Κωνσταντίνος Χ. Γκαράκης
Ενεργειακός Μηχανικός, MSc, MA, MBA
Επισκέπτης καθηγητής Τμήματος Μηχανικών Πανεπιστημίου Δυτ. Αττικής
Σε αυτό το άρθρο θα ασχοληθούμε με δύο ακόμη μύθους που διαδίδονται στη κοινή γνώμη για την επίδραση των φωτοβολταϊκών στο περιβάλλον.
Μύθος 6: «Καλά τα φωτοβολταϊκά κρυσταλλικού πυριτίου, αλλά τα νέας τεχνολογίας φωτοβολταϊκά είναι καρκινογόνα».
Καθώς αναπτύσσεται η αγορά των φωτοβολταϊκών, ολοένα και περισσότερα νέα προϊόντα μπαίνουν στην κυκλοφορία. Κάποια από τα προϊόντα αυτά βασίζονται σε νέες τεχνολογίες, διαφορετικές από την κλασική τεχνολογία των φωτοβολταϊκών κρυσταλλικού πυριτίου. Μία από τις τεχνολογίες αυτές είναι η τεχνολογία φωτοβολταϊκών λεπτού υμενίου (thin film) τελλουριούχου καδμίου (CdTe).
Η ονομασία και μόνο βέβαια παραπέμπει στο κάδμιο, μία ουσία που είναι αναγνωρισμένη ως
καρκινογόνος. Μήπως λοιπόν υπάρχει πρόβλημα για το περιβάλλον και τη δημόσια υγεία από τη χρήση αυτών των προϊόντων;
Τα φωτοβολταϊκά είναι κατά γενική ομολογία μία καθαρή τεχνολογία, φιλική προς το περιβάλλον. Μήπως η εισαγωγή νέων τεχνολογιών απειλεί να αμαυρώσει αυτή την έξωθεν καλή μαρτυρία; Το ερώτημα αφορά εμμέσως και άλλες τεχνολογίες thin film, τα CIS και CIGS, τα οποία επίσης περιέχουν μία λεπτή στρώση με ενώσεις καδμίου.
Τα ερωτήματα αυτά ακούγονται κατ’ αρχήν λογικά και θεμιτά. Και προφανώς ετέθησαν και υπόψη των αρμοδίων αρχών όταν πριν από λίγα χρόνια έπρεπε να αποφασίσουν αν θα επιτρέψουν ή όχι την κυκλοφορία τέτοιων προϊόντων. Εκλήθησαν λοιπόν πολλοί αξιόπιστοι επιστημονικοί φορείς να γνωμοδοτήσουν για την επικινδυνότητα ή μη των φωτοβολταϊκών CdTe. Μεταξύ των φορέων αυτών συγκαταλέγονται το Brookhaven National Laboratory (BNL) και το National Renewable Energy Laboratory των ΗΠΑ, το Κέντρο Ερευνών της EE στην Ispra της Ιταλίας, τα γερμανικά Ινστιτούτα Fraunhofer και GSF Χημικής Οικολογίας, το Γερμανικό Υπουργείο Περιβάλλοντος, αλλά και πολλά πανεπιστήμια.
Η ομόφωνη γνώμη των παραπάνω φορέων είναι πως, όχι μόνο δεν τίθεται θέμα επικινδυνότητας από τη χρήση φωτοβολταϊκών τεχνολογίας CdTe, αλλά η ανάλυση του κύκλου ζωής των προϊόντων αυτών έδειξε πως υπερτερούν περιβαλλοντικά ως προς άλλες ενεργειακές
τεχνολογίες.
Συγκεκριμένα, η επισκόπηση των διαθέσιμων ερευνών έδειξε ότι:
– Η χρήση και λειτουργία των φωτοβολταϊκών τεχνολογίας CdTe είναι απολύτως ασφαλής
και, υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δεν υπάρχει πιθανότητα διαφυγής ενώσεων
καδμίου.
– Ακόμη και στην περίπτωση θραύσης των φωτοβολταϊκών, δεν παρατηρείται έκπλυση και διαφυγή του περιεχόμενου CdTe.
– Στην περίπτωση εμπλοκής ενός φωτοβολταϊκού συστήματος σε πυρκαγιά (κάτι που πάντως θεωρείται πρακτικά αδύνατο για φωτοβολταϊκά πάρκα), η εκλυόμενη ποσότητα καδμίου είναι εξαιρετικά μικρή και, σε κάθε περίπτωση, εκατομμύρια φορές μικρότερη από την ποσότητα καδμίου που εκλύεται κάθε χρόνο αναπόφευκτα από την καύση ορυκτών καυσίμων. Κάθε δευτερόλεπτο που περνά, από την καύση ορυκτών καυσίμων για ηλεκτροπαραγωγή στην Ελλάδα εκλύονται στην ατμόσφαιρα σχεδόν πενταπλάσιες ποσότητες καδμίου απ’ αυτές που θα εκλυθούν αν τυχόν καεί ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο CdTe.
– Ήδη από σήμερα υπάρχει διεθνώς η υποδομή ώστε, όσα φωτοβολταϊκά πλαίσια CdTe ολοκληρώσουν τον ωφέλιμο χρόνο ζωής τους, να συλλέγονται και να ανακυκλώνονται, ούτως ώστε να διασφαλιστεί ότι δεν θα υπάρξει καμία διαρροή καδμίου στο περιβάλλον.
– Η ανάλυση του κύκλου ζωής των φωτοβολταϊκών CdTe έδειξε ότι η τεχνολογία αυτή είναι φιλικότερη προς το περιβάλλον από άλλες ενεργειακές τεχνολογίες.
Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τις ισοδύναμες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2eq) από την παραγωγή μίας κιλοβατώρας, όπως προκύπτει από την ανάλυση κύκλου ζωής για διάφορες ενεργειακές τεχνολογίες. Να σημειώσουμε πως καθώς βελτιώνεται η παραγωγική διαδικασία και η απόδοση των φωτοβολταϊκών, μειώνεται και το περιβαλλοντικό αποτύπωμά τους και αυτό ισχύει για όλες τις τεχνολογίες φωτοβολταϊκών.
Μύθος 7: «Καλά τα φωτοβολταϊκά, αλλά γυαλίζουν αφού αντανακλούν την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία και, έτσι, μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα στα αεροπλάνα»
Κάθε αντικείμενο ανακλά την ακτινοβολία που προσπίπτει στην επιφάνειά του. Αυτό γίνεται είτε “κατοπτρικά”, δηλαδή συνολικά προς μια διεύθυνση όπως από ένα τέλειο κάτοπτρο, είτε
ομοιόμορφα προς όλες τις διευθύνσεις του ημισφαιρίου. Αυτές είναι δύο ακραίες περιπτώσεις.
Στην πραγματικότητα η ανάκλαση γίνεται και με τους δύο τρόπους σε κάποιο ποσοστό, ανάλογα με τη φύση του υλικού της επιφάνειας του αντικειμένου. Έχει σημασία να δούμε λοιπόν αν τα φωτοβολταϊκά ανακλούν το φως περισσότερο ή λιγότερο από άλλα υλικά. Στην πρώτη περίπτωση μπορεί να υπάρξει εν δυνάμει πρόβλημα, στη δεύτερη προφανώς δεν έχει νόημα ο περιορισμός της χρήσης των φωτοβολταϊκών σε κάποιες περιοχές, αφού τότε θα έπρεπε να απαγορεύσουμε και αντικείμενα, υλικά ή χρήσεις με μεγαλύτερη ανακλαστικότητα.
Το ερώτημα αυτό ετέθη για πρώτη φορά επί της ουσίας στην περίπτωση των αεροδρομίων. Στα
αεροδρόμια ή κοντά σ’ αυτά, ενδιαφέρει η ελαχιστοποίηση της κατοπτρικής ανάκλασης προς
οποιαδήποτε γωνία ανύψωσης και ειδικότερα προς τον πύργο ελέγχου και τους διαδρόμους
προσέγγισης των αεροπλάνων, ώστε να μη δημιουργούνται παρεμβολές στο οπτικό πεδίο των
χειριστών και ελεγκτών.
Παρά το γεγονός ότι φωτοβολταϊκά συστήματα (και μάλιστα ισχύος αρκετών μεγαβάτ) έχουν ήδη εγκατασταθεί σε πολλά αεροδρόμια του κόσμου, (όπως το αεροδρόμιο Ναρίτα του Τόκιο, της Βαρκελώνης, του Μονάχου, του Πίτσμπουργκ, του Φρέσνο, αλλά και το Ελευθέριος Βενιζέλος στην Αθήνα), για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκού συστήματος σε χώρο ενός αεροδρομίου ή σε άλλο χώρο εγγύς αυτού, θα πρέπει κανείς να βεβαιώσει ότι οι ανακλάσεις που προκαλούνται από την επιφάνεια των φωτοβολταϊκών πλαισίων είναι μικρότερες σε ένταση από τις ήδη υπάρχουσες ανακλάσεις που προκαλούνται από κτίρια, οχήματα, εξοπλισμό κ.λπ.
Για να διαπιστωθεί αν θα μπορούσαν να εγκατασταθούν φωτοβολταϊκά στο χώρο του αεροδρομίου Ελευθέριος Βενιζέλος, το 2001, σχεδιάστηκε από το Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ) μια πειραματική διάταξη που συνέκρινε την ανάκλαση που προκαλεί η επιφάνεια ενός κλασικού φωτοβολταϊκού πλαισίου, με αυτές από βαφή και παρμπρίζ αυτοκινήτου. Η σύγκριση με τις επιφάνειες ενός αυτοκινήτου παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς οχήματα βρίσκονται πρακτικά παντού.
Από τα πειραματικά αποτελέσματα έγινε ξεκάθαρο ότι η ανάκλαση της ορατής ακτινοβολίας από την επιφάνεια των φωτοβολταϊκών πλαισίων δεν είναι σε επίπεδα που θα μπορούσε να προκαλέσει οπτική όχληση, τουλάχιστον όχι μεγαλύτερη απ’ αυτή που προκαλούν τα αυτοκίνητα!
Εντέλει θα πρέπει να αναφέρουμε τα εξής:
- Κάθε κιλοβατώρα που παράγεται από φωτοβολταϊκά, και άρα όχι από συμβατικά καύσιμα, συνεπάγεται την αποφυγή έκλυσης ενός περίπου κιλού διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα (με βάση το σημερινό ενεργειακό μείγμα στην Ελλάδα και τις μέσες απώλειες του δικτύου).
- Ένα κιλοβάτ φωτοβολταϊκών παράγει περίπου 1500kWh/έτος (μέσος όρος στην Ελλάδα) αποτρέπει κάθε χρόνο την έκλυση 1,3 τόνων διοξειδίου του άνθρακα. Χρειάζονται 2 στρέμματα δάσους ή περίπου 100 δέντρα για να απορροφήσουν αυτή την ποσότητα CO2.
- Για να παραχθεί η ίδια ηλεκτρική ενέργεια με πετρέλαιο, απαιτούνται 2,5 βαρέλια πετρελαίου κάθε χρόνο ή καύση 1 τόνου λιγνίτη.
- Από περιβαλλοντική άποψη, αποφεύγοντας 1.300 κιλά CO2 ετησίως είναι σαν να κάνει ένα μέσο αυτοκίνητο 7.000 χιλιόμετρα λιγότερα κάθε χρόνο.
- Επιπλέον, η υποκατάσταση ρυπογόνων καυσίμων από φωτοβολταϊκά συνεπάγεται λιγότερες εκπομπές άλλων επικίνδυνων ρύπων (όπως τα αιωρούμενα μικροσωματίδια, τα οξείδια του αζώτου,οι ενώσεις του θείου, κλπ). Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα πυροδοτούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και αλλάζουν το κλίμα της Γης, ενώ η ατμοσφαιρική ρύπανση έχει σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία και το περιβάλλον.
