Som ni vet producerar solpaneler i drift el utan koldioxidutsläpp. Men när det kommer till deras tillverkning och installation blir allt inte så tydligt. De flesta åsikterna angående produktion av solpaneler har fokuserat på de element som ingår i själva panelernas sammansättning, såsom gallium, kadmium, germanium, indium, selen och tellur. Men den stora mängden aluminium som behövs för att hysa framtida solcellsinstallationer kan också skapa ytterligare problem, enligt en ny studie.
"Jag insåg inte hur mycket aluminium som krävs för ramar och moduler, fästen och växelriktare", säger Alison Lennon, forskare vid UNSW Sydney School of Photovoltaics and Renewable Energy. Hon tillade att aluminium används oftast eftersom det är ganska lätt och motståndskraftigt mot korrosion.
2020 publicerade Världsbanken ett ofta citerat policydokument med titeln Minerals to Combat Climate Change: The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition. I denna rapport identifierade författarna aluminium som ett av de användbara materialen vars produktion måste ökas avsevärt om världen ska nå sina miljömål.
Men Lennon hävdade att Världsbankens rapport tar upp ett tidigt program för ren energi från Internationella energibyrån som kräver så lite som 4 TW solcellsinstallationer till 2050. Detta är mycket blygsamma uppskattningar jämfört med vad många andra, mer relevanta program nu förutspår.
I sin presentation tittade Lennon och hennes team på den solcellskapacitet på 60 TW som fastställts av den senaste International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV). Detta skulle innebära att världen skulle behöva producera 4,5 TW extra kapacitet varje år fram till 2050 för att nå nettonollutsläpp och begränsa den globala uppvärmningen till mindre än 2°C. Som jämförelse: i slutet av 2020 installerades solcellsanläggningar med en total kapacitet på drygt 700 GW.
ITRPV-rapporten går in i detalj om solcellsdesign, från modulstorlek och effektivitet till vilka som har aluminiumramar. Lennons team extrapolerade dessa data från 2030 till 2050 och använde data för att mäta faktorer som mängden aluminium i strukturen, samt hur mycket återvunnet aluminium som kunde användas i ramar och fixturer. Teamet försökte också förutse hur branschen skulle förändras över tid genom att titta på tillgängliga perspektiv. Baserat på denna dataanalys kunde teamet förutsäga mängden aluminium som världen skulle behöva till 2050.
Den totala mängden aluminium som krävdes för att tillverka ramarna, stöden och höljena till växelriktarna var 486 miljoner ton. Som jämförelse räknade Världsbanken bara till cirka 100 miljoner ton.
Problemet är inte att det inte finns tillräckligt med aluminium i världen – det är ganska lätt att tillverka – utan att dess produktion kan leda till stora utsläpp av växthusgaser. Produktion av ett ton aluminium från bauxit, en vanlig källa till elementet, producerar 14 till 16 ton CO2. Lägger man till detta de utsläpp som genereras genom att generera den elektricitet som krävs genom att elda kol eller fossila bränslen i allmänhet, är utsläppsintensiteten helt enkelt enorm.
Lennon noterade att koldioxidutsläpp i landets elsystem kan minska utsläppen avsevärt. Studien drar slutsatsen att världen kan få tillräckligt med aluminium för solcellssystem, men detta kommer först att kräva vissa förändringar i sättet det produceras. En annan lösning är att använda återvunnet aluminium. Enligt Lennon är aluminium "oändligt återvinningsbart". "[Vi] måste tänka noga på hur aluminium kommer att produceras," sa hon.
bbabo.Net