Fotografija: Flickr / Lilly, Viktor, Ludvig, Kim & Gitte Andersen / CC BY 2.0 DEED
Da li su solarne elektrane opasne po ljudsko zdravlje?
Danas nije lako ponuditi tačne i pravovremene odgovore kada je u pitanju solarna energija: solar je u ekspanziji širom sveta, proizvođači se takmiče u pristupima i ponudama, tehnologije se razvijaju i menjaju iz godine u godinu, a na društvenim mrežama se svakodnevno objavljuje bezbroj iskustava, saveta i analiza – neke su istinite, ali druge su pogrešne, obmanjujuće, ili jednostavno zastarele.
Primera radi, možda vas brinu navodi koji se mogu pročitati s vremena na vreme, da solarne elektrane izazivaju rak. Da li tu ima istine?
Zračenje iz solarnih elektrana je bezopasno – i nalik je zračenju iz kućnih električnih uređaja
Tvrdnje da solarne elektrane izazivaju rak zapravo se međusobno drastično razlikuju – neke se odnose konkretno na zračenja tokom normalnog rada elektrana, druge na sastav solarnih panela i kancerogenih materijala koji se koriste u njihovoj proizvodnji, dok treće govore o kancerogenim kontaminacijama prilikom odlaganja iskorišćenih (starih) panela.
Kada je u pitanju zračenje, tu je odgovor najjednostavniji: solarne elektrane emituju elektromagnetno zračenje niskih frekvencija, kao i svi drugi električni uređaji, uključujući i frižidere i mobilne telefone. Kako navodi Svetska zdravstvena organizacija (SZO), ne postoje dokazi da izloženost elektromagnetnom zračenju niskih frekvencija ima ikakve negativne posledice po ljudsko zdravlje, a u pitanju je detaljno istraženo polje u medicini, sa ocenom koja je doneta nakon više od 25.000 naučnih radova objavljenih tokom perioda od 30 godina.
„Mada neki smatraju da je neophodno izvršiti još istraživanja”, piše SZO, „naučno znanje o ovoj oblasti je sada opširnije nego za većinu hemikalija”.
Međutim, kada su u pitanju kancerogeni materijali, pitanje je nešto složenije, a ako nam je cilj da se dobro informišemo, potrebno je malo detaljnije ući u temu sastava različitih vrsta solarnih ćelija.
Neki solarni paneli sadrže kadmijum, ali u pitanju je manje od 5 odsto panela koji se ugrađuju danas
Grubo rečeno, fotonaponske solarne ćelije mogu se podeliti u dve grupe, u zavisnosti od toga kakav materijal se koristi za apsorpciju Sunčeve svetlosti: one koje su zasnovane isključivo na silicijumu kao poluprovodniku, i one koje su zasnovane na tehnologiji tzv. tankog filma, a koje koriste materijale kao što je kadmijum-telurid.
Pošto se silicijum u solarnom panelu može u toku proizvodnje kristalizovati na različite načine, često se govori o tri različite vrste panela: one zasnovane na monokristalnom silicijumu, one zasnovane na polikristalnom silicijumu, i na panele tankog filma.
Kada je u pitanju upotreba u proizvodnji solarnih panela, silicijum je sasvim bezopasan po ljude – uostalom, u pitanju je prirodni i gotovo sveprisutni element koji je osnovni sastojak peska, stakla i mnogobrojnih i naširoko korišćenih silikata, a takođe je i drugi najzastupljeniji element na Zemlji, posle kiseonika.
To znači da, kada govorimo o prisustvu potencijalno kancerogenih materijala u solarnim panelima, mi zapravo govorimo samo o jednoj vrsti solarnih panela, a to su solarni paneli zasnovani na tehnologiji tankog filma.
Štaviše, u pitanju su solarni paneli čiji je udeo u ukupnoj globalnoj proizvodnji u drastičnom padu u odnosu na period pre desetak godina: danas, solarni paneli tankog filma, koji su većinom zasnovani na kadmijum-teluridu, čine svega 5 odsto globalnih instalacija. Sudeći po ponašanju tržišta solarnih panela poslednjih godina, ova brojka ne deluje kao da će rasti, a glavni proponent ove tehnologije je već godinama jedna američka kompanija – First Solar.
Tokom svog celokupnog životnog veka, solarna elektrana koja koristi kadmijum emituje stotinama puta manje kadmijuma nego jedna termoelektrana tipičnim radom
Međutim, iako paneli koji koriste kadmijum-telurid čine mali deo ukupne globalnog solara, svejedno je važno odgovoriti na pitanje – da li su ovakvi solarni paneli štetni po ljudsko zdravlje, i u kojoj meri? Uostalom, kadmijum jeste kancerogen, i njegove koncentracije u vazduhu, vodi i zemljištu se kontrolišu na različite načine širom sveta.
Postoje relativno detaljna istraživanja zdravstvenih posledica kadmijuma u solarnim panelima. Kako govori jedno ključno istraživanje objavljeno pre 20 godina, emisije kadmijuma iz celokupnog životnog veka solarne ćelije zasnovane na kadmijum-teluridu (što podrazumeva celokupan proces proizvodnje ćelije) su oko 0,02 grama kadmijuma po gigavat-času proizvedene električne energije.
Ovakve brojke nam same po sebi ne znače mnogo – ali daju daleko jasniju sliku kada se uporede sa ugljem kao energentom. Naime, kadmijum se prirodno nalazi u tragovima u uglju: u zavisnosti od tipa uglja, između 0,1 i 3 mg kadmijuma po kilogramu uglja.
Prilikom sagorevanja uglja u termoelektranama, kadmijum se emituje zajedno sa drugim štetnim materijama, a istraživanja sprovedena u SAD pokazala su da se na ovaj način emituje čak oko 140 g kadmijuma po gigavat-času proizvedene energije. Drugim rečima, u pitanju je razlika od više redova veličina (140 g naspram 0,02 g kod solarne energije).
Jedan potencijalan rizik je emisija kadmijuma u slučaju vatre, međutim i u tom slučaju izrazito je mala verovatnoća da može doći do kontaminacije okoline. Naime, tipične temperature koje može dostići otvorena vatra (npr. na krovovima kuća) je između 800 i 900 °C, dok je tačka topljenja kadmijum-telurida 1041 °C, a njegovo isparavanje počinje na temperaturi od 1050 °C.
Čak i u slučaju intenzivnijih požara, kadmijum-telurid se u solarnom panelu nalazi između staklenih ploča, koje bi pri tako visokim temperaturama, u rastopljenoj formi, napravile svojevrsnu zaštitu i sprečile da se kadmijum emituje u obliku gasa.
A šta je sa odlaganjem istrošenih ili zastarelih panela?
Postoje istraživanja koja su modelovala ponašanje kadmijum-telurida na deponijama, sa vrlo jasnim rezultatima – ovaj materijal se može razgraditi i postati kontaminant u određenim uslovima koji se pre svega mogu naći na neuređenim deponijama. Kako navode autori istraživanja, rizici koji postoje u ovim uslovima, a koji važe i za druge uređaje koji sadrže kadmijum, drastično su umanjeni savremenim metodama upravljanja deponijama. Takođe, kadmijum-telurid se može reciklirati kao i drugi elementi solarnih panela, sa napomenom da takav proces zahteva posebne tehnike.
Drugim rečima, kadmijum, kao najčešće korišćeni kancerogeni element u solarnim ćelijama, nalazi se u izrazito malom procentu solarnih panela, ali svejedno nije opasan po ljudsko zdravlje u normalnim okolnostima rada solarne elektrane, pa čak ni u slučaju nesreće kao što je požar; emisije kadmijuma iz celokupne industrije solarnih panela drastično su manje od emisija kadmijuma iz termoelektrana, a on može postati izvor zagađenja isključivo nepažljivim odlaganjem – ne samo izostankom reciklaže, već i uopšte standardnih metoda uređivanja deponija.
Solarni paneli često sadrže olovo, ali u izrazito malim i neugrožavajućim količinama
Kadmijum nije jedini kancerogeni element koji se može naći u solarnim panelima. Većina savremenih proizvođača solarnih panela koristi i – olovo.
Ovaj metal koristi se u izrazito malim količinama, kao deo vezivnog sloja između solarnih ćelija. Jedan tipični solarni modul od 60 ćelija sadrži oko 14 grama olova, a neki savremeni proračuni kažu da je za 1 gigavat-čas solarne energije ukupno potrebno oko 680 grama olova. U pitanju je brojka koja je gotovo zanemarljiva u odnosu na globalnu industriju olova – oko 4,5 miliona tona olova se ekstraktuje svake godine, najpre za upotrebu u baterijama u različitim industrijama.
Međutim, iako je količina olova u solarnim panelima mala, svejedno ostaje pitanje – zašto se u njihovoj ugradnji i dalje koristi ovaj kancerogeni metal? Ovo pitanje je posebno važno jer već postoje alternative: danas je već moguće ugraditi solarni panel bez ijednog grama olova.
Odgovor, po svemu sudeći, leži u tržištu. Naime, kako navode industrijski stručnjaci, koncentracije olova u solarnim panelima su dovoljno male da one ne izazivaju negativne posledice ni po okolinu ni po ljudsko zdravlje, a upotreba olova čini čitav proces ugradnje dovoljno jeftinijim da proizvođači nisu prinuđeni, pa samim tim nisu ni u žurbi da pronađu alternativu.
Po svemu sudeći, sa upotrebom olova će se nastaviti osim ukoliko se ne promene ekološki kriterijumi, ili ukoliko se ne dogodi velika tehnološka promena koja bi značila zamenu olova nekim efikasnijim materijalom. Ali u pitanju su pitanja koja se tiču budućnosti celokupne industrije solara: na pojedinačnim instalacijama, kao što su solarni paneli na krovovima privatnih kuća, koncentracije olova su dovoljno male da ne predstavljaju opasnost po korisnike.
KLIMA101 NEDELJNI NEWSLETTER
Ukratko, brige o zdravlju kada su u pitanju solarni paneli nisu neosnovane – ali ukoliko smo zabrinuti, važno je da se o ovoj temi informišemo na pravi način, posebno zato što se prilike menjaju iz godine u godinu, i informacije koje nalazimo mogu biti jednostavno zastarele, ili pogrešno interpretirane. Ovo se posebno odnosi na tvrdnje o kancerogenosti, koje, uostalom, uvek i zavise od konkretnih uslova: neophodno je da razumemo da li je nešto kancerogeno, ali i kada, na koji način i pod kojim uslovima.
Nauka je po ovom pitanju relativno jasna: u normalnim uslovima rada, za šire stanovništvo, za našu svakodnevicu, solarni paneli su sigurni za upotrebu i ne ugrožavaju naše zdravlje.
