Hoe schoon is zonne-energie?

Ik las een interessant artikel in de Economist (sowieso een aanrader) over zonne-energie. In dit blog een korte uitleg over waar het artikel over gaat. Dat zonnepanelen geen broeikasgassen zoals CO2 uitstoten wanneer ze zonne-energie opwekken is voor de meeste mensen wel duidelijk. Dit is één van de redenen dat zonnepanelen erg populair zijn bij mensen die zich zorgen maken over klimaatverandering.

Er zijn wel sceptici die aangeven dat er een hoop energie nodig is om zonnepanelen te fabriceren. En dan met name tijdens het smelten en schoonmaken van de siliconen die zonnepanelen nodig hebben voor het verwerken en opvangen van zonne-energie. Daar is een hoop warmte voor nodig. Het smeltpunt voor siliconen ligt op 1414 ºC, dit is maar 124 ºC minder dan dat van ijzer.

Siliconen worden gesmolten in elektrische ovens die, op dit moment, de meeste elektriciteit produceren door het verbranden van fossiele brandstoffen. Dit zorgt dus wel voor het vrijkomen van CO2. Dus zodra een zonnepaneel aan het werk gaat, begint het paneel met een 'koolstofdioxide schuld' die, vanuit een broeikasgas perspectief, terugbetaald moet worden om bij te dragen aan de oplossing in plaats van onderdeel te zijn van het probleem. Sceptici gaan soms zo ver door aan te geven dat als het motief van het aanbrengen van zonnepanelen gebeurd vanuit milieuperspectief (wat vaak het geval is, maar zeker niet altijd) dat het dan nutteloos is.

Onderzoek

Wilfried van Sark, universiteit van Utrecht, en zijn collega's hebben om deze reden geprobeerd om de discussie te onderbouwen met cijfers. Dit hebben ze gerapporteerd in Nature Communications, ze hebben berekend hoeveel energie er nodig is geweest om alle zonnepanelen die geïnstalleerd zijn wereldwijd tussen 1975 en 2015 te produceren, evenals de hoeveelheid CO2-uitstoot er gemoeid ging met het opwekken van energie voor de productie van de zonnepanelen.

Tevens hebben ze gekeken naar de hoeveelheid energie die de panelen hebben opgewekt en naar de uitstoot die dit bespaard heeft. Eerdere onderzoeken hebben ook life-cycle analyses gedaan. Geen ander onderzoek heeft daarin meegenomen dat het produceren van panelen efficiënter is geworden in de loop der tijd.

Methode

Om het aantal panelen wereldwijd in te schatten, hebben Dr. Van Stark en zijn teamdata gebruikt van het Internationale Energie Agentschap. Om te achterhalen hoeveel energie er nodig is voor het produceren van de panelen hebben ze gekeken naar tientallen onderzoeken. Om te berekenen hoeveel CO2 uitstoot er plaatsvond tijdens de productie is er gekeken naar de plaats waar het paneel is geproduceerd en naar het moment waarop het paneel is geproduceerd.

Als voorbeeld, een paneel uit China kost bijna het dubbele in CO2 uitstoot ten opzichte van een Europees paneel.Dat komt omdat China in zijn energie-gebruik veel meer afhankelijk is van fossiele brandstoffen. Dat betekent dus ook dat het installeren van panelen in China een groter voordeel oplevert voor het milieu ter plaatse aangezien een paneel daar voor een groter deel fossiele brandstoffen vervangt.

Uitkomsten

Toen het onderzoeksteam al deze factoren had berekent, kwamen ze erachter dat zonnepanelen die nu geproduceerd worden verantwoordelijk zijn voor gemiddeld 20 gram CO2 per kilowatt-uur energie die ze produceren over de levensduur van het paneel (geschat op 30 jaar, ongeacht wanneer ze geproduceerd zijn). Dat is een stuk minder dan de 400-500 gram in 1975. Dit betekent dus ook dat de tijd die nodig is om de verbruikte energie voor de vervaardiging van het paneel nu 2 jaar is in plaats van ongeveer 20 jaar. Omdat er meer panelen worden geproduceerd neemt ook de efficiëntie toe. Het team ontdekte dat voor iedere verdubbeling van de wereldwijde zonne-energie capaciteit de benodigde energie voor het maken van een paneel daalde met ongeveer 12% en de uitstoot van CO2 afnam met 17-24%

Het gevolg van al het uitzoeken van deze cijfers is minder helder dan de gemiddelde milieu-activist zou hopen. Afhankelijk van de nummer die in het model worden ingevoerd kan het wereldwijde break-even punt (het moment waarop energie kosten bij productie gelijk zijn aan de opbrengst van zonne-energie) bereikt zijn in 1997, of kan er zelfs nog niet zijn. Maar zelfs als dat laatste het geval is, dan is er onder het meest pessimistische scenario een break-even punt bereikt in 2018. Daarna is er geen enkel argument meer te bedenken waarom je niet zou overstappen op zonne-energie.