Az Egyesült Államok Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriumának (NREL) kutatói szerint a vékonyréteg-technológiák, mint például a kadmium-tellurid (CdTe) és a perovszkitok felhasználása, jelentősen csökkenthetik a PV szén-dioxid-intenzitását a szilícium alternatívájához képest.
Az „Embodied Energy and Carbon from Manufaced of Cadmium Telluride and Silicon Photovoltaics” című cikkben a csoport megállapította, hogy a fotovoltaikus technológia típusa és a gyártás helye egyaránt nagy hatással van a szén-dioxid-kibocsátás mennyiségére.
A tanulmány megjegyezte, hogy minden olyan intézkedés, amely a vékonyrétegű napelemek fokozottabb elterjedéséhez és/vagy a már kiépített napenergia szén-dioxid-kibocsátásának jelentős csökkenéséhez vezet a gyártási hálózatok összetételének megváltoztatása révén, kimutathatóan segíti a világot abban, hogy a fennmaradó becsült szén-dioxid-költségvetésen belül maradjon.
A költségek és hatékonyság értékelése a középpontban
A napenergia-technológiák globális dekarbonizációs célokra gyakorolt hatásának megértéséhez a kutatók az olyan hagyományos adatokon túlra tekintettek, mint például a költség, a teljesítmény és a megbízhatóság. Kiértékelték a felhasznált energiát és a szén-dioxidot – a napelem-modul gyártása során felmerülő összes energiaköltséget és szén-dioxid-kibocsátást –, valamint az energia megtérülési idejét (azt az időt, amely alatt egy PV-rendszer ugyanannyi energiát állít elő, mint amennyi az előállításához szükséges volt).
„A legtöbb előrelépést a költségek és a hatékonyság vezérelte, mivel ezek a mutatók könnyen értékelhetők” – mondta Matthew Reese, az NREL fizikai kutatója. „De ha a célunk része a szén-dioxid-mentesítés, akkor van értelme annak hogy ettől átfogóbb képre tekintsünk. Minden bizonnyal van előnye annak, ha megpróbáljuk növelni a hatékonyságot, azonban más tényezők is befolyásolják a dekarbonizációs erőfeszítéseket.”
Míg jelenleg a szilícium PV uralja a piacot, a vékonyfilmes PV-technológiák, mint például a CdTe és a perovszkitok, lehetőséget kínálnak a szén-dioxid-intenzitás csökkentésének megduplázására a kutatás szerint.
A napelemet gyártó országok jelenlegi hálózati keverékeit megvizsgálva a csapat azt is megállapította, hogy a tisztább energiaösszetételű gyártás – a magas széntartalmú keverékek használatához képest – további 50%-kal csökkentheti a kibocsátást.
A szerzők abban reménykednek, hogy a probléma nagyságrendjének szemléltetésével írásuk arra készteti az embereket, hogy újra szemügyre vegyék a vékonyfilmes PV-technológiák és a tiszta hálózati keverékekkel történő gyártás lehetséges felhasználását.
„A PV egyik nagy erőssége, hogy rendelkezik ezzel a pozitív visszacsatolási hurokkal” – mondta Nancy Haegel, az NREL Anyagtudományi Központjának igazgatója. „Amint megtisztítjuk a hálózatot – részben azáltal, hogy több PV-t adunk hozzá –, a PV gyártás tisztább lesz, ezáltal a fotovillamosság még jobb termék lesz.”
Az eredmények megegyeznek a SolarPower Europe kereskedelmi szervezet által tavaly közzétett kutatással, amely szerint a vékonyrétegű PV kibocsátása az életciklusa során „szignifikánsan alacsonyabb, mint a szilícium alapú PV-termékeknél”. Ez annak köszönhető, hogy a szilícium alapú napelemes termékekhez képest alacsonyabb az alapanyagok feldolgozásához szükséges energia, valamint a modulok készítéséhez szükséges félvezető anyag.
A napelemek gyártásának és telepítésének szén-dioxid-mentesítésére irányuló iparági erőfeszítéseket egy közelmúltbeli PV Tech cikkben vizsgálták meg. Michael Parr, az Ultra Low-Carbon Solar Alliance ügyvezető igazgatója akkor azt mondta: „A leggyorsabb módja annak, hogy a napenergia-gyártásban alacsonyabb szénlábnyomot érjünk el, ha a létesítményt olyan földrajzi területen építjük fel, ahol viszonylag szén-dioxid-mentesített hálózat áll rendelkezésre.”
