ما هي البصمة الكربونية للألواح الشمسية؟

يمثل كل إنتاج الطاقة تأثيرًا بيئيًا والطاقات المتجددة (EnR) ليست استثناءً من القاعدة. ومع ذلك، حتى لو كان لها بصمة كربونية إيجابية أقل بكثير من تلك الخاصة بالوقود الأحفوري، فهي ليست قليلة الأهمية أيضًا. سنركز هنا على الطاقة الشمسية، التي تؤثر ألواحها ومعداتها على المناخ عند إنتاج الطاقة.

كيف تعرف البصمة الكربونية لألواحك الشمسية؟

عندما نتحدث عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، فإن الصورة الأولى التي تتبادر إلى ذهننا هي عوادم السيارات أو أعمدة الدخان الأسود المنبعثة من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم. ومع ذلك، الأمر ليس بهذه البساطة…

ما هي البصمة الكربونية أو الميزانية العمومية للكربون؟

في سياق إنتاج الطاقة الكهربائية، هناك عنصران يلعبان دورًا في حساب تأثيرها البيئي.

• مصدر الطاقة: يمكن أن تكون محايدة تمامًا في ثاني أكسيد الكربون مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، أو قائمة على الكربون مثل النفط أو الفحم أو الغاز التي تولد كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون.
• تحليل دورة حياة التركيبات الكهربائية: يأخذ في الاعتبار انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن استخلاص المواد الأولية التي يتكون منها، إلى الطاقة المستخدمة أثناء تصنيعه، بما في ذلك الوقود المستخدم والصيانة وإعادة التدوير وجميع الإجراءات المرتبطة بعمله مثل التوزيع.

عند تطبيق ذلك على الألواح الشمسية، يأخذ هذا في الاعتبار بشكل أساسي تصنيع الألواح ونقلها وجميع المعدات المرتبطة بالتركيبات الكهروضوئية مثلالعاكس، مدير الطاقة أو حتى الكابلات ...

يتم قياس البصمة الكربونية بالجرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلووات ساعة يتم إنتاجها. لذلك، عندما تقوم تركيبات الطاقة الشمسية الخاصة بك بإنتاج الطاقة، فإنها لا تطلق ثاني أكسيد الكربون بشكل مباشر. إن العمليات التي تتم في بداية ونهاية فترة التشغيل هي التي تنتجها.

وللتذكير، يحدد بروتوكول كيوتو العديد من الغازات الدفيئة الرئيسية:

• ثاني أكسيد الكربون (CO2)؛
• الميثان (CH4)؛
• الهالوكربونات (HFC وPFC)؛
• أكسيد النيتروز (N2O)؛
• سداسي فلوريد الكبريت (SF6).

وكل منها يؤثر بقوة أكبر أو أقل على ظاهرة الاحتباس الحراري. يعمل ثاني أكسيد الكربون كمعيار قياس لحساب تأثير كل غاز على ظاهرة الاحتباس الحراري. وقد تم اختياره كمرجع لأنه يمثل الغاز الرئيسي للاحتباس الحراري على مستوى العالم، حيث يمثل 77% من الانبعاثات. ومع ذلك، فهو ليس الأكثر خطورة: فالميثان له تأثير أكبر 28 مرة من ثاني أكسيد الكربون على ظاهرة الاحتباس الحراري.

ما هي البصمة الكربونية للطاقات المتجددة؟

من الوهم تمامًا تخيل طاقة كهربائية نظيفة تمامًا. كل شيء له تأثير على البيئة. لنأخذ على سبيل المثال الفولاذ المستخدم في الصناعة النووية: فهو يستهلك المزيد من الموارد وينبعث منه المزيد من الكربون لإنتاجه مقارنة بالفولاذ التقليدي.

إليكم البصمة الكربونية للمصادر الرئيسية للطاقة الكهربائية، بحسب دراسات ADEME، علماً أن متوسط ​​معدل مزيج الطاقة الفرنسي هو 82 غراماً من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة. يرجى ملاحظة أن هوامش الخطأ لدى ADEME تكون كبيرة في بعض الأحيان.

• طاقة الرياح: لا تنبعث توربينات الرياح من ثاني أكسيد الكربون، ولكن لها تأثير بيئي مثل استخدام الأراضي أو الأتربة النادرة اللازمة لتصنيعها. تعتبر البصمة الكربونية منخفضة، ولكنها ليست ضئيلة، حيث يبلغ متوسطها 12.7 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة. يرجى ملاحظة أن ADEME تعترف بهامش خطأ يبلغ حوالي 50% اعتمادًا على التكنولوجيا أو الموقع.
• الطاقة النووية: تشهد هذه التكنولوجيا عودة بفضل بصمتها الكربونية البالغة 6 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة، بدءًا من استخراج المواد الخام وحتى تخزين النفايات، بما في ذلك دورة حياة محطة الطاقة. من أفضل النتائج، لكنها لا تستطيع إخفاء المشاكل المرتبطة بالهدر وتفكيك محطات توليد الكهرباء القديمة، بالإضافة إلى الأمن اليومي والقضايا الجيوسياسية المرتبطة بموادها الأولية.

• الطاقة الكهرومائية: هي المصدر الوحيد للطاقة المتجددة الذي يقدم أداءً مماثلاً للطاقة النووية حيث يبلغ 6 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة. يكون التأثير البيئي كبيرًا أثناء بنائه وتحدد ADEME هامش خطأ بنسبة 50٪ اعتمادًا على الطاقة المثبتة.
• الفحم: يعود إلى الظهور عالميًا، وهو أمر ليس بالأمر التافه نظرًا لانبعاثاته الكربونية الثقيلة: 1060 جرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة.
• النفط: أقل ضرراً قليلاً من الفحم، لكنه يظل عند مستوى مرتفع جداً مقارنة بالمنافسين حيث يصل إلى 730 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة.
• الغاز: مع بصمة كربونية تبلغ 418 جرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة، يعد الغاز الطبيعي هو الأقل تلويثًا بين أنواع الوقود الأحفوري. وهذا ما يفسر نجاحه في العديد من الدول حتى انفجر سعره عقب الحرب في أوكرانيا.

• الخلايا الكهروضوئية: هذا المصدر للطاقة الكهربائية المتجددة له تأثير كبير على استخدام الأراضي. وبالتالي، فإن محطة الطاقة الشمسية التي تبلغ طاقتها ميغاواط واحد تشغل مساحة تقل قليلاً عن هكتار واحد. يضاف إلى ذلك عملية التصنيع والنقل المعقدة. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي عمليات التصنيع المعقدة إلى بصمة كربونية كبيرة. لاحظ أن غالبية الألواح في أوروبا من أصل صيني. وهذا ما يفسر سبب قيام ADEME بتقييم وتحديد البصمة الكربونية للقطاع الكهروضوئي عند 43.9 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة. إنها ببساطة تأخذ البصمة الكربونية للألواح الصينية كمرجع. اعتمادًا على أصل الألواح، تختلف البصمة الكربونية تمامًا:
  • 43.9 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة لتركيب الألواح الشمسية الصينية.
  • 32.3 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة للألواح ذات المنشأ الأوروبي.
  • 25.2 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة للتركيب المصنوع في فرنسا.
• 43.9 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة لتركيب الألواح الشمسية الصينية.
• 32.3 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة للألواح ذات المنشأ الأوروبي.
• 25.2 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة للتركيب المصنوع في فرنسا.

وفي سياق الطاقة الشمسية، يخبرنا ستيفان لويلات (رئيس قسم الكهرباء والشبكات المتجددة في ADEME):“وتتراوح العناصر التي تؤخذ في الاعتبار في حساب البصمة الكربونية بين التصنيع، وصيانة المنشآت، وانتهاءً بإعادة تدويرها. وتجدر الإشارة إلى أنه إذا كان ميزان الطاقة للمنتجات الصينية هو الأسوأ، فذلك لأنه يتميز بالكهرباء اللازمة للتصنيع والتي تكون أكثر كثافة من الكربون، ويمثل الفحم نسبة عالية (هيئة التحرير: 71%) من الطاقة. مزيج من البلاد. »

بعد الإنتاج يجب إضافة النقل إلى أوروبا وجميع العناصر المرتبطة بتركيب الألواح وكذلك توزيع الطاقة المنتجة. وينتهي هذا الحساب بإعادة تدويرها بعد 25 إلى 35 سنة من عمر الخدمة. ملاحظة إيجابية للغاية، 95% من الألواح قابلة لإعادة التدوير وهذا النشاط يكتسب زخمًا في فرنسا وأوروبا.

كيفية حساب البصمة الكربونية لتركيب الطاقة الشمسية الخاص بك

الآن بعد أن حصلنا على التفاصيل الدقيقة، كيف سنقوم بحساب البصمة الكربونية لتركيبات الطاقة الشمسية لديك؟

بداهةالعملية بسيطة، علينا فقط أن نأخذالطاقة المنتجة خلال كامل العمرمن التركيبات الكهروضوئية المستقبلية أو الحالية وضربها فيبيلان كاربوني. خطوة سيئة، هذه ليست الطريقة التي يجب أن نتعامل بها مع الأمر على الإطلاق.

فكرة أخرى غير بديهية، يمكننا أن نتخيل أن البصمة الكربونية تقل مع وقت الاستخدام من خلال دمج "انخفاض قيمة الكربون» اللازمة لإنتاجه. مرة أخرى، هذا ليس هو الطريق الصحيح، وهذان خطأان طبيعيان. لأن البصمة الكربونية عبارة عن بيانات يجب أيضًا أن تكون دقيقة اعتمادًا على المنتجات أو الأنشطة التي تم تحليلها. وبالتالي، إذا أخذنا حالة السيارة، فإن بصمتها الكربونية تشمل الإنتاج وإعادة التدوير والبنية التحتية للطرق اللازمة لاستخدامها وخاصة الوقود المستخدم.

ومع ذلك، كما يوضح لنا ستيفان لويلات، رئيس قسم الكهرباء والشبكات المتجددة في ADEME: “الطاقة الشمسية متجددة، ولا يتم استهلاك الوقود. وبالتالي يتم حساب البصمة الكربونية للألواح الكهروضوئية وفقًا لإجمالي الإنتاج طوال عمرها الافتراضي، مما يعطينا 43.9 جم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة لإنتاجك الماضي والحالي والمستقبلي.».

لإجراء حسابات أكثر تخصيصًا، ستحتاج إلى التعمق في وثائق ADEME التي تعرض جميع الصيغ المستخدمة. ومع ذلك، سيكون من الصعب جدًا عليك إجراء حساباتك الخاصة، حتى مع وجود كمية كبيرة جدًا من البيانات المفتوحة المتوفرة في قاعدة بيانات Empreinte.قاعدة البصمةمن أديم. سواء كانت تركيبتك تشتمل على مليون أو مليون لوح شمسي، فإن بصمتها الكربونية ستكون قريبة من 43.9 جم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة. لتقليل تأثير الكربون لديك، هناك حل واحد فقط: الاستثمار في الألواح الأوروبية، أو الأفضل من ذلك، الفرنسية. سواء كانت تركيبتك تشتمل على مليون أو مليون لوح شمسي، فإن بصمتها الكربونية ستكون قريبة من 43.9 مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة. لتقليل تأثير الكربون لديك، هناك حل واحد فقط: الاستثمار في الألواح الأوروبية أو الفرنسية الأفضل.

وبالتالي فإن الخلايا الكهروضوئية هي واحدة من أكثر الطاقات خضرة، مع إنتاج أكثر ثباتًا قليلاً من طاقة الرياح. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تركيبه بسهولة على المباني القائمة. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن البصمة الكربونية للطاقة الشمسية تستمر في التحسن مع كل جيل جديد من الألواح. وفيما يتعلق بالطاقة، فإن الشركة الفرنسية ستكون قد أنتجت ما يعادل الطاقة المستخدمة لإنتاجها (أو ديون الطاقة) في عام واحد، أو عامين بالنسبة لمنتج صيني. بالإضافة إلى ذلك، فإن 95% من الألواح قابلة لإعادة التدوير، وأصبحت النماذج ذات البصمة البيئية المنخفضة جدًا (المصنوعة من الألواح المعاد تدويرها) شائعة بشكل متزايد في السوق.

ومع ذلك، فمن المهم أن نلاحظ أن البصمة الكربونية ليست النقطة الوحيدة التي تلعب دورًا في سياق القضايا البيئية. ويجب أيضًا دراسة التأثير على النظم البيئية والحيوانات والنباتات وعلى المساحة المحتلة. على سبيل المثال، تعمل محطات الطاقة النووية ذات الدائرة المفتوحة على رفع درجة حرارة بعض الممرات المائية، في حين أن حقول الألواح الشمسية يمكن أن تحد من التنوع البيولوجي. ومن ناحية أخرى، بالنسبة للاستخدام المنزلي (الألواح الشمسية على سطح المبنى)، تصبح هذه النقطة عفا عليها الزمن. بالإضافة إلى ذلك، تتيح الطاقة الشمسية رؤية لا مركزية لإنتاج الكهرباء. وبالتالي، فإن دمج الألواح في تشييد المباني الجديدة، أو أثناء التجديدات الحرارية، هو أمر بسيط يوفر إمكانية كبيرة جدًا لتوفير الطاقة. تقدر إمكانيات التسقيف في فرنسا بـ 350 جيجاوات بينما تتراوح أهداف النشر بحلول عام 2050 بين 100 و150 جيجاوات! إذا أصبح استخدام الخلايا الكهروضوئية للاستهلاك الذاتي واسع الانتشار، فإن احتياجات الطاقة من محطات الطاقة الأكثر تلويثًا ستنخفض فقط.

عرضنا على Twitch SURVOLTÉS، كل يوم أربعاء من الساعة 5 مساءً حتى 7 مساءً: قابلنا للحديث عن السيارات الكهربائية أو الدراجات الكهربائية، حول المناقشات والمقابلات والتحليلات والألعاب!