Kronikk: Produksjon av solceller er fortsatt ikke optimal

I all iveren etter å løse miljøproblemer med fornybar energi, er det helt nødvendig å rette oppmerksomheten mot ulempene ved disse energiteknologiene, skriver Otto Andersen i denne kronikken.

Publisert
 (Foto: Colourbox)
(Foto: Colourbox)

Min kronikk Solceller kan bli den nye miljøtrusselen i forskning.no den 25.10.13 er blitt kritisert for at den ikke tar hensyn til siste tiårs energiteknologiutvikling og dermed at jeg i artikkelen opererte med for høye utslipp av klimagasser knyttet til produksjon av solceller.

Jeg syns det er viktig å reflektere rundt pågående teknologiutvikling, og hva som spesifikt bør gjøres for å unngå framtidige miljøbelastninger ved økt innfasing av solceller som teknologi for å produsere elektrisitet.

Ny utvikling

Da jeg skrev om de store miljøulempene ved produksjonen av solceller, tok jeg ikke med i betraktningen nyere utvikling som har skjedd og som fortsatt skjer i teknologi for etsing av solcellewafere. Et eksempel på denne teknologiutviklingen er det som er gjort i årene 2011-2013 i EU-prosjektet SOLNOWAT – Development of a competitive 0 Global Warming Potential (GWP) dry process to reduce the dramatic water consumption in the ever-expanding solar cell manufacturing industry.

Til dette prosjektet, som Vestlansforsking deltok i, ga EU-kommisjonen 10 millioner kroner for å utvikle en teknologi for produksjon av solceller med redusert miljøbelastning. Når resultatene fra dette prosjektet tas med i betraktningen, kan produksjonen av solceller på sikt gjøres betydelig mer miljø- og klimavennlig.

Dette er veldig bra og viser at fokus på miljøforbedringer gir gode resultater. Men når man går nøyere inn på tematikken, er det dessverre likevel ikke problemfritt.

Det høye vannforbruket er et problem

Solcellewafere, som består av tynne skiver krystallinsk silisium, går i produksjonsprosessen gjennom en rekke behandlinger, eller etsinger,  i mange kjemikaliebad. Dette gjøres for å gi solcellene best mulig overflatestruktur, som er avgjørende for effektiv omdanning av sollys til elektrisitet.

Etter hvert kjemikaliebad må de vaskes rene. Dette medfører et svært høyt forbruk av rent vann, opptil 15 000 liter per minutt for en gjennomsnittlig stor solcellefabrikk. Selv om noe av vannet kan gjennvinnes, forandrer ikke dette på det faktum at det høye forbruket av vann ikke er miljøvennlig. En grunnleggende ny teknologi er nødvendig for å redusere vannforbruket.

Et skritt i riktig retning

Det høye vannforbruket er knyttet til de våtkjemiske etseprosessene for solcellewafere. I prosjektet SOLNOWAT har man utiklet en grunnleggende forskjellig teknologi for etsing av solcellefwafere. Istedenfor våtkjemisk etsing i kjemikaliebad, benyttes en tørrkjemisk prosess, basert på bruken av fluorgass.

Dette innebærer imidlertid potensielt nye helse- og miljøproblemer, knyttet til utslipp av disse gassene. Derfor ble helse- og miljøbelastninger grundig kartlagt og vurdert i et livsløpsperspektiv.

Forbedringspotensialtet

Resultatene av livsløpsvurderingene i SOLNOWAT viste at den tørrkjemiske teknologien utgjør en stor miljøforbedring, med betydelig lavere vannforbruk og utslipp av klimagasser:

Den tørrkjemiske prosessen reduserer klimagass-utslippene med 63 prosent og 20 prosent per wafer i forhold til to ulike typer våtkjemiske prosesser. Vannforbruket reduseres med 85 prosent og 89 prosent.

Livsløpsvurderingen som ble gjennomført i SOLNOWAT ga i tillegg som resultat at den tørrkjemiske etseteknologien ikke medfører økte toksiske utslipp. Dette til tross for bruken av fluorgass, som er en svært giftig gass.

Vikitg å vise ulempene

Solceller har et stort potensiale som teknologi for å lage elektrisitet fra en fornybar energikilde. Men i iveren etter å løse miljøproblemer ved å gå over til fornybar energi, er det helt nødvendig å rette oppmerksomheten også på ulempene ved disse energiteknologiene. Dette for å unngå utilsiktede negative konsekvenser, som beskrevet i boka Unintended Consequences of Renewable Energy.

For solceller er det et vesentlig problem at dagens teknologier for etsing av wafere forbruker store mengder vann. Ny teknologi, som for eksempel tørrkjemisk etsing, utgjør et skritt i riktig retning, men det gjenstår å ta denne teknologien i bruk.