Sončne elektrarne so eden od simbolov zelenega prehoda. Vidimo jih na strehah hiš, industrijskih objektih in v velikih sončnih parkih. Sonce je obnovljiv vir, ki ne oddaja CO₂ pri sami proizvodnji elektrike, kar je velika prednost sončnih celic. A tudi sončna energija ima svojo drugo plat, ki je na prvi pogled manj očitna.
Najprej je tu proizvodnja sončnih celic. Ta je draga, energetsko intenzivna in ne poteka brez vpliva na okolje. Za izdelavo modulov je potrebna velika količina energije, vode in surovin, kot so silicij, steklo, aluminij in baker. Pri proizvodnji polprevodnikov, na katerih temeljijo sončne celice, nastajajo tudi strupene kemikalije in plini z zelo velikim vplivom na podnebje. Nekateri fluorirani plini imajo bistveno večji toplogredni učinek kot CO₂, t. i. »večne kemikalije« (PFAS – per- in polifluorirane snovi) pa se v okolju skoraj ne razgradijo in zahtevajo posebne postopke čiščenja. Polprevodniška industrija tako ustvarja tudi nevarne odpadke, ki jih je treba skrbno obdelati.
Vsak sončni modul ima v sebi že vgrajen določen ogljični odtis. Včasih so potrebna tudi do štiri leta obratovanja, da sončna elektrarna s “čisto” proizvodnjo izravna emisije, nastale pri njeni izdelavi. Šele nato lahko govorimo o neto prihranku emisij.
Drugi izziv je učinkovitost. Teoretično lahko posamezna sončna celica doseže zelo visoko učinkovitost, v praksi pa celoten modul pretvori v elektriko le približno 15–22 % sončne energije. Velik del svetlobe se odbije ali pretvori v toploto. S časom se učinkovitost še zmanjšuje, kar je poseldica vročine, mraza, UV-sevanja in vremenskih vplivov. Zaradi vsega tega sončne celice vsako leto izgubijo del svoje zmogljivosti. Po 25 letih delovanja je njihova dejanska učinkovitost precej nižja kot ob začetku.
Ker je izkoristek omejen, potrebujemo za večje sončne elektrarne velike površine. Elektrarna z močjo 1 MW lahko zasede 1–2 hektarja. To pomeni, da je treba očistiti teren, odstraniti rastlinje in zgraditi infrastrukturo. Na nekaterih lokacijah je to smiselno (na primer na strehah ali degradiranih območjih), drugje pa lahko vodi do izgube habitatov, fragmentacije prostora in vpliva na lokalne ekosisteme.
Slika 1: Vpliv sončnih elektrarn na habitat (foto via Great Plains Institute)
Dodatno vprašanje je tudi učinek toplotnega otoka. Površina sončnih modulov je temna, zato vpija veliko sončne energije. Le manjši del se pretvori v elektriko, preostanek pa se oddaja nazaj v okolje kot toplota. Meritve kažejo, da je zrak nad večjimi fotovoltaičnimi polji lahko ponoči tudi za nekaj stopinj toplejši kot v okolici. Če so takšne elektrarne majhne in razpršene, je učinek predvsem lokalni. Če pa bi z njimi prekrili ogromna območja, na primer večji del Sahare, bi lahko to vplivalo tudi na globalne podnebne vzorce: spreminjalo kroženje zraka, vplivalo na padavine in celo povečalo tveganje za ekstremne vremenske pojave. To so za zdaj predvsem scenariji in modeli, a kažejo, da pri velikih projektih ni dovolj razmišljati samo o »čisti elektriki«, temveč tudi o širših posledicah.
Velik in vse bolj aktualen problem so tudi odpadne sončne celice. Vsebujejo materiale in spojine, ki so podobne tistim v elektronskih odpadkih, zato jih ne moremo preprosto odložiti na navadno odlagališče.
Recikliranje je tehnično mogoče, vendar je trenutno za nekajkrat dražje od odlaganja, poleg tega pa je infrastruktura za sistematično zbiranje in recikliranje še slabo razvita. Zato veliko starih modulov konča na odlagališčih ali v državah v razvoju, kjer njihovo ročno razdiranje predstavlja tveganje za zdravje ljudi in okolje.
Slika 2: Odpadni sončni paneli – zamolčana okoljska nevarnost sončnih elektrarn (generirano s Canva AI)
Ocene kažejo, da bi lahko do leta 2050 po svetu imeli tudi do 80 milijonov ton odpadnih sončnih panelov. Ker pa se zaradi subvencij, novih generacij modulov in potrošniških navad življenjska doba v praksi pogosto skrajša, bomo prve večje valove odpadnih panelov dočakali bistveno prej, kot je bilo sprva načrtovano.
Sončne elektrarne ostajajo izjemno pomemben del zelene energetike – brez njih podnebnih ciljev ne bomo dosegli. A če želimo, da bodo resnično trajnostne, moramo poskrbeti za:
- učinkovito reciklažo proizvodnih odpadkov in odpadnih modulov,
- izboljšanje učinkovitosti modulov,
- pametno izbiro lokacij (prednostno strehe, že degradirana območja).
Le tako bo sončna energija res svetla točka zelenega prehoda in ne tudi nov vir skritih okoljskih problemov.
Opomba: Vsi prispevki iz serije Svet podnebnih sprememb.