Een nieuwe generatie zonnepanelen kan de ecologische voetafdruk van de sector nog gevoelig verkleinen. Dat blijkt uit een rapport van wetenschappers aan de Cornell University in de Verenigde Staten. De onderzoekers merken op dat deze nieuwe generatie, vervaardigd van materiaal op basis van perovskiet, op het gebied van recyclage een aantal belangrijke voordelen biedt dan de zonnepanelen die momenteel op de markt zijn.
De wetenschappers geven wel aan dat de perovskiet-zonnepanelen zich nog wel in hun ontwikkelingsstadium bevinden.
Elektronisch afval
Zonnepanelen leveren weliswaar hernieuwbare energie, maar vormen aan het einde van hun levensduur wel een ecologisch probleem. Momenteel moeten afgeschreven panelen immers meestal naar stortplaatsen worden afgevoerd, waarbij ze hun volume elektronisch afval de volgende decennia sterk dreigen op te drijven.
“Perovskiet behoort echter tot een nieuwe klasse materialen”, merkt onderzoeksleider Fengqi You, professor energie aan de Cornell University, op. “Wanneer het product op een geschikte manier wordt gerecycleerd, kan de ecologische voetafdruk van de zonnekracht nog sterk worden teruggedrongen.”
“Wanneer wetenschappers zonnecellen ontwerpen, kijken ze vooral naar prestaties”, verduidelijken de wetenschappers. “Daarbij wordt vooral gestreefd naar een maximale efficiëntie en stabiliteit van de energieconversie. Bij dat ontwerp worden echter vaak de mogelijkheden voor recyclage verwaarloosd.”
Het onderzoek van de Cornell University kwam tot de vaststelling dat zonnepanelen met perovskiet niet alleen betere prestaties leverden dan silicium-alternatieven, maar ook op het gebied van duurzaamheid superieure kwaliteiten bleken te hebben.
“Perovskiet biedt een sneller rendement op de initiële energie-investering dan silicium”, stippen de onderzoekers nog aan. “Wanneer voor perovskiet-panelen wordt gekozen, blijkt het productieproces minder energie te verbruiken dan wanneer voor silicium-oplossingen geopteerd. Na een recyclage ligt het primaire energieverbruik van perovskiet-panelen 72,6 procent lager, terwijl de ecologische voetafdruk met 71,2 procent wordt verminderd.”
Terugverdientijd
“De vermindering van de energie die nodig is om de cellen te produceren, leidt tot een aanzienlijke beperking van de terugverdientijd en de uitstoot van broeikasgassen”, merken de onderzoekers.
“Optimaal gerecycleerde perovskiet-cellen zouden amper een terugverdientijd van ongeveer één maand kunnen hebben. Daarnaast zou de uitstoot van koolstofdioxide tot amper 13,4 gram per kilowattuur geproduceerde elektriciteit kunnen worden beperkt.”
“Zonder recyclage is er bij perovskiet-panelen sprake van een terugverdientijd tussen zeventig dagen en dertien maanden. De uitstoot tijdens de volledige levensduur zou bij deze categorie oplopen tot een totaal volume van 27,5 gram en 158 gram.”
“De huidige silicium-panelen hebben een terugverdientijd die tussen 1,3 jaar en 2,4 jaar kan variëren. De ecologische voetafdruk bedraagt tussen 22,1 gram en 38,1 gram per kilowattuur geproduceerde elektriciteit.”
“Recyclage zorgt ervoor dat perovskiet alle andere potentiële materialen voor zonnepanelen overtreft”, betogen de onderzoekers. “Een geïnformeerd overheidsbeleid kan, samen met ontwikkelingsstrategieën voor een recyclage-infrastructuur, de ecologische impact bij de productie van fotovoltaïsche zonnecellen verder verminderen.”
“De echte waarde van een duurzame perovskiet-industrie kan in belangrijke mate afhankelijk worden van de gehanteerde recyclage-programma’s.”
(lb)