Zonnepanelen - milieu en energiebalans

Zon geeft energie III

Is zonne-energie niet vervuilend, vanwege grondstoffen en fabricage? En hoeveel zonne-energie zet een paneel eigenlijk om in stroom?

Dit is deel III.
Deel I ging over 'Is dat nou rendabel, zonnepanelen installeren?'
Deel II over 'Hoe snel verdien je de investering terug? En wat nou als je gaat verhuizen?'

Ja. Als je geen panelen maakt, gebruik je geen grondstoffen, neemt geen fabriek grond in beslag, en verbruikt die fabriek geen energie. Geen energie gebruiken is minder vervuilend dan wel energie verbruiken.
Maar energie die anders is opgewekt, kost natuurlijk ook grondstoffen en fabricage. Zo wordt er voor een liter autobrandstof meer dan nog een liter aardolie verbruikt in het proces van boortoren, raffinage en distributie.
Verder is het lastig om absolute getallen te vinden of een volledig beeld te geven. Maar laten we eens kijken hoe ver we komen.

Energiebalans
Een vraag die wel gesteld wordt is die naar de energiebalans. Hoelang duurt het, voor een paneel evenveel energie heeft opgeleverd als de fabricage heeft gekost? Een rondgang op internet levert uiteenlopende antwoorden op: ‘1 tot 2 jaar’ volgens deze pagina van wikipedia. ‘2,5 tot 6’ jaar volgens alles over zonnepanelen. Dat lijkt me een degelijke site, en hij rekent me niet rijk (het is de ongunstigste inschatting die ik heb gevonden), dus laten we die maar aanhouden.

Grondstoffen
Vrijwel alle panelen zijn op dezelfde manier opgebouwd: een laag kristallijne silicium is de eigenlijke zonnecel, en die is ingeklemd tussen twee glasplaten. Nu hebben zonnecellen en glas een belangrijke overeenkomst: ze bestaan voor het grootste deel uit silicium, en dat win je uit zand. De panelen wegen zo’n 15 kg/m2 – een gewicht dat aardig vergelijkbaar is met even grote panelen dubbelglas. De cellen zelf wegen niet veel: ze zijn 180-200 micron ‘dik’. Naast glas en cellen bevat een paneel vooral aluminium voor de constructie, een metalen geleider voor het transport van de energie, en wat kunstharsen voor verlijmen en stekkerverbindingen. Weinig om je zorgen over te maken, dus. Of toch? Er zijn veel berichten op internet, die stellen dat er veel zeldzame grondstoffen in zonnepanelen zitten. Zo lees ik: ‘In de nieuwste generatie dunnefilmzonnecellen worden minuscule hoeveelheden indium, telluur en seleen verwerkt.’ Dat blijkt alleen te gaan over een ander type zonnecellen, die niet op basis van silicium zijn. Er bestaan procedés waarbij gallium gebruikt wordt, maar ik kan verder geen aanwijzingen vinden dat er in silicium-zonnecellen zeldzame hulpstoffen nodig zijn.
Met recycling van materialen uit zonnepanelen is wel wat ervaring, maar die staat in geen verhouding tot de grote hoeveelheden panelen die nu geplaatst worden. Een proefproject uit 2009 in België verwerkte 19 ton panelen van de eerste generatie (rond 1983), en kon 85% van de grondstoffen hergebruiken.
Vanwege de kleinschaligheid en het feit dat panelen over de jaren flink veranderd zijn, zegt dat eigenlijk weinig. Belangrijker is, dat 'PV Cycle' is opgericht. Een initiatief van de Europese PV industrie, dat zich tot taak stelt te slopen panelen te verwerken.

Conclusies:
Zonne-panelen leveren in de verwachte levenstijd heel veel meer energie op, dan de fabricage kost.
Zonne-panelen bestaan grotendeels uit glas en zuivere silicium. Beide vrijwel onbeperkt beschikbaar, en herbruikbaar. De overige mineralen zijn grotendeels terug te winnen uit afgedankte panelen. Een groot beslag op grondstoffen leggen zonnepanelen niet.

Hoeveel zonne-energie zet een paneel eigenlijk om in stroom?

Dat hangt af van een aantal factoren (zoals de kwaliteit), maar goede panelen zetten zo’n 14-15% van de inkomende zonnestraling om in electriciteit. Dat betekent dat 85% - net als vroeger, zonder panelen – omgezet wordt in warmte, of reflecteert. Het rendement van zonnecellen is de afgelopen decennia aanzienlijk groter geworden.