Что произошло
Австралийские ученые подсчитали ущерб экологии от производства алюминия для солнечных панелей и предложили способы решения проблемы.
Что говорит наука
Эксперты предлагают снизить выбросы развивая вторичную переработку алюминия и обеспечив переход на безуглеродные источники энергии при производстве.
Контекст
Использование давно солнечных панелей критикуют из-за проблем с переработкой отходов.
Тенденция
На фоне борьбы с изменением климата строительство солнечных электростанций ведется во многих странах мира.
Что произошло
Развитие солнечной энергетики приведет к повышению спроса на алюминий, используемый для производства солнечных панелей. Ученые из университета Нового Южного Уэльса подсчитали, как это отразится на количестве выбросов, связанных с добычей и выплавкой металла.
- До сих пор исследователи, изучая экологические последствия перехода на солнечную энергетику, концентрировались на материалах, входящих в состав самих панелей, таких как галлий, кадмий, германий, индий, селен и теллур. При этом, отмечают ученые, упускалось из виду производство алюминия, который используют при изготовлении рам и направляющих для фиксации панелей.
- Для достижения чистого нуля потребуется вырабатывать около 60 тераватт солнечной энергии. Чтобы изготовить достаточное для этого количество солнечных панелей, потребуется около 486 млн тонн алюминия. При производстве одной тонны алюминия из бокситов выделяется от 14 до 16 тонн CO2.
- Чтобы сократить выбросы, исследователи предлагают использовать переработанный алюминий, а также использовать возобновляемые ресурсы для питания плавильных заводов, которые остаются основным источником выбросов.
Что говорит наука
Горнометаллургический сектор – один из наиболее углеродоемких: в 2020 году выбросы от производства стали, алюминия, никеля, меди и кобальта в мире составили около 4,5 млрд тонн CО2.
- Исследование International Aluminium Institute показывает, что для снижения выбросов CO2 при производстве алюминия к 2050 году производителям необходимо решить три основных задачи: перейти на безуглеродные источники энергии, снизить выбросы самих предприятий и стимулировать переработку.
- В ходе генерации электроэнергии образуется порядка 60% выбросов CO2 в алюминиевой отрасли. По подсчетам IAI, затраты компаний на внедрение альтернативных источников энергии составят около $1,5 трлн.
- Снижение выбросов в процессе производства металла может быть достигнуто за счет использования «зеленого» водорода, а также улавливания и захоронения углекислого газа.
- По расчетам IAI, в 2050 г. производство первичного алюминия достигнет 68 млн тонн в год, что всего на 4 млн тонн больше, чем сейчас. При этом выпуск переработанного металла должен возрасти с 32 млн тонн в настоящее время до 81 млн тонн.
- Алюминий подлежит многократной переработке без потери свойств. Из примерно 1 млрд тонн всего произведенного алюминия 75% до сих пор используется.
- Многие производители, в том числе в России, следуют по пути декарбонизации, совершенствуя производства. Последние исследования показывают, что покупатели готовы нести дополнительные расходы, приобретая «зеленый» алюминий.
Контекст
Производство солнечных панелей уже подвергалось критике из-за экологических проблем, связанных с их утилизацией.
- В ближайшие 10 лет количество солнечных панелей во всем мире вырастет примерно в четыре раза. По прогнозам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), объем отходов при этом достигнет 78 млн тонн к 2050 году.
- Ученые подвергли сомнению эти расчеты, отметив, что они основываются на предположении, что пользователи будут производить замену панелей не раньше, чем через 30 лет. При ранней замене количество отходов может достигнуть 315 млн тонн всего за 4 года.
- Панели содержат небольшое количество тяжелых металлов и ядовитых соединений, например, теллурида кадмия. Это, подчеркивают эксперты, усугубляет проблему.
- Переработка отходов, по их словам, сегодня не приносит выгоды. В США она обходится примерно в $20-30 за одну панель. Отправка на свалку всего в $1-2.
- С аналогичными проблемами столкнутся и другие технологии возобновляемой энергии. Например, по подсчетам экспертов, более 720 тыс. тонн гигантских лопастей ветряных турбин окажутся на свалках США в течение следующих 20 лет.
- По приблизительным оценкам, в настоящее время перерабатывается только 5% аккумуляторов электромобилей. При этом продажи таких машин неуклонно растут.
Тенденция
Строительство масштабных солнечных электростанций ведется по всему миру.
- В Таиланде в 2021 году открыли крупнейшую плавучую солнечную электростанцию. В ней более 144 тыс. панелей, они занимают примерно 120 гектаров водной поверхности. Проект должен помочь Таиланду сократить выбросы углекислого газа на 47 тыс. тонн в год.
- В Сингапуре в 2021 году запустили плавучую электростанцию из 122 тыс. панелей. Она занимает 45 гектаров.
- В Турции в 2022 году планируют построить крупную солнечную электростанцию, строительство профинансирует Великобритания. Мощности станции хватит для обеспечения электроэнергией примерно 2 млн домохозяйств.
- В России крупнейшая солнечная электростанция в находится на Ставрополье — она занимает 50 гектаров. В Москве солнечные панели установили на крыше офисных зданий Озерковской набережной. Они восполняют затраты на электроэнергию и сокращают число выбросов углекислого газа на 50 тонн в год.