De analyse is uitgevoerd door Energie Commune en het Becquerel Instituut.
Uit wetenschappelijke literatuur blijkt dat de gerapporteerde waarden van de emissiefactoren van de door fotovoltaïsche zonnesystemen opgewekte elektriciteit (gCO2eq/kWh elec. geproduceerd) sterk uiteenlopen, zelfs voor één en dezelfde technologie.
De redenen hiervoor zijn onder meer de variabiliteit van de in aanmerking genomen parameters (systeemprestaties, zonnestraling, enz.), maar ook en vooral de variabiliteit van de in aanmerking genomen levenscyclusinventarisatiegegevens (LCI-gegevens), die zeer vaak verouderd zijn.
In 2012 heeft NREL een belangrijke harmonisatie doorgevoerd van de gegevens van een reeks levenscyclusanalyses (LCA’s) die tussen 2000 en 2010 zijn gepubliceerd (zie de studie: Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Crystalline Silicon Photovoltaic Electricity Generation).
De genormaliseerde waarden volgens gedefinieerde standaardparameters (1) gaven een mediaanwaarde van 43 gCO2eq/kWh (cSi en dunne film).
Dit is de waarde die momenteel nog is opgenomen in de laatste versie van de NREL-factsheet “Life Cycle Greenhouse Gas Emissions from Electricity Generation”, die in september 2021 is gepubliceerd.
Deze harmonisatie van 2012 vormt ook de basis voor de waarden die zijn gerapporteerd in bijlage III van het IPCC AR5 WGIII (2014).
De meest betrouwbare bron van gegevens voor PV ICL’s is op dit moment het IEA PVPS Task 12 rapport. De laatste versie is van 2020 (gegevens van 2018) en vervangt de versie van 2015 (gegevens van 2011). Tot dusver hebben nog maar weinig ACL-auteurs die deze laatste versie van de ICL in hun studie gebruikt.
De meest relevante studie is dan ook die van Fthenakis & Leccisi (2021). Zij gebruikten de 2020 IEA PVPS T12 LCI’s om het milieueffect van kristallijne Si PV-grondinstallaties te beoordelen en vergeleken dit met dat van een soortgelijke studie (Leccisi et al., 2016) die werd uitgevoerd met de LCI’s van het 2015-rapport.
De resultaten laten een vermindering zien van de CO2eq-emissies per kWp van ongeveer 49% voor monokristallijn Si en van ongeveer 32% voor polykristallijn Si, wat resulteert in de huidige waarden voor de emissiefactoren van de geproduceerde elektriciteit van respectievelijk 23 en 25 gCO2eq/kWh.
Een betere koolstofbalans, dankzij nieuwe industriële processen
De voornaamste redenen die worden aangevoerd voor deze koolstofbalans zijn verbeteringen in de waferproduktie (minder dikte- en zaagverliezen).
Onderzoekers en fabrikanten werken aan dunnere en lichtere fotovoltaïsche cellen. In 13 jaar zijn we van 16 g/Wp naar 4 g/Wp (gram/Wattpiek) gegaan – zie onderstaande grafiek.
Dit betekent dat de zonne-industrie 4 keer minder materiaal en energie gebruikt voor de fabricage van de cellen (het meest energie-intensieve deel van het fabricageproces) dan vroeger.
In de nabije toekomst worden nog verdere gewichtsafnames verwacht.
De industrie test momenteel de productie van zonnecellen op basis van de zogenaamde “kerfless”-technologie. Dit proces vermijdt vijf complexe stappen in de conventionele productie van panelen (het kweken van silicium tot ingots, het zagen tot wafers, enz.) De zonnecellen worden geproduceerd op een siliciumsubstraat door epitaxiale groei, d.w.z. zonder snijden (“kerfless”). Uiteindelijk biedt deze technologie een benuttingsgraad (materialen en energie) van bijna 100%, terwijl bij conventionele processen nog ongeveer 50% verlies optreedt.
- Geharmoniseerde parameters: instraling: 1 700 kWh/(m2*jr); levensduur van het systeem: 30 jaar; module-efficiëntie: multi-Si 13,2%, mono-Si 14,0%, a-Si 6,3%, CdTe 10,9%, CIGS 11,5%, PR: 0,75 (dak) of 0,80 (grondmontage)
References