Fotografija: Chuttersnap (Unsplash)
U ovom stoljeću svjedočimo brzom rastu u uporabi solarnih ili fotonaponskih (PV) panela za iskorištavanje energije Sunca i proizvodnju električne energije u kućanstvima i industriji. Uz globalnu „zelenu agendu“ koja ističe važnost dekarbonizacije proizvodnje energije, bitan čimbenik ovog trenda je i drastičan pad cijene solarne tehnologije. Od 2000. godine, cijena je pala 85%, s 5 USD na 0,27 USD po instaliranom wattu električne energije u 2021. godini.
U Hrvatskoj, značajniji pomak vidljiv je tek u posljednjih nekoliko godina – tijekom 2022. u kućanstvima je instalirano više solarnih elektrana nego u prethodnim godinama zajedno, a ove godine pozitivan trend se nastavio.
Prema službenim podacima, na distribucijsku mrežu HEP-Operatora distribucijskog sustava na dan 30.9.2023. godine u Hrvatskoj je bilo priključeno 8779 sunčanih elektrana u kućanstvima te 4097 sunčanih elektrana u sektoru poduzetništva. U jedinici instalirane snage, to je jedva nešto više od 800 megawatta.
Unatoč tome, u Hrvatskoj je udio električne energije proizvedene iz Sunca i dalje manji od 1 % dok je europski prosjek oko 10 %.
Naš prostor za napredak je velik, no sve veća zastupljenost solarnih elektrana suočava nas i s mogućim negativnim utjecajima. Zbog toga se i na našim predavanjima i kanalima redovito susrećemo s pitanjima „Razmišlja li itko što s otpadom nakon 25 godina?” ili “Toga će biti puno, kamo ćemo sa svim tim otpadom?“. No krenimo redom.
Proizvodnja solarnih panela
Solarni paneli se prvenstveno izrađuju od silicija (koji je u biti pijesak i drugi najzastupljeniji element na Zemlji), a koji se posebno obrađuje i koristi za stvaranje fotoosjetljive ploče. Gotovo 95 % svjetskih solarnih panela koristi upravo tu silikonsku bazu, a preostalih 5 % koristi eksperimentalni materijal kao što je organski fotonapon. Tu je još i površinski sloj stakla koji štiti panel, zatim metalni, najčešće aluminijski okvir koji sve to drži na okupu i daje formu samom panelu. Sam proces ekstrakcije potrebnih sirovina troši energiju i resurse, a pored tog utjecaja na okoliš je važno uzeti u obzir i ograničenost nekih resursa budući da fotonaponska instalacija zahtijeva aluminij, bakar, čelik, srebro, silicij, grafit i dr. No izgradnja drugih tipova elektrana također zahtijeva značajnu upotrebu resursa, energije, vode, prostora i novca te sve to treba uzeti u obzir prilikom odluke o proizvodnji energije.
Ako izdvojimo samo usporedni ugljični otisak elektrane u njenom životnom vijeku, tada je prema IPCC-u[1] ugljični otisak krovnih solarnih panela otprilike 12 puta manji od ugljičnog otiska prirodnog plina i 20 puta manji od ugljena, u smislu emisija CO2-ekvivalenta po kWh proizvedene električne energije. Međutim, krovna solarna energija ima veći ugljični otisak od hidro, nuklearnih i kopnenih vjetroturbina.
Za potrebe ovog teksta, zadržat ćemo se na krovnim solarnim panelima i njihovoj ulozi u cijenom priuštivoj i brzoj dekarbonizaciji izvora energije, odnosno odmaku od fosilnih goriva. Svojim radom solarna elektrana u 3-5 godina ovisno o uvjetima i lokaciji povrati energiju potrebnu za proizvodnju solarnog sustava, a sljedećih 20-25 godina njena proizvodnja izravno doprinosi uštedama i izbjegavanju korištenja energije iz drugih izvora, a najčešće su to fosilna goriva.
Više o tome kako solarna industrija unaprjeđuje održivost čitavog lanca vrijednosti fotonapona kao izvora energije, može se pronaći u izvješću u izdanju europskog udruženja Solar Power Europe. Izvješće se bavi okolišnim, društvenim i ekonomskim aspektima solarne energije, donosi suvremene prakse koje industrija poduzima kako bi povećala održivost, a uključuje teme ugljičnog otiska, cirkularnosti, održivosti i transparentnosti dobavnog lanca, bioraznolikosti, planiranja i ljudskih prava.
Korištenje solarnih panela
Nakon ugradnje panela i puštanja solarne elektrane u pogon, više nema emisija stakleničkih plinova. Zbog toga se solarna tehnologija smatra jednom od najodrživijih tehnologija obnovljive energije.
Ugradnja solarnih panela na krov objekta, poput obiteljske kuće, ne uzrokuje gotovo nikakve negativne učinke. Međutim, postavljanje solarnih panela na tlo može rezultirati gubitkom staništa, odnosno smanjenjem bioraznolikosti te vizualnom promjenom krajolika. Također je bitno voditi računa da ne dolazi do zloupotrebe poljoprivrednog zemljišta u postojećem trendu postavljanja agrosolara koji kombinirano donose koristi za poljoprivredne kulture i dodatan prihod poljoprivrednicima od proizvodnje solarne energije. Više o temi agrosolara pronaći ćete u Studiji o potencijalu uporabu solarne energije u izdanju udruženja Obnovljivi izvori energije Hrvatska.
Što se događa na kraju životnog vijeka solarnih panela?
Garancija koju proizvođači daju na maksimalnu učinkovitost solarnih panela je barem 25 do 30 godina, a više od 96 % materijala iz solarnih panela se može reciklirati. Na kraju njihovog životnog ciklusa treba ih reciklirati ili odlagati na odgovarajući način, a u regulaciji Europske unije i Republike Hrvatske su klasificirani kao električna i elektronička oprema zbog čega podliježu pravilima gospodarenja takvom vrstom otpada.
Bitno je znati da se solarni paneli postavljaju koncentrirano na specifičnim lokacijama što olakšava prikupljanje i recikliranje materijala od kojih su napravljeni. Također, propisano je da proizvođači električne i elektroničke opreme moraju osigurati mogućnost recikliranja tehnologija, a u Europi se ubrzano radi i na razvoju tog aspekta solarnog fotonaponskog ciklusa uz poticanje inovacija i razvoja tvrtki koje rade na rješenjima kao što je na primjer francuska tvrtka ROSI – Return of Silicon ili njemačka tvrtka FLAXRES.
Činjenice o otpadu od solara u odnosu na ukupni otpad u Europi
Nedavno je u jednom medijskom članku koji se bavio temom „mračne“ strane solarnih panela izneseno kako “se predviđa da će se do 2050. proizvesti gotovo 78 milijuna tona otpada od solara”. Odlučili smo se pozabaviti tom brojkom jer 78 milijuna tona otpada djeluje pomalo zastrašujuće, posebno ako se izdvoji iz ukupnog konteksta otpada.
U Europskoj uniji se svake godine proizvede 2,15 milijardi tona otpada ili 5.000 kg po stanovniku. Od ove količine svih vrsta otpada, samo 10 % pripada otpadu iz kućanstava, dok 64 % odlazi na otpad od rudarenja i veći dio građevinskog otpada (engl. major mineral waste). Dakle, otpad iz kućanstava je samo jedna desetina ukupnog otpada. Ako iz ukupne količine isključimo kategoriju otpada od rudarenja i građevinski otpad, tada se u EU proizvodi 776 milijuna tona otpada svake godine ili 1.700 kg po stanovniku.
Usporedimo li ovih 776 milijuna tona otpada svake godine s procjenom kako će ukupna (ne godišnja!) masa otpada od solara tek 2050. godine u cijelom svijetu biti 78 milijuna tona, dobivamo malo jasniju sliku o veličini problema količine otpada od solara.
Od svih postavljenih solara u cijelom svijetu koji se očekuju u 50 godina (od 2000. do 2050.), skupit ćemo tek jednu desetinu količine otpada koja se sada samo u EU proizvede svake godine.
I dalje se pitate gdje ćemo s otpadom od solara?
Evo jedne vizualizacije: čak i da preko noći EU izgradi toliko solara da može pokriti 100% svojih potreba za strujom, što se vjerojatno neće dogoditi, to bi značilo da treba postaviti cca 6,5 milijardi komada solarnih panela. Koliko je to prostora? Kada bismo iskopali 540 m duboku rupu sa stranicama od 1 km, dobili bismo dovoljno veliku rupu da unutra stavimo sve panele koji će nam proizvesti svu struju u EU u idućih 25 godina. Mislite da je to previše?
Najveći rudnik ugljena u Europi je poljski Bełchatów koji godišnje iskopa oko 50 milijuna kubičnih metara lignita. Dakle, takva rupa već postoji i iskopa se za 10 godina redovnog rada u samo jednom rudniku u Europi.
Čak i kada bismo u najgorem slučaju rekli „ne da nam se gnjaviti s recikliranjem panela“, trebali bismo svakih 25 godina staviti panele u jedan iskorišteni ugljenokop i na vrhu zasaditi šumu.
Koristi solarne energije daleko nadmašuju problem otpada od solara
Uspoređujući ga s ukupnim otpadom i energetskim potrebama, jasno je da solarni otpad čini samo mali dio ukupnog problema. Tehnologija oporabe materijala iz solarnih panela, ali i drugih komponenti solarnih elektrana kao što su inverteri, ubrzano se razvija i možemo očekivati sve više tvrtki koje će prikupljati panele koji su oštećeni ili su toliko stari i smanjene proizvodnje da ih se isplati zamijeniti. No to vrijeme tek dolazi, jer za panele koje sad stavljamo na krovove proizvođači garantiraju maksimalnu učinkovitost barem 25 do 30 godina, a to znači da će se potencijalno “skidati” s krovova tek tamo iza 2053. Razmislite, jesmo li prije nekoliko desetljeća mogli zamisliti industrije i proizvode koje danas svakodnevno koristimo? Vjerujemo da u ovom trenutku ne možemo predvidjeti koje će nam sve opcije biti dostupne za 30 godina od danas.
Jasno je da solari nisu tehnologija bez mana, no ako želimo zadržati životni standard i komfor koji imamo sada, trebat će nam, uz pojačanu energetsku efikasnost, i dalje velike količine energije. Ta energija ima svoju cijenu i za društvo i za okoliš, prirodu i klimu, no ta cijena je uz solare daleko povoljnija u odnosu na ugljen, naftu i plin koji su još uvijek dominantan izvor energije unatoč svim upozorenjima znanstvene zajednice o prekomjernim emisijama ugljika i globalnom zagrijavanju.
Dobrobiti proizvodnje vlastite energije i spoznaja da nam cijena takve energije neće rasti, nego će nakon otplate investicije biti besplatna, te činjenica da proizvodnjom energije iz solarnih panela nakon što ih postavimo na krov smanjujemo emisije štetnih plinova u okoliš, daleko nadmašuju rizik da se paneli u 2050-ima neće moći reciklirati i sumnju da će ih se bacati na smetlište bez ikakvog nadzora.
[1] International Panel on Climate Change ili Međuvladin panel za klimatske promjene, IPCC