البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية.. 4 أسئلة تكشف عن الأثر البيئي

تمثل البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية واحدة من أكثر المعارك الجدلية التي تدور رحاها الآن داخل أوساط الخبراء والمختصين في قطاع الطاقة.

فرغم أن الألواح الشمسية حلٌّ رئيسٌ للتصدي لأزمة المناخ؛ فإن الصناعة تظل محاصرة بتحديات لا يمكن إغفالها؛ أبرزها الانبعاثات الناتجة عن عمليات التصنيع والشحن والنقل.

وبحسب تقرير حديث، اطّلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة (مقرّها واشنطن)؛ فإن عمليات إنتاج الألواح الشمسية، بدءًا من استخراج السيليكون والمعادن وصولًا إلى التركيب والصيانة، تتطلب طاقة هائلة وتطلق غازات دفيئة.

ومع ذلك، يُعتقد أن تبني تقنيات جديدة وتقليل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية في التصنيع، يمكن أن يحدّ من البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية، ويجعلها خيارًا بيئيًا أفضل على المدى الطويل.

ما البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية؟

البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية هي إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة (GHG) الناتجة عن جميع مراحل دورة حياة الألواح الشمسية.

وتشمل هذه المراحل استخراج المواد الخام مثل السيليكون والزجاج ومعالجتها، وعمليات تصنيع الألواح ونقلها وتركيبها، وكذلك التخلص منها بعد نهاية عمرها الافتراضي.

وتمثّل عملية إنتاج السيليكون، التي غالبًا ما تعتمد على محطات الكهرباء بالفحم، أبرز العوامل التي تسهم في تلك الانبعاثات، بحسب التقرير الصادر عن شركة الأبحاث إنفولينك كونسالتنغ (InfoLink Consulting).

كما تتطلب صناعة الرقائق والخلايا وتجميع الوحدات استهلاكًا هائلًا للطاقة واستعمال مواد كيميائية تُطلق انبعاثات كربونية.

وعلى الرغم من قدرة الألواح على تعويض الانبعاثات الناتجة عن تشغيلها؛ إلا أن مدخلات الطاقة الأولية والانبعاثات خلال سلسلة التوريد، بالإضافة إلى الآثار البيئية للتخلص منها، تظل عوامل تؤثر في بصمتها الكربونية.

ما العوامل الرئيسة وراء البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية؟

تتسبب 3 عوامل رئيسة في زيادة البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية، أبرزها:

• استخراج المواد الخام ومعالجتها:

1. يتضمن إنتاج الألواح عمليات تعدين مكثفة للسيليكون تتطلب درجات حرارة مرتفعة تصل إلى 2000 درجة مئوية؛ ما يؤدي إلى استهلاك هائل للكهرباء.
2. يعتمد معظم الإنتاج على محطات الكهرباء بالفحم في الصين، التي تُنتج أكثر من 90% من البولي سيليكون في العالم.
3. يسهم إنتاج المواد الأخرى، مثل الفضة والألومنيوم والنحاس، اللازمة لتوصيل الكهرباء، في إطلاق الانبعاثات.

• استهلاك الطاقة في عمليات التصنيع:

1. تستهلك عمليات تنقية السيليكون وتقطيع الألواح وتجميع الوحدات كميات كبيرة من الكهرباء.
2. يؤثر مزيج الطاقة بالدولة المنتجة في استهلاك الكهرباء خلال إنتاج الرقائق.
3. تستهلك الألواح أحادية البلورات طاقة أكثر من متعددة البلورات.
4. يزيد إضافة الطبقات المضادة للانعكاس وطبقات الحماية من استهلاك الطاقة.
5. تطلق الألواح خلال سنواتها الأولى قرابة 50 غرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط/ساعة.

• نقل الألواح الشمسية:

1. شحن الألواح الشمسية حول العالم عبر البحر أو البر يسهم في انبعاثات الكربون، حيث تُنتج معظم الألواح في الصين ويزداد الطلب عليها في أوروبا وأميركا الشمالية.
2. وزن الألواح الهائل بسبب الإطارات الزجاجية والألومنيوم يزيد من استهلاك الوقود.

ما مقدار الانبعاثات الناتجة عن الألواح الشمسية خلال دورة حياتها؟

في مرحلة التصنيع، تُسجل الألواح الشمسية انبعاثات تتراوح بين 37.3 و72.2 غرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط/ساعة، وذلك حسب منطقة الإنتاج وكفاءة العمليات، بحسب ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

كما تسهم عمليات النقل والتركيب والصيانة في زيادة البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية.

ورغم التقدم المحرز في عمليات التخلص من الألواح الشمسية وإعادة تدويرها؛ فإن آثارها البيئية لم تتضح بعد.

وعند إجراء مقارنة بين البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية والوقود الأحفوري، نجد أن:

• الانبعاثات خلال دورة حياة محطات الكهرباء بالفحم تبلغ 820 غرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط/ساعة.
• محطات الغاز ذات الدورة المركبة تُطلق 490 غرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط/ساعة.
• محطات الطاقة الشمسية تُطلق 33-50 غرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط/ساعة.

ومع ذلك، ثمة فوائد بيئية طويلة الأمد للألواح الشمسية تتجاوز هذه الانبعاثات؛ حيث يمكنها تعويض بصمتها الكربونية في غضون بضع سنوات.

وعلى مدى عمرها الافتراضي، توفر الألواح الشمسية طاقة خالية من الانبعاثات، وسيساعد التقدم في تقنيات إعادة التدوير على تقليل الآثار البيئية.

كيف يمكن الحد من البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية؟

في ظل التوجه العالمي نحو تقليل الانبعاثات الكربونية، أصبح تحسين صناعة الألواح الشمسية خطوة أساسية نحو تحقيق أهداف الاستدامة.

ويمكن الحد من البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية من خلال:

• ابتكار تقنيات لتقليل الانبعاثات أثناء الإنتاج: عبر تطوير خلايا سيليكون غير متجانسة تعمل عند درجات حرارة منخفضة مقارنة بالطرق التقليدية، ما يقلل من استهلاك الطاقة والانبعاثات، إلى جانب التحول إلى تقنيات لحام خالية من الرصاص في تصنيع الألواح.
• اعتماد مصادر الطاقة المتجددة في أثناء التصنيع: أظهرت الدراسات أن الاعتماد على مزيج كهرباء نظيف يقلل الانبعاثات بمقدار النصف، مقارنة بالفحم.
• إعادة تدوير المواد واستعمالها لتعزيز الاستدامة: برامج إعادة التدوير تساعد في استعادة السيليكون والفضة والزجاج من الألواح التالفة، بالإضافة إلى توفير الطاقة والحد من الحاجة لاستخراج مواد خام جديدة.

موضوعات متعلقة..

• أسعار الألواح الشمسية في 2025.. هذه خطة الشركات الصينية لزيادة الأرباح
• واردات الإمارات من الألواح الشمسية الصينية تقفز 110% خلال 2024
• الألواح الشمسية العائمة في أميركا.. الكشف عن رقم ضخم لتوليد الكهرباء

اقرأ أيضًا..

• استئناف صادرات نفط كردستان العراق يتعثر وسط خلافات قانونية ومالية وسياسية (تقرير)
• الطلب على الكهرباء في أفريقيا يسجل مستوى قياسيًا بقيادة 3 دول
  
• أكثر الدول العربية توليدًا للطاقة الشمسية

المصدر:

• البصمة الكربونية لصناعة الألواح الشمسية من إنفولينك كونسالتنغ