Om solceller och miljö på Sveriges första solelsmässa

Förra veckan pratade jag om miljöeffekter av solceller på Sveriges första solelsmässa i Uppsala. Det var en energigivande tillställning som kryllade av en blandning av branschfolk, sugna investerare och med ett späckat föreläsningsprogram. Läs mer om vilka talare som var där och se deras presentationer på webbplatsen.

Det finns naturligtvis många miljöaspekter på solceller – i min mening är den viktigaste dock att se solelens potential till långsiktig hållbarhet, men även se till att den når dit. Vad menar jag då med det? Låt mig sammanfatta några viktiga frågor att ta hänsyn till:

* Vi har många problem på vårt stackars klot – och det gäller att inte skapa nya när vi löser de gamla! Klimatkrisen är just nu en av de mest akuta och där har solelen en viktig roll att spela i att ersätta fossila bränslen. Samtidigt vill vi inte att vi bygger in oss i någon annan återvändsgränd. Det finns många olika sätt att skörda solens strålar, och det gäller därför att välja de sätt som ger upphov till minst annan miljöpåverkan och resursförbrukning.

*Vilka sätt ger då upphov till minst miljöpåverkan? Här blir det lite klurigt. Å ena sidan finns tunnfilmssolceller som kräver mindre energi i tillverkningen och mindre resurser totalt sätt, men som samtidigt i många fall innehåller sällsynta eller rent av miljöfarliga material som sällsynta jordartsmetaller och tungmetaller. Å andra sidan har vi kiselsolceller som är mer energikrävande att tillverka och kräver mer resurser totalt, men som baseras på ett av jordens vanligaste ämnen. Börjar vi titta på livscykelanalyser ser vi dock att exempelvis solceller baserade på kadmiumtellurid faktiskt släpper ut mindre kadmium än kiselsolceller. Detta lär oss, vid lite närmare efterforskning, dels att det är stora indirekta utsläpp både av tungmetaller och koldioxid som solceller dras med generellt. Mer ju mer energikrävande tillverkningen är. Detta beror i sin tur på att solcellerna tillverkas i länder med mycket fossilt i energimixen och solcellerna har därför ett ”bagage” med sig från tillverkningsfasen i form av utsläpp från energisystem och gruvdrift. Hur ska man då ställa sig till detta? Här blir det klurigt igen. Även om det viktigt att snabbt sänka utsläppen är ju solceller en del av den globala lösningen som är nödvändig för att ersätta fossila bränslen. Dessutom betyder ju det faktum att stora delar av utsläppen är indirekta  att solceller har potential att tillverkas väldigt utsläppssnålt i framtiden. Och eftersom större delen av en solpanel kan återvinnas blir ju utsläppen i nästa generation solceller kanske ännu mindre.

* Jaha, vad ska vi välja då? Kisel eller tunnfilm? Kiselsolceller kan vara en bra lösning för storskalig uppskalning av tekniken. Samtidigt kan tunnfilmssolceller vara bra i många tillämpningar och för att sänka de totala materialbehoven. Det gäller dock att vara vaksam på vilka material som används. Även om det till exempel visats att kadmiumsolceller ger upphov till väldigt små utsläpp av kadmium under sin livscykel, även vid extrema förhållanden som brand mm, är det ju önskvärt att forskningen går mot mer ofarliga och mindre sällsynta material. Och det gäller att ha ett falköga på nya tekniker som dyker upp – som nanoteknik till exempel – så att det säkerställs att inga farliga kemikalier slipper ut ur tillverkningen eller läcker från produkterna. För att säkerställa långsiktig hållbarhet på riktigt måste tekniken gå mot att använda ofarliga material och mot att se till att så stor del av produkterna som möjligt kan återvinnas.

* Viktiga frågor som ofta kommer upp och där gamla myter gärna hänger kvar rör energiåterbetalningstid, materialåtgång och ytbehov. Forskningen visar turligt nog att solel har bra förutsättningar på alla tre punkterna. Energiåterbetalningstiden, det vill säga den tid det tar för solcellen att tjäna in den energi som gått åt under tillverkningsfasen, är idag oftast mindre än två år samtidigt som livslängden är minst 25.

*Ytbehovet är nog det minsta problemet – teoretiskt skulle inte mer än ett par procent av Saharas ökenyta, eller 20 kvadratmeter per person, behövas för att täcka hela världens elbehov. En stor fördel är att solceller kan byggnadsintegreras, vilket gör att ingen extra yta tas i anspråk. Bara i Sverige skulle vi kunna få lika mycket el som från kärnkraften på årsbasis om vi satte solceller på alla södervända tak. Riktig byggnadsintegration där solcellerna ersätter annat byggmaterial, exempelvis i tak, skulle dessutom innebära att materialåtgången minskas samtidigt som det ser snyggare ut. Win-win-win, med andra ord.

*Och hur är det med resurserna då? Det är ju svårare att svara på. Allt som tillverkas kräver naturligtvis resurser, som i sin tur leder till miljöpåverkan och utsläpp från gruvdrift och tillverkning. Det finns med andra ord inget egenintresse i att tillverka stora mängder solceller. Men nu är ju energi något vi behöver – och solcellerna kan ersätta betydligt sämre alternativ som fossila bränslen och kärnkraft. Och när solcellerna väl är byggda är ”bränslet” gratis och förnybart. Återvinning gör att nästa generation kan klara sig med mindre material. Så ur systemsynpunkt är solceller en bra investering för klotet om vi förutsätter att vi vill fortsätta använda el. Men är det möjligt att skala upp eller är det helt orimligt mycket material som behövs? Som sagt är kisel ett av världens vanligaste ämnen – vissa rapporter gör gällande att flaskhalsar kan uppstå i produktionen vid snabb, storskalig expansion. Men samtidigt har industrin klarat det hittills trots i det närmaste exponentiell tillväxt under några år.

För att ha någon jämförelsegrund tittade jag snabbt på aluminiumåtgången och drog slutsatsen att all världens aluminiumproduktion under 8 år skulle räcka för att tillverka nog med solceller för att tillgodose världens elbehov. Inte orimligt, med andra ord, eftersom det knappast blir aktuellt att ha ett elsystem med uteslutande solel. Dessutom är det nog annat som gör att vi nog får vänta mer än 8 år innan en större del av världens elproduktion kommer från sol – även om det inte alls är orimligt på lite längre sikt. IEA kom exempelvis med en rapport där de spår att sol kan vara den främsta källan för elproduktion i världen 2050.

Ett annat roligt räkneexempel är att det skulle krävas ungefär en miljard större takinstallationer (20 kW) för att ersätta världens elproduktion – och det är lika många som det finns bilar i världen! Inte orimligt med andra ord, med tanke på att en 20-kW installation solel troligen innehåller betydligt mindre material än en bil!

Snart är det dags för vår nya bok #Solrevolution som även den tar upp solceller och miljö på några ställen. Missa inte det!

 

PS: hur var det där med fåglarna då? För er som redan kollat in min presentation från mässan finns en bild om fåglar! Det beror på att en vanlig fråga eller invändning som vi fått på Facebook när vi skrivit om solceller är att ”fåglar brinner upp över stora anläggningar”. Detta är ett missförstånd som blandar ihop solceller med så kallad termisk solkraft, CSP, där speglar koncentrerar solens strålar till ett stort torn som producerar el genom en ångturbin. Men även vad gäller dessa finns, liksom för vindkraften, studier som visar att de inte är på fåglarnas topplista över farligheter utan först långt efter byggnader, bilar, katter och annat.

———

Fotnot:

Följande siffror har använts i de snabba överslagsberäkningarna om yta och material, välkommen att maila eller kommentera med bättre siffror, fler exempel, synpunkter eller idéer!

Världens elbehov är ca 20 000 TWh

Solceller under svenska förhållanden ger 1000 kWh/kW och det behövs 7 m2/kW om modulverkningsgraden är 14%

Detta ger att vi får ut 143 kWh/m2

För att täcka världens elbehov behövs då 140 000 km2 solceller vilket motsvarar <2% av Saharas yta eller 20 m2/person

Detta är samma som 20 TW installerad kapacitet (20 000 000 000 kW), vilket ger att det behövs 1 000 000 000 installationer á 20 kW

Det går åt 2,6 kg aluminium per m2, vilket ger ett aluminiumbehov på 36,4 x1010 kg (364 000 000 ton).

Årligen produceras 47 300 000 ton aluminium, vilket ger att det skulle krävas hela världens aluminiumproduktion i åtta år för att täcka behovet

Kommentera

4 thoughts on “Om solceller och miljö på Sveriges första solelsmässa

  1. Ditt \’akuta\’ problem med en \”klimatkris\” är löst.
    Det finns inte, och har aldrig funnits någon klimatkris. Det är bara något som politiker och massmedia säger att IPCC säger att \”forskarna\” säger…

    Kallas även för – politisk propaganda.

    • Hej Alienna, som vi redan svarat dig i flera kommentarer har vi helt enkelt väldigt olika syn på vad forskningen säger.

  2. Oavsett vem den där Forskningen nu kan vara…

    Du nämner \”olika syn\” på vad någon säger.
    Är ni, i den här bloggen, kanske inte alls intresserade av fakta?

  3. Bra skrivet, livscykelanalyser är viktiga redskap för att vägleda beslut. En betraktelse man skulle kunna använda är att:

    Om man bygger 1MW på tak jämfört med 1MW i solcellspark så går det åt en faktor 10 mer timmar. se underlag

    (då har jag inte ens jämfört tiden man spenderar med att åka till/från byggnadsplatser.)

    Detta faktum, (tillsammans med ett antal andra) gör att solcellspark är ett \”måste\” om man vill hushålla optimalt med resurser.

    Förhoppningsvis tar framtida beslutsfattare fasta på detta och underlättar för t.ex andelsägande i solcellsparker och inte som idag endast håller en hel yrkeskår (installatörer av solpaket) under armarna

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.