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Discussione: EROEI del fotovoltaico: è quasi il doppio di quanto stimato finora

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    Predefinito EROEI del fotovoltaico: è quasi il doppio di quanto stimato finora

    EROEI del fotovoltaico: è quasi il doppio di quanto stimato finora | QualEnergia.it

    Da sempre è un po’ lo scheletro nell’armadio del fotovoltaico: quanta energia produce in più un pannello fotovoltaico rispetto a quella usata per fabbricarlo, trasportarlo, installarlo e poi smantellarlo e riciclarlo?Questo dato, sintetizzato in EROEI (Energy Returned On Energy Invested), o anche EROI, è spesso stato usato come una clava dagli oppositori delle rinnovabili, che sostenevano come il solare fosse solo un’illusione, in quanto, considerando tutto il suo ciclo vitale, alla fine il guadagno energetico era troppo scarso.In altre parole, se si usano carbone e petrolio per produrre il silicio e l’alluminio del pannello, e questo riesce poi nell’arco della sua vita a malapena a restituire quell’energia, tanto valeva usare direttamente carbone e petrolio nelle centrali elettriche.Su questo punto i sostenitori del solare sono sempre stati un po’ sulla difensiva, ammettendo, dopo aver consultato i tanti studi esistenti in materia, che il fotovoltaico, in effetti, ha un Eroei scarsino, restituendo 7-8 volte l’energia impiegata per produrlo e smaltirlo, contro i circa 10 volte del petrolio, 30 del carbone e 50 del nucleare. Considerato che l’idroelettrico ha un Eroei intorno a 100 e l’eolico di 30, il solare sembrava la Cenerentola anche fra le rinnovabili.Attenzione però: è tempo di aggiornare i dati sull’Eroi del solare FV.L’economista dell’energia Rembrandt Koppelaar, del Center for Environmental Policy dell’Imperial College di Londra, ha compiuto su Renewable and Sustainable Energy Reviews, una approfondita revisione di 29 studi sull’Eroei del fotovoltaico, che arrivavano a valori estremamente diversi: fra 0,8 (quindi addirittura una perdita di energia complessiva) a 15. La revisione ha però condotto a una scoperta sorprendente: i risultati di queste ricerche si basano spesso su dati obsoleti sull’energia necessaria a produrre celle e moduli, vecchi anche di decenni.«È interessante notare - ci dice Koppelaar - che il valore più alto degli Eroei in questi studi arriva da uno del 2016, che ha utilizzato dati risalenti principalmente al 2009-2014, mentre il valore più basso è di uno studio del 2016 che però, incredibilmente, usa dati del 1998! Visto che nello stesso lavoro c’è anche l’errore di considerare l’energia termica usata nella fabbricazione del silicio, come equivalente a quella elettrica prodotta dai pannelli, non si capisce come abbia potuto passare il processo di revisione, prima di essere pubblicato. Comunque, la media degli Eroei fra tutti questi è di 8,6 per il silicio monocristallino e 9,2 per il policristallino».Koppelaar ha poi studiato i punti critici che rendevano difficile comparare le varie ricerche, per esempio grandi differenze nella determinazione delle filiere produttive e dei consumi energetici relativi, o nella produzione stimata del pannello nel corso della sua vita, o nell’affidabilità dei dati raccolti o, appunto, sull’attualità degli stessi, provvedendo quindi ad armonizzare dati e metodologie, arrivando a una forbice di valori di Eroei fra 2,7 e 30, con un valore medio di 9.«Ma anche ciò sottostima la realtà attuale perché se si armonizzano solo gli studi realizzati dopo il 2008 e basati su dati recenti, la media dei loro risultati dà un Eroei di 14, superiore a quello del petrolio e più del doppio di quello del gas naturale».In altre parole, un moderno pannello recupera l’energia necessaria per produrlo, installarlo e smaltirlo in circa 2 anni di funzionamento, contro quasi 4 dei moduli FV di 10 anni fa.«E bisogna considerare che nel calcolo abbiamo usato un irraggiamento annuo medio di 1.700 kWh/m2, come nel Sud Italia: installando in paesi con intensità solare ancora maggiore, come il Medio Oriente o il Cile, ovviamente l’Eroei cresce con la produzione, arrivando intorno a 20».Si tratta quindi un raddoppio nell’Eroei che già si sarebbe potuto intuire dal crollo del prezzo del FV, buona parte del quale dipende dal costo dell’energia necessaria a produrre il silicio. «Ci sono stati diversi progressi nella fabbricazione. Il principale è forse la riduzione nello spessore delle fette di silicio per le celle, da 320 a 180 micrometri in 10 anni, che ha aumentato del 50% la quantità di celle per lingotto di metallo puro».È aumentata poi l’efficienza delle celle stesse, dall’11% medio del 2000 al 15% nel 2013, che vuol dire che oggi il solare medio produce il 26% in più di energia a parità di superficie di quello di inizio secolo«E infine c’è l’aumento di produttività delle fabbriche, dovuta alla loro enorme economia di scala attuale, che fa sì che a parità di consumi energetici, sfornino molti più pannelli».Ma non c’è il rischio che questi progressi, come l’assottigliamento delle celle, le rendano anche più delicate, diminuendo la vita degli impianti?«I test di invecchiamento accelerato della produzione attuale, ci dicono che questi pannelli, come i loro “antenati”, possono resistere per 25 anni, mantenendo alla fine l’80% della loro potenza. E per quello vengono garantiti. Certo, non tutti ce la faranno, per guasti o incidenti, ma basta che arrivi a quel traguardo l’85% del totale e le considerazioni fatte sull’Eroei valgono. Uno studio condotto fra 1999 e 2003 ha mostrato che ce l’ha fatta a mantenere le promesse di rendimento l’87% dei moduli arrivati a fine vita».E la crescita dell’Eroei nel FV non è certo arrivata al traguardo.«Ormai si punta ai 150 micrometri di spessore nelle celle, usando il taglio con fili diamantati, mentre anche l’efficienza nella manifattura e nel funzionamento dei moduli continua ad aumentare. Solo questo porterà a un’ ulteriore riduzione del 25% circa nell’uso di energia a parità di potenza prodotta. Ma non basta, su tempi più lunghi, circa 10 anni, si dovrebbe affermare il sistema di raffinazione del silicio tramite letto fluido, oggi usato sono nel 3% della produzione, che richiede solo il 10-20% di energia di quella necessaria con il più diffuso procedimento Siemens. Se si imporrà, porterà a un grande aumento nell’Eroei del FV».Ma non potrebbe il FV a film sottile avere Eroei persino più alti di quelli del silicio?«Non l’ho considerato nel mio studio, ma ho qualche dubbio. È vero che usa materiali fotoelettrici meno energy-intensive del silicio, ma la fase di produzione dei pannelli a film sottile usa moltissima elettricità, mentre la loro efficienza e durata di vita è in genere minore. Inoltre c’è il non trascurabile fatto che richiedono elementi rari come il gallio o l’indio. Infine quei prodotti sono molto difficili da riciclare. Anche i pannelli al silicio hanno qualche limite di sostenibilità nell’uso di argento come conduttore, ma hanno anche più chance di poterlo sostituire con materiali più diffusi, come l’alluminio».A proposito di riciclo, quando si inizierà a farlo su larga scala per i vecchi pannelli, non porterà a una ulteriore riduzione dell’Eroei?«Sicuramente dal riciclo si ricaveranno materiali molto energivori, come alluminio, rame o vetro. Al momento, però, non è chiaro se converrà riutilizzare anche il silicio al posto di quello vergine, visto che richiederebbe comunque energia per essere raffinato. E anche i trasporti incidono, se si considera che da una tonnellata di pannelli, si ricavano solo 34 kg di silicio. Per una valutazione precisa bisognerà però attendere il definirsi di sistemi di riciclo del silicio, che ancora non sono pronti».Ma nell’ottica di limitare le emissioni di CO2 fa poi tutta questa differenza avere un Eroei per il solare di 8 o uno di 14? In fondo quasi tutte le alternative emettono CO2 e vanno comunque scartate per questo motivo, indipendentemente da quanta energia producano.«Oggi, agli attuali livelli di installazione, avere un Eroei di 8 per il solare sarebbe in effetti sufficiente. Ma se vogliamo veramente abbandonare i combustibili fossili al 2050, bisognerà cominciare a installare ogni anno fra i 250 e i 300 GW di solare, circa 5 volte l’attuale. A quei livelli un Eroei relativamente basso vorrebbe dire un’insostenibile aumento delle emissioni annuali legate all’energia necessario per produrlo, rispetto alle emissioni che farà risparmiare in futuro. Con gli attuali, migliori livelli di Eroei e soprattutto con quelli prevedibili in futuro, invece, i calcoli mostrano che la transizione ha molte più chance di avvenire in modo sostenibile».In sintesi: l’Eroei del fotovoltaico attuale, pari a circa 14 secondo il lavoro di Koppelaar, rende molto più realistica e sostenibile la transizione a cui assisteremo nei prossimi anni.Quello del solare futuro, che potrebbe essere quasi il doppio dell’attuale, ci metterà al sicuro da questo punto di vista, anche quando la transizione energetica arriverà alla sua massima velocità.

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    Predefinito Re: EROEI del fotovoltaico: è quasi il doppio di quanto stimato finora

    Oltre all'EROEI che ovviamente non può considerare obbiettivamente tutto, l'energia nucleare resta più costosa e pericolosa mentre il carbone e il petrolio sono sempre meno vantaggose come energie e l'EROEi de petrolio oggi è molto più basso di quello che hai citato, ma molto più basso... senza considerare le guerre che servono per conquistarlo
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