Die Sonne ist eine fantastische Ressource zur Erzeugung von nachhaltigem Strom und es heißt, sie trage weder zur globalen Erwärmung bei noch verschmutze sie die Umwelt.
Sie haben wahrscheinlich schon von den vielfältigen Möglichkeiten gehört, wie Solarenergie der Umwelt helfen kann , da immer mehr Menschen auf erneuerbare Energien umsteigen . In diesem Artikel betrachten wir die Umweltauswirkungen der Solarenergie genauer, sowohl die positiven als auch die negativen.
Unsere Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Ressourcen wie fossilen Brennstoffen und die Reduzierung von Kohlenstoffemissionen sind zwei der bekanntesten Vorteile der Solarenergie. Doch wie wirkt sich Solarenergie auf das Ökosystem aus?
Abhängig von der Technologie, die grob in zwei Kategorien unterteilt werden kann: Photovoltaik (PV)-Solarzellen oder konzentrierende Solarthermieanlagen (CSP), sind die möglichen Umweltauswirkungen der Solarenergie – Landnutzung und Lebensraumverlust, Wasserverbrauch und die Nutzung von Gefahrstoffe in der Herstellung – können sehr unterschiedlich sein.
Die Größe des Systems, die von bescheidenen, verteilten PV-Anlagen auf Dächern bis hin zu umfangreichen PV- und CSP-Anlagen im Versorgungsmaßstab reichen kann, hat großen Einfluss auf den Grad der Umweltauswirkungen.
Umweltauswirkungen der Solarenergie
Solarenergie hat auch viele positive Auswirkungen auf die Umwelt, es gibt jedoch einige negative Auswirkungen der Solarenergie auf die Umwelt, die im Folgenden aufgeführt sind:
- Solarenergie ist besser für die Umwelt
- Bodennutzung
- Verlust des Lebensraums
- Störung des Ökosystems
- Solar senkt Treibhausgasemissionen
- Wasserverbrauch
- Gefahrenstoffe
- Abfall von Solarmodulen
- Recycling
1. Solarenergie ist besser für die Umwelt
Die Gewinnung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung hatte negative Auswirkungen auf bestimmte lokale Ökosysteme. Da Lebensräume zerstört und Vegetation entfernt werden, um Platz für Energiebetriebe wie Bohrinfrastruktur zu schaffen, leiden viele Pflanzen und Tiere.
Andererseits können erneuerbare Energiequellen wie Solarenergie die Erholung von Ökosystemen unterstützen. Solaranlagen lassen sich auf Gebäuden montieren und benötigen bei der Installation deutlich weniger Platz. Darüber hinaus verschmutzen Solarpaneele weder Luft noch Wasser und schaden somit weder Menschen noch Tieren.
Die Gewinnung fossiler Brennstoffe umfasst Bohren, Verbrennen und Abbau, wodurch Treibhausgase in die Atmosphäre freigesetzt werden. Diese Treibhausgase, darunter Kohlendioxid, schädigen die Umwelt. Durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Solarenergie können wir die Treibhausgasemissionen reduzieren und weitere Umweltschäden verhindern.
Im Allgemeinen kann Solarenergie Ihrer Stadt dabei helfen, Treibhausgasemissionen, Umweltverschmutzung und die Wiederherstellung von Ökosystemen zu verringern – alles Faktoren, die für den Schutz von Menschen, Wildtieren und gesamten Ökosystemen von entscheidender Bedeutung sind. Dadurch wird weniger Wasser zur Stromerzeugung benötigt und die Luft wird atmungsaktiver.
2. Landnutzung
Energieanlagen für viele konventionelle Stromarten benötigen viel Platz, darunter auch wertvolle Grundstücke. Glücklicherweise gibt es Unterschiede in den Landnutzungsvorschriften für Solaranlagen.
Ein Vorteil von Solaranlagen besteht darin, dass sie an isolierten Standorten mit freiem Boden oder auf Ihrem Dach installiert werden können. Mit der Weiterentwicklung der Technologie werden Solarsysteme über verbesserte Fähigkeiten zur Unterstützung der Landnutzung verfügen. Insgesamt könnte die geringe Landfläche, die Solaranlagen benötigen, für Ihr lokales Ökosystem von Vorteil sein.
Größere Solarkraftwerke können jedoch je nach Standort Bedenken hinsichtlich Lebensraumverlust und Bodendegradation hervorrufen. Die benötigte Gesamtfläche variiert je nach Technologie, Standort, Topografie und Intensität der Sonneneinstrahlung.
Photovoltaikanlagen im Versorgungsmaßstab benötigen schätzungsweise zwischen 3.5 und 10 Acres pro Megawatt, während CSP-Anlagen zwischen 4 und 16.5 Acres pro Megawatt benötigen.
Solaranlagen haben geringere Chancen auf eine Koexistenz mit landwirtschaftlichen Nutzungen als Windkraftanlagen. Solaranlagen im Versorgungsmaßstab können jedoch ihre negativen Auswirkungen auf die Umwelt verringern, indem sie in weniger wünschenswerten Gebieten installiert werden, beispielsweise auf Brachflächen, ehemaligen Minenstandorten oder bestehenden Übertragungs- und Verkehrsleitungen.
Kleinere Solar-PV-Anlagen haben einen geringeren Einfluss auf die Landnutzung und können auf Wohn- oder Gewerbeimmobilien installiert werden.
3. Verlust des Lebensraums
Für die Installation von Solaranlagen wird Land benötigt, um Solarmodule aufzustellen. Jede Fläche, die für die Installation von Solarmodulen gerodet und bebaut wurde, gilt als verlorener Lebensraum , auch wenn manche Standorte besser für diese Art der Installation geeignet sind als andere. Die Installation von Solarmodulen auf bereits bestehenden Gebäuden kann dazu beitragen, dieses Problem zu vermeiden.
4. Störung des Ökosystems
Lokale Ökosysteme können stark leiden, wenn Bäume oder andere Pflanzen entfernt werden, um Platz für Sonnenkollektoren zu schaffen. Darüber hinaus birgt der Bau von Straßen und Übertragungsleitungen, die für die Entwicklung groß angelegter Solarenergieprojekte erforderlich sind, das Potenzial, die Tierwelt zu stören, Ökosysteme zu fragmentieren und nicht heimische Arten anzusiedeln.
5. Solar senkt Treibhausgasemissionen
Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen , die abgebaut, gefördert, transportiert und verbrannt werden müssen, um Strom zu erzeugen, sind Solarenergiequellen saubere, erneuerbare Energiequellen, die keine schädlichen Kohlenstoffemissionen verursachen, welche die Atmosphäre oder Gewässer belasten.
Die Reduzierung dieser Schadstoffe könnte 25,000 Leben retten, da sie sowohl für die Gesundheit von Menschen als auch von Wildtieren schädlich sind. Durch die Verringerung unserer Abhängigkeit von begrenzten Ressourcen, die der Umwelt schaden, wird nachhaltige Solarenergie unsere Infrastruktur schützen und zur Erhaltung der Gesundheit des Planeten beitragen.
Insgesamt hat Solarenergie überwiegend positive Auswirkungen auf die Umwelt. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass sowohl die Herstellung der Paneele als auch die Ernte der für ihre Herstellung erforderlichen Materialien – wie Glas und bestimmte Metalle – der Umwelt schaden können.
Dennoch können Solarpaneele laut Experten den für ihre Herstellung aufgewendeten Energieaufwand in ein bis vier Jahren ausgleichen. Darüber hinaus haben die Systeme eine Lebensdauer von 30 Jahren, was bedeutet, dass Solarmodule während ihrer gesamten Nutzungsdauer ihre ökologischen Produktionskosten mehr als ausgleichen können.
Es gibt auch Bedenken hinsichtlich Solarenergie und Landnutzung. Einige befürchten, dass die Installation von Solarpaneelen für Großprojekte das Land verschlechtern und zum Verlust von Lebensräumen führen könnte.
Um die Bodendegradation in bereits bestehenden Lebensräumen zu verhindern, können große Solarpanelprojekte an Standorten mit geringer Qualität installiert werden, beispielsweise in verlassenen Bergbauanlagen. Auch die Installation von Paneelen auf bestehenden Gebäuden kann den Flächenverbrauch reduzieren. Dennoch können potenzielle Schäden an Land und Lebensräumen minimiert oder sogar beseitigt werden.
Natürlich gibt es bestimmte Probleme mit Solarmodulen. Glücklicherweise können die möglichen Probleme durch sorgfältige Vorbereitung und Beachtung geeigneter Entsorgungstechniken vermieden werden.
6. Wasserverbrauch
Solarzellen benötigen zur Stromerzeugung kein Wasser. Dennoch wird bei der Herstellung von Solar-PV-Komponenten wie bei jedem anderen Herstellungsprozess etwas Wasser verbraucht.
Für die Kühlung ist in konzentrierten Solarthermieanlagen (CSP) wie auch in anderen thermischen Kraftwerken Wasser erforderlich. Die Art des Kühlsystems, der Anlagenstandort und das Anlagendesign beeinflussen alle den Wasserverbrauch.
Für jede erzeugte Megawattstunde Strom entfernen CSP-Anlagen mit Kühltürmen und Nassumwälztechnologie 600–650 Gallonen Wasser. Da Wasser nicht als Dampf verloren geht, weisen CSP-Anlagen mit Durchlaufkühlungstechnologie höhere Wasserentnahmeraten, aber einen geringeren Gesamtwasserverbrauch auf.
Bei Einsatz der Trockenkühlungstechnologie wird in CSP-Anlagen fast 90 % weniger Wasser verbraucht. Mit diesen Wassereinsparungen sind jedoch eine geringere Effizienz und höhere Kosten verbunden. Darüber hinaus nimmt die Effizienz der Trockenkühlungstechnik oberhalb von 100 Grad Fahrenheit dramatisch ab.
Eine sorgfältige Analyse dieser Wasser-Kompromisse ist von entscheidender Bedeutung, da viele der Orte in den Vereinigten Staaten mit dem höchsten Potenzial für Solarenergie auch das trockenste Klima haben.
7. Gefährliche Materialien
Bei der Herstellung von PV-Zellen werden viele gefährliche Verbindungen eingesetzt. Der Großteil dieser Materialien wird zur Reinigung und Reinigung der Halbleiteroberfläche verwendet.
Zu diesen Substanzen gehören Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Fluorwasserstoff, 1,1,1-Trichlorethan und Aceton. Sie sind vergleichbar mit denen, die im allgemeinen Halbleitergeschäft eingesetzt werden.
Die Art der Zelle, der erforderliche Reinigungsgrad und die Größe des Siliziumwafers haben Einfluss auf die Menge und Art der verwendeten Chemikalien. Es bestehen Bedenken für Arbeitnehmer, die Siliziumstaub einatmen.
Um zu verhindern, dass Arbeiter giftigen Chemikalien ausgesetzt werden, und um sicherzustellen, dass Produktionsabfälle ordnungsgemäß entsorgt werden, müssen PV-Hersteller die US-Vorschriften einhalten.
Im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Photovoltaikzellen enthalten Dünnschicht-PV-Zellen mehrere gefährlichere Bestandteile wie Galliumarsenid, Kupfer-Indium-Galliumdiselenid und Cadmiumtellurid.
Eine unsachgemäße Handhabung und Entsorgung dieser Gegenstände kann erhebliche Risiken für die Umwelt oder die öffentliche Gesundheit darstellen. Daher sind die Hersteller finanziell motiviert, dafür zu sorgen, dass diese äußerst wertvollen und oft ungewöhnlichen Materialien recycelt und nicht weggeworfen werden.
8. Abfall von Solarmodulen
Einige Prognosen gehen davon aus, dass die weltweite Menge an Solarmodulabfällen bis 2050 auf 78 Millionen Tonnen anwachsen könnte . Diese Abfallmenge wird für Recyclingunternehmen extrem schwer zu bewältigen sein, da ihnen derzeit geeignete Entsorgungslösungen wie Deponien fehlen.
Die gute Nachricht ist, dass dieses Problem frühzeitig erkannt wurde und dass mehrere Unternehmen bereits erschwingliche (längere Produktgarantien) und technologische Lösungen (Recyclingtechnologien) entwickelt haben.
9. Recycling
Was geschieht, wenn Solarmodule ausfallen oder außer Betrieb genommen werden? Das Recycling von Solarmodulen ist bisher noch kein bedeutendes Problem, aber da Solarmodule ersetzt werden müssen, wird sich dies in den kommenden Jahrzehnten ändern.
Solarmodule können derzeit zusammen mit anderem Elektroschrott entsorgt werden. Länder, denen es an geeigneten Mechanismen zur Entsorgung von Elektroschrott mangelt, sind anfälliger für Probleme beim Recycling.
Fazit
Die Solarenergieerzeugung hat, genau wie andere Technologien zur Stromerzeugung, einige Nachteile. Allerdings sind diese Effekte nicht so groß. Solange sie nicht groß genug sind, beeinträchtigen sie weder die Ökologie noch das Gleichgewicht.
Das Beste an Solarenergie ist, dass ihre negativen Auswirkungen reduziert werden können, da sie lokal von Einzelpersonen erzeugt und genutzt werden kann. Im Gegensatz zu großen Solaranlagen werden Solaranlagen typischerweise von Hausbesitzern oder Unternehmen auf Dächern installiert und benötigen kein Wasser zur Kühlung.
Solarenergie ist also zweifellos eine viel umweltfreundlichere Wahl und hat eine ökologisch nachhaltige Wirkung.