד המיחזור.

כמו כל ייצור תעשייתי, גם לייצורם של התאים הפוטו-וולטאים נדרשת אנרגיה. מרבית התאים והמערכות הסולאריות הנמכרים היום עשויים מסיליקון גבישי, ולייצורם נדרש סיליקון מזוקק. החלק הצורך את עיקר האנרגיה בתהליך ייצור תא פוטו-וולטאי הוא זיקוק הסיליקון והפיכתו לגבישי. ההיבטים הנוספים בייצור אשר צורכים אנרגיה כוללים את חיתוך הסיליקון לשבבים, עיבוד השבבים לכדי תאים, הרכבת התאים לכדי מערכות פוטו-וולטאיות והאנרגיה הדרושה לתפעול המפעל המייצר.

נכון להיום מייצרת התעשייה הפוטו-וולטאית את גבישי הסיליקון משאריות סיליקון שהיא רוכשת מתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה. התהליך שעובר הסיליקון בתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה ושינועו למפעלי התעשייה הסולארית נכללים בחישוב צריכת האנרגיה הדרושה לייצור תא פוטו וולטאי. אולם בעתיד הקרוב תוכל התעשייה הפוטו-וולטאית לייצר את הסיליקון הדרוש לה בעצמה, מה שיפחית את צריכת האנרגיה בייצור.

בנוסף, מפעלים רבים לייצור תאים פוטו-וולטאים מתקינים על גגותיהם תאים סולאריים פוטו-וולטאים בהיקף גדול. בכך הם מקזזים את צריכת האנרגיה ששימשה לייצור התא הפוטו-וולטאי עם האנרגיה שמייצרים התאים על הגג, מה שמפחית את טביעת הרגל הפחמנית של שלב הייצור לאפס. כך, כוללת טביעת הרגל הפחמנית של התאים הפוטו-וולטאים המיוצרים רק את ה”עלויות” הסביבתיות של הובלתם והתקנתם.

בסיום חייהם עוברים התאים הפוטו-וולטאים פירוק וחלקיהם נשלחים למיחזור. תא פוטו-וולטאי מורכב ממסגרת אלומיניום, לוח זכוכית, סיליקון וקופסת חיבורים עם זוג כבלים. כל הרכיבים מתפרקים בקלות וניתנים למיחזור, מה שמצמצם עוד את השפעתם הסביבתית.

ההחזר האנרגטי

כאשר מעריכים את התרומה הסביבתית של תא פוטו-וולטאי יש להביא בחשבון גם את פרק הזמן שבו “מחזיר” המוצר לסביבה את האנרגיה שהושקעה בייצורו. יש להבהיר, כי אין מדובר על החזר ההשקעה הכספית שנדרשה לייצור המערכת, אלא על זמן החזר ההשקעה האנרגטית. חוקרים אשר לקחו בחשבון את ההתפתחות הטכנולוגית הצפויה הגיעו למסקנה שההחזר האנרגטי של מערכת פוטו-וולטאית עומד על 1-3 שנים.

על פי החישוב הזהיר ביותר, ייצורה של מערכת סיליקון חד-גבישית דורש היום כ-600 קילו-ואט-שעה חשמל למטר רבוע (kWh/m2), וייצורה של מערכת רב-גבישית כ-420 kWh/m2. בתנאים סטנדרטים עומדת יעילות המרת האנרגיה של מערכת כזו על 16-18% ואור השמש הזמין על כ-1,700 קילו-ואט בשנה (בארה”ב הממוצע עומד על 1,800).

תחת הנחות אלה נמצא כי נכון להיום עומד זמן החזר ההשקעה האנרגטי על כ-3 שנים במדינות בהן קרינת השמש נמוכה, ועל 0.5-1.5 שנים במדינות בהן קרינת השמש גבוהה. בעוד כ-10 שנים, כשיגדל מאגר הסיליקון האיכותי הנדרש לתעשייה הפוטו-וולטאית ויעילות המרת האנרגיה תגבר, יפחת ההחזר האנרגטי במדינות שאינן שטופות שמש לשנתיים בלבד. כשמדובר על תת-מערכות פוטו-וולטאיות העשויות מפס סיליקון דק, עומד היום ההחזר האנרגטי על 1-2 שנים בלבד, וצפוי לפחות משמעותית בעתיד הקרוב.

אם כך, מאחר שאורך חייו של תא פוטו-וולטאי הינו, בממוצע, 30 שנה, והוא משיב את האנרגיה שנדרשה לייצורו בתוך 1-3 שנים, ביכולתו להפיק 26-29 שנים של אנרגיה שאינה כרוכה בזיהום סביבתי, פליטת גזי חממה וצריכת משאבים. במילים אחרות, כ-87-97% מהאנרגיה שמייצר תא פוטו-וולטאי בשנות פעילותו היא אנרגיה נקייה לחלוטין.

פליטת גזי חממה

אך מעבר להחזר האנרגטי, עיקר תרומתו הסביבתית של תא פוטו-וולטאי בכך שהוא חוסך ליצרני החשמל הקונבנציונלי עבודה, ומחליף את החשמל המזהם בחשמל “נקי”. כאשר פוחת ייצור החשמל המזהם, פוחת שיעור פליטת גזי החממה של תחנות הכוח.

לדוגמא, משק בית ממוצע בארה”ב צורך כ-830 קילו-ואט-שעה חשמל בחודש. מערכת סולארית פוטו-וולטאית המותקנת על הגג תחסוך ליצרני החשמל הקונבנציונאלי חצי מכמות ייצור החשמל ובכך תפחית את שיעור פליטת גזי החממה שלהם בחצי. כך, במהלך 28 שנות ייצור האנרגיה הנקייה בחייו של תא פוטו-וולטאי ממוצע, ייחסכו עבור משק בית כזה פליטות של כרבע טון חומצה גופרתית, שישית טון חנקן חמצני וכ-50 טון פחמן דו-חמצני.

מדובר בהערכת-חסר, שכן דוגמא זו אינה לוקחת בחשבון את ההתפתחויות הטכנולוגיות שכבר מתממשות, ובעיקר את העובדה שנפח הייצור הגלובאלי של תאים פוטו-וולטאים עולה בכל שנה, מה שמגביר את יעילות ייצור האנרגיה ומפחית עוד את שיעור פליטת גזי החממה הגלובאלי.

ומה בישראל?

בישראל קיימים תנאים אשר הופכים את ההשקעה בתאים פוטו-וולטאים המותקנים על גגות להשקעה סביבתית חכמה וכדאית במיוחד.

קודם כל, בגלל השמש. רמת קרינת השמש השנתית הממוצעת בישראל גבוהה עד פי 2 מקרינת השמש השנתית הממוצעת באזורים מסוימים באירופה או בארה”ב, ולכן זמן החזר ההשקעה האנרגטי קצר יותר. כך, בטכנולוגיה של היום, עומד זמן החזר ההשקעה האנרגטי של תא פוטו-וולטאי בישראל על חצי שנה עד שנה וחצי בלבד.

בנוסף, בישראל שיעור פליטת גזי החממה לאוויר גבוה ביחס למדינות בהן מתבסס ייצור החשמל על טכנולוגיות פחות מזהמות, ולכן פוטנציאל התרומה הסביבתית של התאים הפוטו-וולטאים גבוה יותר.

כתבות שעשויות לעניין אותך

There are no reviews yet. Be the first one to write one.

Call Now Button