De donkere kant van zonne-energie: hoeveel energie kost de productie van zonnepanelen?

Zonnepanelen zijn niet per definitie een goede zaak voor het milieu.

Het opwekken van elektriciteit met (fotovoltaïsche) zonnepanelen reduceert de uitstoot van luchtvervuilende stoffen, zware metalen en broeikasgassen met 90 procent in vergelijking met elektriciteit opgewekt door fossiele brandstoffen. Dat stelt een studie die deze maand verschijnt in “Environmental Science & Technology”. Goed nieuws, zo lijkt het, maar dat verandert enigszins als je het rapport effectief leest. De onderzoekers interpreteren hun gegevens nogal optimistisch.

De wetenschappers gaan in hun berekening uit van een zonne-intensiteit van 1.700 kilowattuur per vierkante meter per jaar, het gemiddelde in Zuid-Europa. Bovendien is hun conclusie gebaseerd op een levensduur van de zonnepanelen van 30 jaar.

Een paar herberekingen met een lagere zonne-intensiteit en een kortere levensduur leveren minder positieve resultaten op. In de meeste gevallen blijven zonnepanelen een betere keuze dan elektriciteit opgewekt door fossiele brandstoffen, zij het niet altijd even overtuigend. In het geval van gadgets die door zonnepanelen worden opgeladen, blijkt de technologie zelfs schadelijker dan elektriciteit opgewekt door steenkool.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Zonnepanelen vallen niet uit de lucht – ze moeten geproduceerd worden. Net als bij computerchips (die grotendeels uit hetzelfde materiaal bestaan) is dat een vuil en energie-intensief proces. Er moeten grondstoffen ontgind worden, die vervolgens via allerlei stappen moeten worden bewerkt.

Die behandelde materialen worden tot zonnecellen verwerkt, en die zonnecellen tot modules (de zonnepanelen). Al deze processen produceren luchtvervuiling en uitstoot van zware metalen, en ze consumeren energie – wat opnieuw luchtvervuiling, zware metalen en ook broeikasgassen veroorzaakt.

Opzet van het onderzoek

De ecologische prijs van het energieverbruik is sterk afhankelijk van de manier waarop de elektriciteit wordt geproduceerd. De onderzoekers gaan daarom uit van drie scenarios. Het eerste is gebaseerd op de doorsnee Europese energiemix, het tweede op de gemiddelde Amerikaanse energiemix (die ongeveer 45 % CO2-intensiever is).

Een derde scenario gebruikt de gegevens van het recente “Crystal Clear” project van de Europese Commissie, dat de energiemix onderzocht van 11 Europese en Amerikaanse silicium- en PV-fabrikanten. Omdat die naar verhouding meer hydrokrachtcentrales en gas gebruiken (uit kostenoverwegingen) is dit het “best-case-scenario”. De onderzoekers bestudeerden 4 types zonnecellen: multi-kristallijn silicium (met een efficiëntie van 13 procent), mono-kristallijn silicium (14%), ribbon silicium (11,5%) en dunnefilmtechnologie (9%).

Uitstoot van CO2 per kilowattuur zonne-energie

De wetenschappers geven als eindconclusie cijfers over de hoeveelheid broeikasgassen die worden uitgestoten per kilowattuur elektriciteit die wordt geleverd door een vierkante meter zonnecellen. Ze doen dat voor elk type cel en voor de drie verschillende scenario’s. Dunnefilmtechnologie haalt de beste score met 20,5 gram CO2 (*) in de Europese energie-mix en 25 gram CO2 in de Amerikaanse energiemix.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

"De wetenschappers gaan uit van een zonne-intensiteit van 1.700 kilowattuur per vierkante meter per jaar, het gemiddelde in Zuid-Europa"

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ondanks de lagere efficiëntie is deze (nieuwe) technologie energie-efficiënter omdat de cellen veel dunner zijn en omdat ze geen aluminium kader nodig hebben (wel bevatten ze cadmium). Ondanks hun hogere efficiëntie behalen mono-kristallijn silicium cellen de slechtste score, van 35 tot 55 gram CO2 per kilowattuur. Alle andere types en scenarios passen tussen deze twee extremen. 

De subjectieve uitgangspunten van de onderzoekers

Maar deze conclusies zijn gebouwd op een aantal veronderstellingen: de voornaamste zijn de zonnestraling (de hoeveelheid en de sterkte van het zonlicht die de cellen ontvangen) en de verwachte levensduur van de zonnepanelen. Voor de zonnestraling kozen de wetenschappers 1.700 kWh per m² per jaar, dat is de gemiddelde zonne-intensiteit in Zuid-Europa.

Als verwachte levensduur nemen ze 30 jaar. Uit deze variabelen berekenen ze de totale hoeveelheid elektriciteit die één vierkante meter zonnepanelen tijdens die levensduur oplevert. Vervolgens delen ze de hoeveelheid CO2 die wordt uitgestoten bij de productie van 1 m² zonnepanelen door de hoeveelheid elektriciteit die ze gedurende hun levensduur opwekken.

Waarom maken de onderzoekers zo'n omweg? Ze hadden ook simpelweg kunnen berekenen hoeveel CO2 er vrij komt bij de productie van 1 vierkante meter zonnecellen. De onderzoekers beschikken over die gegevens (anders konden ze hun berekening niet maken) maar ze zijn nergens in het rapport te vinden. Dat is opmerkelijk, want het zijn de enige objectieve cijfers: de hoeveelheid broeikasgassen die wordt uitgestoten voor de productie van één vierkante meter zonnepanelen, onafhankelijk van de veronderstellingen over zonne-intensiteit en levensverwachting.

De CO2-uitstoot voor de productie van 1m² zonnecellen

Gelukkig kunnen deze cijfers wel berekend worden, door het vermenigvuldigen van de eindresultaten (in gram CO2 uitgestoten per kilowattuur geleverde elektriciteit) door de verwachte totale elektriciteitsopwekking over de gehele levensduur.

In het best case scenario (dunnefilmtechnologie, geproduceerd in Europa) is de productie van één vierkante meter zonnecellen goed voor een uitstoot van 75 kilogram CO2. In het worst case scenario (mono kristallijn, geproduceerd in de VS) wordt dat 314 kilogram.

Bij een zonnestraling van 1.700 kWh/m²/jaar heeft een huishouden (exclusief verwarming) ongeveer 8 tot 10 m² zonnepanelen nodig, bij een zonnestraling van 900 kWh/m²/jaar (het gemiddelde bij ons) wordt dat 16 tot 20 m².

Dat brengt de totale kost van een fotovoltaïsche installatie op 600 tot 3140 kilogram CO2 in Zuiderse streken, en op 1.350 tot 6.280 kilogram CO2 in minder zonnige gebieden. Die cijfers komen overeen met 2 tot 20 vliegtuigtrips Brussel Lissabon (heen en weer, per passagier). Niet mis, en dat is wellicht de reden waarom de gegevens niet worden vermeld.

Vergelijking met fossiele brandstoffen

Volgens de onderzoekers veroorzaakt de productie van elektriciteit door fossiele brandstoffen tenminste tien keer zoveel broeikasgassen. Dat blijkt te kloppen, verschillende bronnen geven cijfers van ongeveer 450 gram CO2 per kWh voor gas en 850 gram CO2 per Kwh voor steenkool. Zonnepanelen mogen dus geen klimaatneutrale oplossing zijn, ze zijn duidelijk een veel minder slechte keuze dan elektriciteit opgewekt door fossiele brandstoffen. Tenminste: als we de uitgangspunten van de onderzoekers aannemen. Nu we de belangrijkste cijfers in handen hebben, kunnen we de berekening ook maken met andere uitgangspunten.

Noordwaarts

Als we uitgaan van een zonne-intensiteit van 900 kilowattuur per vierkante meter (het gemiddelde per vierkante meter per jaar in West-Europa en in het Noordoosten en Noordwesten van de Verenigde Staten), worden de voordelen minder overtuigend.

In het worst case scenario (mono-kristallijn silicium, geproduceerd in een Amerikaanse fabriek) stijgen de emissies naar 104 gram CO2 per kilowattuur geleverde elektriciteit – wat zonnepanelen slechts 4 keer properder maakt dan gas.

Voor andere types zonnecellen en voor zonnecellen geproduceerd in Europa is de score beter, maar ook daar moeten de conclusies worden aangepast: in onze streken zijn zonnepanelen niet 10 keer, maar 5 keer milieuvriendelijker dan elektriciteit opgewekt door fossiele brandstoffen.

Levensduur

Als we deze lagere zonnestraling combineren met een levensduur van slechts 15 jaar, komt het worst-case scenario uit op 207 gram CO2 per kilowattuur – slechts 2,5 keer beter dan gas. Ook in de meer optimistische scenario’s verdubbelt de milieulast (logischerwijze) opnieuw. Akkoord: zonnepanelen blijven een betere keuze. Maar het gaat stilaan te ver om in dit geval nog van een propere technologie te spreken.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

"Het kan economisch verstandig zijn om straks oude zonnepanelen door nieuwe te vervangen, lang voordat ze dertig jaar oud zijn"

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

De levensverwachting van 30 jaar die de onderzoekers naar voren schuiven, is niet meer dan een veronderstelling. Het klopt dat de meeste fabrikanten een garantie geven van 20 tot 25 jaar, dus technisch gezien is een levensverwachting van 30 jaar zeker niet uit de lucht gegrepen.

Maar er kunnen andere dan technologische redenenen zijn die kunnen leiden tot een lagere levensverwachting. De wetenschappers merken op dat de ecologische score van zonnepanelen zal verbeteren, omdat ze elk jaar efficiënter worden (ze worden ook dunner, zodat er minder energie nodig is om ze te maken). Heel waarschijnlijk worden ze ook goedkoper. 

Levensduur

Dat betekent dat een zonnepaneel met een efficiëntie van 10 procent dat vandaag geproduceerd wordt, over 15 tot 20 jaar zal moeten concurreren met goedkopere zonnecellen die een efficiëntie hebben van ongeveer 20 procent.

Dat betekent dat het straks economisch gezien verstandig kan zijn om oude zonnepanelen door nieuwe te vervangen lang voordat ze 30 jaar oud zijn. Zonnepanelen kunnen natuurlijk ook stuk gaan voordat ze 30 jaar oud zijn, bijvoorbeeld door een stevige hagelbui. Nogmaals, en met klem: zelfs in dat geval zal de ecologische score nog altijd beter zijn dan die van fossiele brandstoffen. Maar het verschil wordt wel klein.

Zonnepanelen op gadgets zijn contraproductief

Erger wordt het in het geval van zonnepanelen gemonteerd op gadgets, zoals mobiele telefoons of laptops. Als we uitgaan van een levensduur van 3 jaar (al redelijk optimistisch voor de meeste gadgets) en een zonne-instensiteit van 450 kWh per m² per jaar (deze dingen liggen niet op een dak te zonnen, dus ook dit is een optimistische schatting), dan is het resultaat 774 gram CO2 per kWh in het allerbeste scenario (dunnefilmcellen geproduceerd in Europa) en 2.077 gram per kWh in het worst case scenario (hoog-efficiënte mono-kristallijn zonnecellen geproduceerd in de VS).

Dat betekent dat het milieuvriendelijker is om een gadget aan te drijven met elektriciteit opgewekt door steenkool, in plaats van met een zonnepaneel.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

"Het zou een goede strategie zijn om de nu al geproduceerde zonnepanelen in te zetten om energie te leveren voor het productieproces van nieuwe zonnepanelen"

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Dit alles betekent niet dat PV zonne-energie niet gepromoot moet worden. Het is om te beginnen een veel beter idee om silicium te gebruiken voor dingen die elektriciteit opwekken, in plaats van voor dingen die elektriciteit verslinden (computers, mobiele telefoons, auto-elektronica). Bovendien - nogmaals - scoren zonnepanelen in de meeste gevallen nog altijd een stuk beter dan fossiele brandstoffen.

Maar sommige zaken moeten we wel onder ogen zien. Eén: zonnepanelen zijn geen CO2-neutrale technologie en dus evenmin een excuus om een overdreven hoge energieconsumptie te rechtvaardigen. Twee: zonnepanelen gemonteerd op gadgets zijn volslagen idioot. Drie: zonnepanelen kunnen een twijfelachtige keuze zijn in minder zonnige gebieden als de levensduur van 30 jaar niet wordt gehaald. Vier: zonnepanelen moeten gerecycleerd worden. Vijf: energie halen uit zonnewarmte is milieuvriendelijker dan energie halen uit zonnepanelen en moet waar mogelijk voorrang krijgen.

Conclusie: produceer zonnepanelen met energie afkomstig van zonnepanelen

Het zou een goede strategie zijn om de nu al geproduceerde zonnepanelen in te zetten om energie te leveren voor het productieproces van nieuwe zonnepanelen. De wetenschappers berekenden dat de ecologische schade van zonnepanelen gehalveerd kan worden als 100 procent van de energie in het productieproces zou worden opgewekt door zonne-energie.

Voor luchtvervuiling en de uitstoot van zware metalen moet het bovenstaande verhaal ongeveer hetzelfde resultaat opleveren, omdat de wetenschappers stellen dat die voornamelijk afkomstig zijn van de energieproductie.

© Kris De Decker

(*) Met CO2 wordt CO2-equivalenten bedoeld, wat betekent dat ook de uitstoot van andere broeikasgassen hierin vervat zit

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
UPDATES :

1. Een huishouden op gelijkstroom? Een DC netwerk maakt een zonne-installatie tot 30% efficiënter. [2016]

2. De productie van zonnepanelen verschuift meer en meer naar China. Dat doet de ecologische score van zonnecellen geen goed: Zonnepanelen: steeds goedkoper, maar ook minder duurzaam. [2015]

3. Off-grid: Batterijen maken van zonne-energie een CO2-intensieve energiebron. [2015]

4. Thermische zonne-installaties zijn veel duurzamer dan fotovoltaïsche zonne-installaties. [2011]

5. Een overzicht van alle toxische stoffen gebruikt bij de productie van zonnepanelen. [2009]

Warmtemolens: Verwarm je huis met windenergie

Hernieuwbare energieproductie is vrijwel geheel gericht op de generatie van elektriciteit. Maar we hebben meer energie nodig in de vorm van warmte, en die kunnen zonnepanelen en windturbines slechts indirect en inefficiënt leveren. Zonneboilers slaan de conversie naar elektriciteit over en leveren hernieuwbare warmte op een directe manier, zonder energieverliezen. Veel minder bekend is dat “warmtemolens” hetzelfde kunnen doen in een winderig klimaat: ze zetten windenergie direct om in warmte, zonder dat er elektriciteit aan te pas komt.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Comments

[Geplaatst door: willy]

Beste
Fantastisch magazine doe zo voort .
mvg
willy

[Geplaatst door: Danny]

Ik heb een klein Japans computer spelletje, deze werkt enkel op zonne-energie.
Dit spelletje heb ik al 27 jaar!! En vroeger heel dikwijls op gespeeld. Het spelletje werkt nog steeds goed! Bandai Electronics.

[Geplaatst door: F.W.M. Klappe]

Geachte heer/mevrouw,
Is er in het onderzoek ook berekend wat een zonnecel in Kcal kost om geproduceerd te worden en wat deze in Kcal tijdens zijn levensduur van minimaal 20 jaar minimaal oplevert?

Indien de productie in KCal meer kost dan oplevert zou de zonnecel nog steeds vervuilend zijn.

m.v.g. Frans Klappe

[Geplaatst door: Kris De Decker]

Nee, helaas hebben wetenschappers tegenwoordig de gewoonte om alles uit te drukken in CO2-equivalenten in plaats van energie-eenheden. Dus hun resultaten zijn altijd afhankelijk van de gebruikte energiebron.

[Geplaatst door: wouter]

Vreemde beweringen,
Gisteren nog zag ik een documentaire over het Duitse groene energie-plan, en daar was de milieu-belastingstijd van fotovoltaïsche cellen minder dan één jaar... de resterende 19 jaren zijn dusuitstoot-neutraal. Ook gestaafd met bewijzen en metingen, want in Duitsland zitten ze heel wat verder dan in alle andere Europese landen.

Wie heeft er nu gelijk?

Wouter

[Geplaatst door: kris de decker]

Dan ben ik heel benieuwd naar dat onderzoek, Wouter. Alle info is welkom.

[Geplaatst door: W3ird_N3rd]

Interessant artikel, maar ik wil toch op het volgende ingaan:

Om te beginnen: noordwaards. Jawel, bij minder zon zal een zonnepaneel per tijdseenheid minder energie produceren. Maar het is onjuist om er automatisch vanuit te gaan dat de levensduur vast zou liggen op 30 jaar. Als je een zonnepaneel in een doos zou bewaren in het donker, dan zal deze niet slijten. Het is dus aannemelijk dat in een minder zonnig gebied de panelen ook (veel) langer dan 30 jaar meegaan. Hier zijn geen harde cijfers voor omdat vroege panelen uit de jaren 80 vaak nog steeds werken tot op de dag van vandaag.

Levensduur: het is aannemelijk dat er over 15 jaar goedkopere zonnepanelen te koop zijn die meer energie opwekken, al zullen veel mensen de moeite niet doen die direct te installeren. Maar als ze dat wel doen gaat lowtech er vanuit dat de 15 jaar oude panelen linea recta de vuilnisbak ingaan. Dat is natuurlijk onjuist. Er zullen nog altijd huizenbezitters zijn die voorheen niet in één keer het geld op konden hoesten voor een PV-installatie, maar die wel geld hebben voor 2dehands panelen. De panelen gaan dus hoogstwaarschijnlijk hun levensduur gewoon vol maken.

Gadgets: ik ben het ermee eens dat zonnepanelen geïntegreerd in gadgets geen puik plan zijn. Hierbij moet ik wel aantekenen dat die panelen vaak niet-oplaadbare batterijen zullen vervangen, en batterijen zijn afaik vervuilender dan elektriciteit uit het net. Een losse zonnelader echter, met een universele aansluiting (b.v. USB) waar diverse gadgets op zijn aan te sluiten, kan wel rendabel zijn omdat deze meerdere gadgets kan overleven. Het zal hierbij ook helpen om de lader in een donkere la te leggen wanneer men die niet gebruikt. Het blijft natuurlijk twijfelachtig of de mechanische constructie in dit geval lang genoeg meegaat om het zonnepaneel te rechtvaardigen.

[Geplaatst door: Lieven Bervoets]

een vraagje: als je de cijfers geeft van de CO2 uitstoot voor de productie van electriciteit via gas en steenkool, zit daar dan ook de energie meegerekend die het kost om de gas of kolen te ontginnen en te transporteren en de energie voor de bouw van de centrales. Alleen dan mag je die vergelijking maken.
En zelfs als dat daar inderdaad reeds in verwerkt zit dan vind ik een viermaal lagere uitstoot (in de slechtste situatie vergeleken met gas, niet met steenkool!!!) nog steeds een fantastisch resultaat. Wordt steeds de milieuvriendelijkste technologie gebruikt dan is het 16 X beter dan electriciteit geproduceerd met gas en ongeveer 30 x beter dan met steenkool. Toch geen geringe voordelen zou ik zeggen.

[Geplaatst door: Kris De Decker]

Aangezien de cijfers die ik vond voor de CO2-uitstoot van elektriciteitsproductie via gas of steenkool overeenkwamen met de waarden aangegeven door de onderzoekers zelf, ga ik er inderdaad van uit dat de bouw van de centrales en de ontginning van gas en kolen daarin vervat zit.

De onderzoekers willen duidelijk aantonen dat zonnepanelen een milieuvriendelijke technologie zijn (dat blijkt uit hun optimistische uitgangspunten) dus zouden ze dom zijn om die factoren niet in rekening te brengen.

Ik heb zonet gemerkt dat de wetenschappers (of wellicht eerder de uitgeverij) de studie ondertussen achter slot en grendel hebben gezet: ze is dus niet meer vrij toegankelijk online.

Overigens ben ik het eens met uw conclusies. Ik pleit zeker niet voor nog meer steenkool- of gascentrales, ik hoop dat dat duidelijk is in het artikel. Ik wilde alleen een kanttekening plaatsen bij het "CO2-neutrale" imago van zonnepanelen. Het kost wel degelijk energie (en toxische stoffen) om ze te fabriceren, en dus kunnen ze bij verkeerd gebruik (bijvoorbeeld in gadgets, maar ook in het geval van slechte plaatsing in een niet erg zonnig klimaat) wel degelijk even schadelijk of schadelijker zijn dan fossiele brandstoffen.

[Geplaatst door: Lieven Bervoets]

Inderdaad mogen er kanttekeningen gemaakt worden bij het 'CO2-neutrale' imago. Geen enkele energieproductie is CO2-neutreaal ook kernenergie niet. Nu komt uw reactie echter over alsof zonnepanelen niet milieuvriendelijker zijn. Zelfs in ons klimaat (toch niet al te veel zon) is het nog steeds een sterk milieuvoordeel. Ik heb zelf 9 m2 PV-panelen die nu na vier jaar ongeveer 4500 kwh hebben opgebracht. In het allerslechtste scenario hebben ze na 5.6 jaar eveneveel CO2 'bespaard' dan dat de productie heeft gekost. In het beste geval al na 1.4 jaar. Ik weet niet welk scenario bij mijn panelen past maar bij een levensduur van 25 jaar (wat toch te verwachten is) zal ik dus tussen de 4.4 en 18.3 keer minder CO2 uitstoot veroorzaken dan zonder die zonnepanelen. En dat in het sombere België.

Tenslotte nog dit: de meest milieuvriendelijke electriciteit is diegene die bespaard wordt.En op dat vlak moet en kan er zeker nog zeer veel gebeuren.

[Geplaatst door: kris de decker]

Ik snap niet hoe u concludeert dat mijn reactie overkomt alsof zonnepanelen niet milieuvriendelijker zijn. Dat heb ik nergens beweerd, tenzij in het geval van gadgets.

Maar de onderzoekers zijn niet objectief. Hun conclusie luidt: "Het opwekken van elektriciteit met zonnepanelen reduceert de uitstoot van luchtvervuilende stoffen, zware metalen en broeikasgassen met 90 procent in vergelijking met elektriciteit opgewekt door fossiele brandstoffen."

Klopt, maar alleen ALS de zonne-intensiteit 1.700 kilowattuur per vierkante meter per jaar bedraagt, het gemiddelde in Zuid-Europa.

Dat zetten ze er niet bij. Zij presenteren de zonne-intensiteit als een onveranderlijke factor, en dat is hij niet. Bij ons is de zonne-intensiteit maar de helft van dat cijfer, en gelden de conclusies dus niet.

Nogmaals, dat betekent niet dat zonnepanelen opeens een slecht idee zijn, maar het enthousiasme voor duurzame energie mag objectief onderzoek niet in de weg staan. De conclusies en ook het persbericht van de studie vermeldden gewoon die conclusie zonder dat er werd bijgezegd dat ze alleen geldt bij een zonne-intensiteit van 1.700 kilowattuur per vierkante meter per jaar. De meeste media deden uiteraard de moeite niet om het volledige onderzoek zelf te lezen en namen die cijfers gewoon over.

Trouwens, wat u op het einde schrijft over energiebesparing is heel relevant hier. U heeft een bescheiden installatie op uw dak liggen, en dat is prima, maar er zijn evengoed mensen die denken dat ze hun exorbitant energieverbruik kunnen wegpoetsen door het dak van hun enorme villa vol te leggen met pakweg 40 m² zonnepanelen en dan beweren dat ze "groen" zijn.

Maar dan wordt vergeten dat de productie van die zonnepanelen ook energie kost en dat de buurman die aan de overkant in een veel kleiner huisje woont, en tien keer minder energie verbruikt, minder schade aan het milieu toebrengt, ook al is zijn energie afkomstig van fossiele brandstoffen.

Zonnepanelen en windmolens zijn maar een deel van de oplossing, ze moeten samengaan met een flinke energiebesparing of er verandert niets.

[Geplaatst door: Koen]

Als ik zo rondrijd, dan kan ik me moeilijk van de indruk ontdoen dat zonnepanelen vooral "op het dak" gemonteerd worden, dus volgens de helling en richting van het dak. ongeveer zuidwaards. Zou je niet beter die dingen laten kantelen en draaien naar de zon. Dat zou toch al heel veel verschil maken? Zelfs planten hebben dat ontdekt.

[Geplaatst door: kris de decker]

Klopt, Koen, maar dan heb je natuurlijk wel weer energie nodig om die panelen automatisch naar de zon te doen draaien. En introduceer je bewegende onderdelen, zodat er dus ook meer kans op brokken is. Maar het zou uiteindelijk voordelig kunnen uitdraaien, bij grote zonnecentrales wordt het in elk geval ingezet.

Je moet dit trouwens eens bekijken: "de vliegende oven". Het gaat hier weliswaar over thermische zonne-energie, niet over PV, maar het idee komt voor de rest wel overeen met dat van jou. Zeer lowtech bovendien:

http://envisager.com/one/oneengineer/projects/pr09d20.html

[Geplaatst door: Ron]

Natuurlijk kunnen wij (en de industrie) wachten tot er een technology opstaat die bijna de 100% efficienty haalt, maar de huidige initiatieven moeten we aanmoedigen en niet de grond in boren.
Is voor de schrijver wellicht leuk????, maar iets nu is beter dan niets en maar wachten.

[Geplaatst door: marksken]

impact studies: toen ik in 1980 met zonne-energie begon met het bestuderen van studies mogelijkheden en kosten kwam ik een 300+ pagina dikke impactstudie tegen ivm de can (colablikje). Men had er jaren aan gewerkt en met dat werk een eind gemaakt aan een niet oplosbare vraag (conclusie). Doelstelling was een impactstudie vanaf de winning van het erts tot en met het eindproduct (incl. recycling). Wat niet mag nalaten om logisch te redeneren zoals in dit verhaal. Stel nu dat er verder geredeneerd kan worden. Ipv met gas te verwarmen met een inverter warmtepomp (neem nu nog lucht/lucht) en PV's als energiebron. Hoe zou de CO2 balans er dan uit zien? En dat die panelen die we nu installeren niet meer kunnen concurreren met deze van binnen 10 jaar zou ik even buiten beschouwing laten, immers indien ze mijn verbruik van verwarming zouden dekken, waarom zou ik nieuwe installeren die meer opwekken dan ik zou kunnen verbruiken? Tenzij er andere belangen zouden spelen, die we nog niet kennen, maar dan komen we op het economische pas terecht dat een bijkomend redeneertrant vergt met bijhorende veronderstellingen die niet voorspelbaar zijn.

[Geplaatst door: Tom]

Het onderzoek is inderdaad niet echt correct verlopen maar ze bewijzen wel dat de keuze voor solar nog steeds juist is.

Want als we rekening houden met het multiplicator effect, dan krijgen we het volgende:

Het grootste voordeel zit hem namelijk dat zo goed als alle uitstoot bij de productie van het paneel zit en niet bij de productie van de energie. En die uitstoot kunnen we heel gemakkelijk counteren door nog meer solar, hydro en wind te plaatsen.

Stel U voor dat de volledige productieketen eerst op gas werkt, dan hebben we panelen die 4 keer minder uit stoten. Als we die panelen dan gebruiken om de volledige productieketen te voorzien van energie dan zal de volgende reeks van panelen 16 keer minder uitstoten en de gene daarna 64 en zo voort. De uitstoot voor de productie van de panelen is ook gebeurd in jaar 1 voor de productie van de eerste reeks. Dus heb je wel de uitstoot van CO2 gestopt vanaf jaar 2.

In realiteit loopt het natuurlijk niet zo vlot, omdat het tijd neemt om een volledige productieketen te voorzien van hernieuwbare energie. Ook heb je de installatiekosten die verlopen met voertuigen op diesel, etc. Maar we geraken er uiteindelijk wel :)

[Geplaatst door: Nesibe Balta]

Even een randopmerking:

Voor de productie is er ook al veel CO2-uitstoot geweest (R&D, Marketing en transport van grondstoffen). Deze uitstoot is moeilijk te berekenen, maar is volgens mij hoger dan de voorafgaande uitstoot bij fosiele brandstoffen. Het aantal computeruren en het aantal uren dat mensen zich naar het bedrijf verplaatst hebben zijn bijvoorbeeld moeilijk in cijfers te gieten.

Natuurlijk is hier het verschil dat zonnecellen recente technologie zijn.Hierdoor moet er meer geïnvesteerd worden voordat er geproduceerd kan worden. Fosiele brandstoffen hebben niet zo'n hoge investering nodig.

Als men deze uitstoot bij bovenstaande gegevens toevoegt, lijkt het even voordelig (of in sommige gevallen minder voordelig) te zijn als fosiele brandstoffen. Toch moeten we hierbij rekening houden met het feit dat dit slechts tijdelijk is: alle onkosten gemaakt voor r&d en marketing moeten niet opnieuw gemaakt worden. Later moet er enkel geïnvesteerd worden in het transport van de grondstoffen en onderhoudende marketingkosten.

Het is en blijft de beste optie momenteel.

[Geplaatst door: Renaat]

@ Kris,

ik heb het zelf niet gecontroleerd (en ga dat ook niet doe omdat ik geen geld wil geven aan een slecht boek), maar ik heb vernomen dat in dit: http://www.standaard.be/artikel/detail.aspx?artikelid=OL2G4C99&word=lieven+scheire boek bijna letterlijk stukken van uw artikel zijn overgenomen zonder enige vorm van bronvermelding.

[Geplaatst door: Kris De Decker]

Renaat, bedankt om dat te laten weten. Ik heb het boek ook niet gelezen, maar ik zoek het uit.

[Geplaatst door: Bert]

De technologie staat niet stil in de PV markt. Zo is er de Scandinavische fabrikant van Silicium en zonnepanelen REC solar een tijd geleden op de markt gekomen met de Fluidized Bed Reactor om Silicium op te werken.

Deze manier van productie verbruikt 80%-90% minder energie dan de conventionele Siemens manier. Met zo'n productie zal de berekening van benodigde energie enkel beter worden.

[Geplaatst door: roland]

"een huishouden heeft bij ons ongeveer 20 m2 zonnepanelen nodig" Uitgaande van een jaarverbruik van 4.000 kWh levert 1 m2 zonnepaneel 200 kWh/jaar.
Minder dan 100 kWh/m2/jaar lijkt me aannemenlijker.

[Geplaatst door: Gandalf]

citaat: "De wetenschappers berekenden dat de ecologische schade van zonnepanelen gehalveerd kan worden als 100 procent van de energie in het productieproces zou worden opgewekt door zonne-energie."

Die zonne-energie zou dan toch niet van PV-panelen komen?
Omzetting van electriciteit in warmte, om maar niet te spreken van opslag- en transportverliezen, is dermate inefficiënt dat je volgens mij met de electriciteit van 1 paneel gedurende zijn hele actieve loopbaan geen ander kan maken.
Reken even de verliezen als je temperaturen moet bereiken om glas of aluminium te smelten. Om alles wereldwijd te vervoeren (schepen op PV? Schepen op accu's? Idem vrachtwagens, idem bulldozers bij de ontginning en ga zo nog maar even door ...
De aard van de kW input is niet dezelfde als de kW output bij deze berkeningen.
Als ze beide 100% elektrisch zijn, wil ik de berekening nog wel eens zien.
Veel kans dat het citaat dan helemaal niet klopt, omdat vanuit die premisse de kW-output sowieso kleiner is dan de kW-input ....

[Geplaatst door: Kris De Decker]

Klopt helemaal, Gandalf.

Zie zeker ook dit recentere artikel:
http://www.lowtechmagazine.be/2011/08/thermische-zonne-energie.html

[Geplaatst door: Eric]

men neme :

Investeerders
Grondstoffen
Arbeid
Afzetmarkt

bij elkaar mengen volgens een specifiek proces. en men krijgt een CO2 gereduceerde productielijn.

1 nadeel, de zware metalen blijven in beeld.

investeerders krijgen een voorstel te horen :

We ( de PV-fabriek ) produceren eerst 10.000 paneeltjes, plaatsen deze op ons eigen dak en reduceren zo onze eigen verbruik van electriciteit tot 0,0. en hiermee dus ook de CO2 uitstoot van onze koolstokende energiecentrale, iig hoeven we daar geen gebruik van te maken.

we produceren weer 10.000 paneeltjes en verkopen er 9.500 aan de afzetmarkt.
we kunnen 5 % groei zonder co2uitstoot realiseren.

probleem opgelost.

ik snap, ik ben verschrikkelijk kort door de bocht, wellicht ter compensatie voor degene die een verschrikkelijke omweg maken.

grote kans dat ik waarschijnlijk nooit meer reacties zie op deze post, aangezien ik slechts een passant ben.

succes met het denken in mogelijkheden en oplossingen

[Geplaatst door: David]

Allereerst: fantastische site, bravo !

Maar aan je conclusie met betrekking tot zonnepanelen op gadgets lijkt me toch flink wat te mangelen:

1. Zonnepanelen op dergelijke gadgets werken ook bij kunstlicht. De zonne-intensiteit van 450KWh/m2/Y binnen je berekening is derhalve volkomen irrelevant. Dergelijke gadgets oogsten ook energie uit de lamp die sowieso brandt.
2. Vele van die gadgets kunnen het dankzij die zonnepanelen stellen zonder accu. Niet enkel de CO2-uitstoot bij de productie van een accu, maar het hele milieukostenplaatje (verpakking, transport, assemblage, afvalverwerking) van een akku die hooguit 6 à 7 jaar meegaat (of oplaadbare batterijen die een pak sneller de geest geven) moet derhalve in mindering gebracht worden.
Voor laptops (die teveel energie verbruiken) en mobieltjes (waar je in het donker niet mee zou kunnen bellen) heb je natuurlijk wel gelijk. Die toestellen kunnen niet zonder accu. Maar voor bv. een draadloos toetsenbord als http://www.logitech.com/en-us/keyboards/keyboard/devices/k750-keyboard lijkt het me ONMOGELIJK te stellen dat een toetsenbord met (oplaadbare) potloodbatterijen een lagere CO2 uitstoot zou realiseren. VAST EN ZEKER NIET omdat je de consument niet kan verplichten om oplaadbare batterijen te gebruiken.
3. Het ontbreken van accu's heeft een positieve invloed op de levensduur van dergelijke 'gadgets'. In de praktijk blijkt de accu de levensduur van nogal wat van die 'gadgets' te BEPALEN. Denk maar aan de ipods van Apple waarvan de accu niet kon vervangen worden. Hoeveel mobiele telefoons zouden er weggesmeten worden alleen maar omdat de akku het begeven heeft ? Mijn wetenschappelijke rekenmachine op zonne-energie die ik als 12-jarige kocht werkt 27 jaar later nog (Casio). Hoeveel rekenmachines met batterij zouden er 27 jaar later nog in gebruik zijn ? Hoe vaak zouden mensen op die 27 jaar de auto genomen hebben om in de speciaalzaak dat ene batterijtje te vinden ? En hoeveel mensen zouden daar te horen hebben gekregen dat dat specifieke batterijtje niet meer geproduceerd wordt ?

Zonnepanelen op gadgets lijken me bijgevolg helemaal niet contra-productief. In het bijzonder niet wanneer deze zonnepanelen het gebruik van een accu of batterijen overbodig maken. Hooguit in het andere geval kan daarover discussie bestaan.

[Geplaatst door: Kris De Decker]

David, zoals je zelf al aangeeft, beschikken de meeste gadgets met zonnepaneel wel degelijk over een batterij. De rekenmachine en het draadloos toetsenbord mogen daar een uitzondering op vormen, maar hoe belangrijk zijn die vergeleken met de andere? Ken je nog voorbeelden?

Om je laptop met zonnepaneel op kunstlicht te doen werken, ga je bovendien flink wat extra kunstlicht mogen aanknippen. En in dat geval ben je duurzamer bezig door hem gewoon via het stopcontact op te laden.

[Geplaatst door: David]

Het toetsenbord met zonnepaneel vormt een ware technologische doorbraak (de keystroke is irrelevant - het gaat om het draadloos data verzenden). In elke woning zijn er behoorlijk wat 'gadgets' te vinden wiens enige functionaliteit erin bestaat, draadloos data te verzenden. Denk maar aan al de afstandsbedieningen die op je salontafel rondslingeren ! Of aan een luchtvochtigheidssensor in de badkamer die aan de centrale ventilatorunit vertelt dat er een douche genomen wordt. Of een 'boost' toets in de keuken van die centrale ventilatorunit. (Je kan natuurlijk een elektriciteitspunt voorzien voor die 'boost' toets, maar wat bij verbouwing ? Zal de CO2-uitstoot van een bijkomend elektriciteitspunt te voorzien lager liggen dan deze van een mini-zonnepaneeltje ?)

Het aantal toepassingen waar draadloos informatie wordt verzonden zal in de toekomst ongetwijfeld blijven stijgen. Ook wanneer die informatie na verzending wordt weergegeven op een infoschermpje kunnen zonnepanelen gebruikt worden. Voor elke toepassing waarvoor menselijke aanwezigheid verondersteld wordt (en derhalve tenminste kunstlicht - cf. nemen van een douche, tv-kijken, ...) kan 1 zonnepaneeltje vele batterijen vervangen (over de hele levensduur van het 'gadget' die - zoals hogerstaande voorbeelden duidelijk maken - flink langer kan zijn dan de in jouw berekening gehanteerde 3 jaar).

Maar als ik het goed begrepen heb, zijn we het erover eens dat zonnepanelen in 'gadgets' dus WEL kunnen, als daarbij een batterij overbodig wordt ?

[Geplaatst door: Kris De Decker]

David, we zijn het er inderdaad over eens dat zonnepanelen in gadgets kunnen als ze een batterij overbodig maken. En de afstandsbediening is een goed bijkomend voorbeeld. Alleen blijft het feit dat de dingen die je opnoemt een zeer klein deel van het energieverbruik van het totale aantal gadgets uitmaakt.

Het kan best zijn dat het aantal toepassingen waar draadloos informatie wordt verzonden in de toekomst zal toenemen, alleen gaat het dan wel om nieuwe producten die nu niet eens bestaan - en die alleen maar mogelijk worden net precies omdat er zonnepaneeltjes worden gebruikt. Het energieverbruik van die energie-efficiëntere apparatuur komt dan *bovenop* die van de bestaande gadgets, met als resultaat meer energieverbruik, niet minder (want de zonnepaneeljes moeten natuurlijk wel geproduceerd worden). Mooi voorbeeld van de paradox van energie-efficiëntie:

http://www.lowtechmagazine.be/paradox-van-energie-effici%C3%ABntie/

[Geplaatst door: Kilian]

Zeer interessant artikel en commentaar !

Kan iemand me misschien uitleggen waarom men niet meer gebruik maakt van de stroming van rivieren om energie op te wekken ? (vb de Schelde)

Vroeger werd er toch veel gebruik gemaakt van watermolens ? Een rad in een rivier met stroming kan toch een turbine aandrijven en stroom produceren? Ik denk altijd dat dit een eindeloze bron van energie is ? Hoogstwaarschijnlijk bestaat dit al maar ik heb het nog niet gezien, of het is niet rendabel ?

Sorry voor alle vragen maar ik denk er soms over na :)

groetjes Kilian.

[Geplaatst door: Bart]

@ kilian:

Ecopower heeft waterkrachtproductie in Rotselaar
deze levert 500MWh/jaar voor een investeringskost 325.000€, dit is 650€ per jaarlijkse MWh.
Hun windmolens(Eeklo) leveren 3.250MWh/jaar voor een investeringskost van 1.760.000 €. Dit is 541€ per jaarlijkse MWh.
Waterkracht heeft vele voordelen, maar in vlaanderen is het goedkoper en makkelijker(nou ja) om een windmolen te plaatsen dan om een grote rivier zonder veel hoogteverschil af te dammen.
Bron:http://www.ecopower.be/index.php?option=com_content&view=article&id=283&Itemid=238

[Geplaatst door: bryan]

Ik wil de mensen die zonnepanelen verdedigen toch even er op wijzen dat het niet enkel omconcurrentie gaat met gewone stroom. Zonnepanelen moeten ook concurreren met andere vormen van groene stroom. Hierom voldoet de beschrijving groen of niet groen niet. Er moet ook vergeleken worden hoe duur en groen andere vormen van groene energie zijn voor men zonne-panelen een goede oplossing noemt.

[Geplaatst door: Dirk Knapen]

Is er enige reden waarom zonnepanelen niet met hernieuwbare energie geproduceerd zouden (kunnen) worden? Het verbaast mij altijd dat er van uit gegaan wordt dat de pioniers van de hernieuwbare energie zelf geen gebruik zouden maken van hernieuwbare energie. De bedrijven in die sector die ik persoonlijk ken maken van energie-efficiëntie en het gebruik van hernieuwbare energie doorgaans en logischerwijze een speerpunt. Ik betwijfel dan ook dat je er zo maar van zou kunnen uitgaan dat zij gebruik maken van de gemiddelde technologiemix voor de productie van stroom. Energiegebruik in bedrijven slaat trouwens ook op verwarming, koeling en transport. Solarfabrik in Freiburg bouwde al in 1998 de eerste zero emissions fabriek van Europa. http://www.solar-fabrik.de/company/?L=1. Juwi betrok in 2008 al het meest energie-efficiënte kantoorgebouw van de wereld. http://www.juwi.com/juwi_group/locations_worldwide/woerrstadt.html.

[Geplaatst door: Renaat]

@ Dirk Knapen,

heb je de reactie van Gandalf ook gelezen? Die gaat hier op in.

Vergeet niet dat slechts een klein aandeel van de energieverbruik voor de productie en plaatsing van fotovoltaïsche cellen verbruikt wordt in de fabrieken waar je naar verwijst. Heb jij weet van zero-emissie siliciumontginning of zero-emissie recyclage van fotovoltaïsche cellen?

[Geplaatst door: Sandrine]

Na een paar jaar massale subsidie van zonnepanelen, komt wel een probleem bij: bij te hoge subsidies, denken mensen alleen naar die subsidie, en niet naar efficiente energie gebruik.
Er zijn vele mensen, die hebben te veel zonnepanelen geplaatst. Met die extra elektriek dat ze in de zomer produceren (de teller draait terug), hebben ze een extra elektriek verwarming in huis geplaatst. En dat zorgt voor sterkere consumptie pieken bij koude dagen.
Hetzelfde voor warmtepompverwarming. een warmtepomp neemt warmte uit de buitenlucht om binnenlucht te vermarmen. dat gebruik weinig elektriek, een zorgt voor energiebesparing.
Als het te koud buiten is, dan schakelt de verwarming gewoon op elektrieke verwarming.
Iedere keer dat iemand veranderd zijn verwarming van gas of mazout naar warmtepomp, zorg het bij koude dagen naar extra elektrieke consumptie piek.

Sorry voor mijn nederlands, dank u om het te verbeteren
Maar: dat schuif energie verbruik van gaz of mazout naar elektriek.
hebben, kozen,

[Geplaatst door: Koen Vandewalle]

Met de boete van 4500€ per MWh als je in de kritieke uren geen stroom kunt leveren aan je 100%-groene-stroom-klanten, zal menig project failliet gaan, zou ik zo denken.

Gaat elke exploitant van windmolenparken en grotere zonneparken nu noodgeneratoren naast de installaties zetten ?

Het einde van de ruzie is nog niet in zicht. kiloWatt is enkel hetzelfde als kiloWattjaar/jaar en kWh/u op de slotfactuur. Er is een verschil tussen energievoorziening en energieboekhouding.

Misschien kan men met de opbrengst van alle groenestroomcertificaten verplicht een aandeel kopen van een te heropenen gas-centrale ?

[Geplaatst door: paul keijzer]

Uitgaande van de meest pessimistische getallen die ik hier kon vinden ziet het ernaar uit dat een zonnecel zijn eigen CO2 uitstoot bij productie al na een kleine 11 maanden gecorrigeerd heeft. Dat valt me reuze mee.

Uitgaande van 314 Kg CO2/m2 voor de productie van zonnecellen en de 0,45 Kg CO2 per KWh van steenkool die moet worden terugverdiend, moet een vierkante meter zonnecellen daarvoor dus 700KWh maken. Op basis van 90W (572KWh/jaar) kom ik op 10,7 maanden uit.

[Geplaatst door: Dolores Healy]

Heb niet alle reacties gelezen , wel veel, wat ik mis is een bredere visie op alles. Wij Westerlingen kijken nu alleen maar naar wat het voor ons betekent, goedkoper , schoner, minder co2 uitstoot.Maar wat doen wij China aan ? Daar komt alles vandaan, silicium uit de grond graven( het verwerken ervan is zeer schadelijk voor de longen)en wat wordt er allemaal verwoest om het te produceren ? de vraag neemt toe , maar zijn we niet te kortzichtig en alleen bezig met wat goed is voor ons " and to hell with the rest "

[Geplaatst door: Patte]

Een andere vraag die zich stelt is wat er moet gebeuren nadat de zonnepanelen zijn afgeschreven. Het ontmantelen en storten van deze oude of kapotte zonnepanelen brengt terug een berg vuil op. In deze zonnepanelen zitten verschillende zware metalen. Het recycleren van deze materialen is zeer milieubelastend. Gaan we niet straks met een enorme berg aan afval van zonnepanelen zitten?

[Geplaatst door: Otto]

Dit artikel is al volledig achterhaald
https://www.nature.com/articles/ncomms13728