In qualsiasi ora, il sole invia abbastanza energia sotto forma di per alimentare il nostro intero pianeta per un anno intero.1 E dato che la NASA prevede che il sole sarà in giro per altri 4,5 miliardi di anni, la Terra godrà di molta luce solare per molto, molto, molto tempo.
Perché l’energia solare può essere rigenerata rapidamente ed è letteralmente sempre disponibile senza bisogno di eoni di tempo di produzione (salve combustibili fossili!), l’energia solare è rinnovabile secondo ogni possibile definizione tradizionale. Infatti, è la fonte di energia rinnovabile in più rapida crescita sul mercato oggi in termini di accettazione, tecnologia e capacità di generare elettricità.2
Tuttavia, alcuni sostenitori dell’ambiente e della sostenibilità esprimono preoccupazioni sull’espansione dell’industria dell’energia solare. In particolare, hanno problemi con i materiali e i processi coinvolti nella creazione della tecnologia dei pannelli solari usati per generare elettricità.
Il nostro obiettivo con questo articolo è di dimostrare che l’energia solare è veramente un’energia rinnovabile affrontando queste critiche costruttive. Perché se vogliamo combattere il cambiamento climatico, diminuire il riscaldamento globale e ridurre la nostra impronta di carbonio diminuendo la nostra dipendenza dai combustibili fossili, l’industria solare deve essere un leader impegnato.
Che cos’è l’energia rinnovabile?
L’energia rinnovabile è qualsiasi fonte di energia che può essere reintegrata rapidamente e in modo costante.3 Alcune definizioni aggiungono avvertenze come “entro la durata media della vita di un uomo” per aumentare la distinzione tra le energie rinnovabili e i combustibili fossili, che possono essere reintegrati solo attraverso innumerevoli millenni.4
L’energia verde è una sottocategoria di energia pulita, ed è anche la più conosciuta. Secondo la U.S. Environmental Protection Agency, l’energia verde proviene da mezzi naturali e non crea danni alla natura. Questo include l’energia idroelettrica, la biomassa, la geotermia, il vento e il solare.
Che cos’è l’energia solare?
Abbiamo dato la nostra definizione preferita di energia solare nel nostro articolo “Cos’è l’energia solare?”: qualsiasi elettricità generata usando il sole in qualsiasi capacità può essere considerata energia solare. Tutto si riduce a come si sfrutta l’energia del sole – trasmessa sulla Terra sotto forma di pacchetti di luce chiamati fotoni – per creare elettricità che poi usiamo per alimentare le nostre case e le nostre aziende.
Due fonti di energia solare
L’industria solare ha sviluppato due metodi per convertire la luce del sole e generare elettricità: le celle solari fotovoltaiche e l’energia solare concentrata5. Esploriamo un po’ ogni metodo per capire meglio come contribuiscono a rendere l’energia solare rinnovabile.
Celle fotovoltaiche
La forma più comune di energia solare, queste celle solari costituiscono i pannelli che si vedono affissi sui tetti residenziali e commerciali. Quando i fotoni della luce solare raggiungono i pannelli solari, questi semiconduttori usano gli elettroni per creare correnti elettriche.6 Con questa tecnologia, è possibile alimentare direttamente la propria casa o la propria azienda senza fare affidamento esclusivamente sulla rete elettrica.
Concentrated Solar Power
Avrete probabilmente visto una versione di questa tecnologia se avete mai guidato attraverso il Texas occidentale e il sud-ovest americano. Con il metodo di estrazione tramite centrale solare, array di specchi su larga scala raccolgono e poi dirigono i raggi del sole in una posizione centrale – da qui, la “concentrazione”. Da lì, la luce solare altamente mirata riscalda l’acqua per creare vapore che fa girare le turbine per creare elettricità.7
Nel caso di entrambi i metodi, l’energia solare è dimostrata essere saldamente nel campo delle rinnovabili perché sfrutta attivamente la presenza costante del sole durante le ore di luce. La luce del sole si rigenera costantemente – non importa quanto piovoso e nuvoloso possa essere dalle tue parti in un dato giorno – il che significa che l’energia solare ci incoraggia a usare il potere del sole per alimentare il nostro mondo.
Due critiche principali all’energia solare come energia rinnovabile
Siccome il processo di creazione di elettricità attraverso i sistemi solari non crea alcuna emissione sotto forma di gas serra, si potrebbe pensare che molte persone considerino l’energia solare davvero verde ed eco-friendly. E avreste ragione. La maggior parte delle volte. In realtà, alcuni sostenitori dell’ambiente hanno mostrato preoccupazione per i processi coinvolti nella creazione dei pannelli solari veri e propri.8 Si preoccupano giustamente che l’impatto ambientale dello sviluppo della tecnologia possa superare i benefici verdi dell’energia solare.
Vogliamo affrontare di petto le due questioni principali, perché crediamo che i sistemi di energia solare siano sia rinnovabili che il futuro dell’intera industria energetica.9
Raccolta dei materiali
I pannelli solari sono convenzionalmente realizzati con il quarzo, un minerale molto comune che si trova negli orologi, nei piani di lavoro delle case e nell’architettura industriale di tutto il mondo. Una volta estratta, questa sostanza può essere convertita nel silicio utilizzato per creare i semiconduttori nei pannelli solari. Il che significa che, con la creazione di più pannelli solari, abbiamo bisogno di più quarzo.
Il problema è che l’estrazione del quarzo comporta molti degli stessi problemi che gli ambientalisti hanno con l’estrazione in generale. Non solo distrugge il terreno circostante, ma usa anche molta, molta acqua, e i minatori possono contrarre la silicosi per la troppa esposizione alla polvere di silice che l’estrazione produce. In risposta, aziende come Chariot Energy sono passate a usare sabbia densa di quarzo per ridurre l’impatto dell’estrazione.
Montaggio dei pannelli
Una volta che si ha accesso al silicio senza un’estrazione pesante, è ancora necessario creare silicio di alta qualità in grado di catturare la luce del sole con la massima efficienza.10 Il problema qui è che, storicamente, il processo di creazione del polisilicio produce tetracloruro di silicio. Questo sottoprodotto crea fumi nocivi e l’acidificazione del suolo.
Fortunatamente, l’industria dell’energia solare ha raccolto la sfida di assicurare che la sua tecnologia sia sostenibile e verde. Sono stati sviluppati processi per convertire il tetracloruro di silicio in più polisilicio. Inoltre, i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (parte del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti) stanno studiando dei modi per sviluppare il polisilicio e altre forme di silicone che possono essere usate nei pannelli solari senza mai creare tetracloruro di silicio.4
Un altro problema ci attende quando renderemo i pannelli solari ancora più eco-friendly. Una volta che il polisilicio viene modellato in singoli pannelli solari, si usa l’acido fluoridrico (e altri prodotti chimici) per massimizzare l’assorbimento della luce. Ma non è questo processo di formazione il problema, bensì il potenziale di danno ambientale se le sostanze chimiche non vengono smaltite correttamente.
In risposta a queste preoccupazioni, i produttori di pannelli solari stanno adottando alternative più sicure come l’idrossido di sodio (NaOH) e il solfuro di zinco. L’obiettivo è quello di assicurare che la tecnologia dei pannelli solari rappresenti l’apice dell’industria dell’energia rinnovabile rendendola il più verde possibile in ogni fase del prodotto.
Come l’energia solare può diventare ancora più rinnovabile ed ecologica
Alla sua base, la tecnologia dell’energia solare abbraccia volentieri e intenzionalmente i principi dell’energia rinnovabile. Sviluppando una tecnologia di pannelli solari che dura in media 30 anni e che ripaga l’investimento in un terzo di questo tempo, l’industria mostra il suo impegno verso le risorse sostenibili. E usa letteralmente il sole, la più rinnovabile di tutte le risorse naturali del nostro pianeta!
Ma i sostenitori dell’energia solare possono fare ancora di più prendendo alcuni semplici passi per assicurarsi di essere il più possibile responsabili verso l’ambiente:
- Per ogni albero potato indietro o rimosso per un progetto solare sul tetto, piantane un altro.
- Investire in prodotti ecologici negli uffici delle compagnie di pannelli solari.
- Impegnarsi nell’attivismo ambientale al di fuori dell’industria dell’energia solare.
- Assicurarsi che tutte le installazioni solari a livello di utility prestino attenzione all’ambiente locale in modo che la flora e la fauna indigene non siano danneggiate.
L’industria dell’energia solare deve allineare i suoi sforzi con il movimento ambientale mondiale se vogliamo veramente fare la differenza, soprattutto per quanto riguarda il cambiamento climatico e il riscaldamento globale. La crisi è reale, e non possiamo combattere i suoi effetti senza sviluppare soluzioni a lungo termine che rifiutino lo status quo dei combustibili fossili.
Fonti:
https://www.nrel.gov/research/re-solar.html
https://www.ucsusa.org/resources/how-solar-energy-works
https://www.nrdc.org/stories/renewable-energy-clean-facts
https://www.irena.org/solar
https://www.seia.org/initiatives/about-solar-energy
https://www.seia.org/initiatives/concentrating-solar-power
https://www.eia.gov/energyexplained/solar/solar-energy-and-the-environment.php
https://www.nrel.gov/pv/silicon-materials-devices-rd.html