Kronikk: Solceller kan bli den nye miljøtrusselen

Solceller har vært et av vår tids store håp innen grønn teknologi. Men grønnfargen blekner i lyset fra nyere forskning, skriver Otto Andersen i denne kronikken.

Publisert
 (Foto: Colourbox)
(Foto: Colourbox)

Solceller omgjør sollys til elektrisitet gjennom den fotoelektriske effekten, som ble oppdaget i 1839. Bruk av solceller oppfattes som en ikke-forurensende måte å fremskaffe elektrisitet på.

Det er håp om at framtidas globale energibehov skal kunne imøtekommes gjennom denne teknologien, uten miljøproblemer, som i sitatet fra Norsk Solenergiforening (24.10.13):

Energiinnstrålingen fra solen til jordkloden hvert år er flere tusen ganger større enn den energimengden som menneskene i verden bruker og mange ganger større enn jordens totale energireserver. Solenergi er tilgjengelig over hele jorden og relativt jevnt fordelt mellom landene. I dette perspektivet har solenergi potensiale til å bli den viktigeste fornybare energikilden i framtiden. Utnyttelse av solenergi baserer seg på bærekraftige og miljøvennlige løsninger.

Store solcelleanlegg verden over

Det finnes visjoner om bygging av storskala anlegg med solcellepaneler i solrike deler av verden, blant annet i Sahara. Dette har ofte vært knyttet sammen med optimistiske scenarioer om hydrogensamfunnet, der elektrisitet fra slike gigantiske solcelleanlegg forespeiles overført til Europa og brukt som energi for å produsere hydrogengass til framtids brenselcellebiler.

Utbredelsen av solceller er imidlertid svært begrenset i dag, og ifølge det internasjonale energibyrået (IEA) utgjør det mindre enn en prosent av den globale elektrisitetsproduksjonen. Men den vokser raskt, og IEA ser for seg at i 2050 vil 25 prosent av elektrisiteten i verden komme fra solenergi.

Tyskland er det landet med størst andel elektrisitet fra solceller, med tre prosent av landets elektrisitetsproduksjon fra denne teknologien. Der er det er der tegnet et glansbilde av solceller som redningen. Solceller, vindkraft og bioenergi skal gjøre landet uavhengig av kjernekraft og samtidig redusere klimagassutslippene. I enkelte byer i Tyskland, blant annet i Freiburg, er det blitt ganske vanlig å se bolighus med hele den sydvendte taksiden dekket av solcellepaneler.

Det har hittil ikke vært noen vesentlig debatt om negative miljøkonsekvenser av solcelleindustrien. Solceller har på mange måter har vært framstilt som den mest uproblematiske formen for fornybar elektrisitetsproduksjon.

Dette bildet endres radikalt når tilvirkningen av solcellene tas med i vurderingen.

Solcellenes livsløp gir negative miljøkonsekvenser

For å produsere solcellepaneler må man først lage wafere, som er tynne skiver av krystallisk silisium. Solcellewafere må ha riktig struktur, og for å få det går de gjennom en serie med behandlinger i ulike kjemikaliebad. Mellom hver behandling må waferene skylles i vann slik at kjemikalierester ikke blir med til neste bad. Dette gjentas flere ganger og medfører svært stort forbruk av vann. En middels stor solcellefabrikk (1,4 GW kapasitet) som utfører denne prosessen forbruker 15 000 liter vann per minutt, i følge NINES Photovoltaics. I tillegg til det høye forbruket tilføres vannet gjennom prosesstegene toksiske forbindelser som det er nødvendig å fjerne ved behandling i egne renseanlegg.

Det andre, og kanskje mer alvorlige ankepunktet ved solcelleproduksjonen, er utslipp av klimagasser. Det dreier seg blant annet om utslipp av gassene heksafluoroetan (C2F6), nitrogentrifluorid (NF3), og svovelheksafluorid (SF6). Disse er alle ekstremt kraftige klimagasser, med globalt oppvarmingdpotensiale (GWP) på henholdsvis 9200, 17200, og 39800. GWP er mål på gassenes effekt på atmosfærens oppvarming, i forhold til effekten den vanligste klimagassen CO2 har (GWP for CO2 er 1).

Kommer dårlig ut

Med disse faktorene inkludert i miljøregnskapet kommer solcelleteknologien svært dårlig ut, med veldig høye klimagassutslipp, når den sammenliknes med andre måter å fremskaffe elektrisitet på. Selv om resultatene fra ulike studier varierer mye, er det et generelt trekk at solcellenes livsløp innebærer et betydelig større utslipp av klimagasser enn andre teknologier for omdanning av fornybar energi til elektrisitet.

Med metodologi fra EU´s ExternE om eksterne kostnader for energi, er for eksempel livsløpsutslippene fra solcelleinstallasjoner i Tyskland beregnet til 180 gram CO2-ekvivalenter per generert kilovatt-time (kWh).

 (Foto: (Kilde: Andersen O (2013): Unintended Impacts of Renewable Energy. Springer, London))
(Foto: (Kilde: Andersen O (2013): Unintended Impacts of Renewable Energy. Springer, London))

Figuren nedenfor viser en sammenlikning med andre typer fornybar elektrisitetsproduksjon, for utslipp i deres livsløp inkludert produksjonen, angitt som gram CO2-ekvivalenter per generert kWh.

Den nye innsikten om solcellenes miljøbelastning må tas med i betraktning for å bidra til en mer nyansert debatt og utvikling av fornybar energi. Både solcelleteknologi og andre typer fornybar energi er analysert og drøftet i boka “Unintended Impacts of Renewable Energy” utgitt nylig på forlaget Springer.