9 Tác động môi trường của năng lượng mặt trời

Mặt trời là một nguồn tài nguyên tuyệt vời để sản xuất điện năng bền vững và người ta cho rằng nó không góp phần vào hiện tượng nóng lên toàn cầu hay gây ô nhiễm môi trường.

Chắc hẳn bạn đã nghe nói về nhiều cách mà năng lượng mặt trời có thể giúp bảo vệ môi trường khi ngày càng nhiều người chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo . Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các tác động môi trường của năng lượng mặt trời, dù tích cực hay tiêu cực.

Việc giảm sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên không thể tái tạo như nhiên liệu hóa thạch và giảm lượng khí thải carbon là hai trong số những lợi thế được công nhận rộng rãi nhất của điện mặt trời. Tuy nhiên, năng lượng mặt trời tác động đến hệ sinh thái như thế nào?

Tùy thuộc vào công nghệ, có thể chia thành hai loại: pin mặt trời quang điện (PV) hoặc nhà máy nhiệt điện mặt trời tập trung (CSP), các tác động môi trường có thể có của năng lượng mặt trời—sử dụng đất và mất môi trường sống, sử dụng nước và sử dụng năng lượng mặt trời. vật liệu nguy hiểm trong sản xuất—có thể khác nhau rất nhiều.

Quy mô của hệ thống, có thể bao gồm từ các mảng PV trên mái nhà phân tán, khiêm tốn đến lắp đặt PV và CSP quy mô lớn, ảnh hưởng lớn đến mức độ ảnh hưởng đến môi trường.

Tác động môi trường của năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời cũng có nhiều tác dụng có lợi cho môi trường, nhưng năng lượng mặt trời có một số tác động tiêu cực đến môi trường, được liệt kê dưới đây:

Năng lượng mặt trời tốt hơn cho môi trường
Sử dụng đất đai
Mất môi trường sống
Sự gián đoạn hệ sinh thái
Năng lượng mặt trời làm giảm phát thải khí nhà kính
Sử dụng nước
Những vật liệu nguy hiểm
Chất thải tấm pin mặt trời
Tái chế

1. Năng lượng mặt trời tốt hơn cho môi trường

Việc khai thác nhiên liệu hóa thạch để lấy năng lượng đã có tác động tiêu cực đến một số hệ sinh thái địa phương. Khi môi trường sống bị phá hủy và thảm thực vật bị loại bỏ để nhường chỗ cho các hoạt động năng lượng như cơ sở hạ tầng khoan, nhiều loài thực vật và động vật phải chịu thiệt hại.

Mặt khác, các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời có thể hỗ trợ phục hồi hệ sinh thái. Các nhà máy điện mặt trời có thể được lắp đặt trên nóc các tòa nhà và chiếm ít diện tích hơn nhiều trong quá trình lắp đặt. Hơn nữa, các tấm pin mặt trời không gây ô nhiễm không khí hoặc nước, gây hại cho con người hay động vật hoang dã.

Việc sản xuất nhiên liệu hóa thạch bao gồm khoan, đốt và khai thác, tất cả đều phát thải khí nhà kính vào khí quyển. Những khí nhà kính này, bao gồm cả carbon dioxide, gây hại cho môi trường. Bằng cách lựa chọn các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, chúng ta có thể giảm phát thải khí nhà kính và ngăn ngừa thêm thiệt hại cho môi trường.

Nói chung, năng lượng mặt trời có thể hỗ trợ thị trấn của bạn giảm phát thải khí nhà kính, ô nhiễm và phục hồi hệ sinh thái — tất cả đều quan trọng để bảo vệ con người, động vật hoang dã và toàn bộ hệ sinh thái. Kết quả là cần ít nước hơn để tạo ra năng lượng và không khí trở nên dễ thở hơn.

2. Sử dụng đất

Các cơ sở năng lượng cho nhiều loại điện thông thường cần một không gian rộng lớn, bao gồm rất nhiều đất đai có giá trị. Rất may, có sự khác biệt trong quy định sử dụng đất đối với hệ mặt trời.

Một ưu điểm của hệ thống năng lượng mặt trời là chúng có thể được lắp đặt ở những vị trí biệt lập trên mặt đất trống hoặc đặt trên mái nhà của bạn. Với sự tiến bộ của công nghệ, các hệ thống năng lượng mặt trời sẽ có khả năng được cải thiện để hỗ trợ việc sử dụng đất. Nhìn chung, lượng đất nhỏ mà hệ thống năng lượng mặt trời yêu cầu có thể có lợi cho hệ sinh thái địa phương của bạn.

Tuy nhiên, các dự án điện mặt trời quy mô lớn có thể gây ra lo ngại về mất môi trường sống và suy thoái đất , tùy thuộc vào vị trí lắp đặt. Tổng diện tích đất cần thiết sẽ thay đổi tùy thuộc vào công nghệ, vị trí, địa hình và cường độ nguồn năng lượng mặt trời.

Các hệ thống quang điện quy mô tiện ích được ước tính cần từ 3.5 đến 10 mẫu Anh mỗi megawatt, trong khi việc lắp đặt CSP yêu cầu từ 4 đến 16.5 mẫu Anh mỗi megawatt.

Việc lắp đặt năng lượng mặt trời có ít cơ hội cùng tồn tại với mục đích sử dụng nông nghiệp hơn so với các cơ sở gió. Tuy nhiên, các hệ thống năng lượng mặt trời quy mô tiện ích có thể giảm bớt tác động tiêu cực đến môi trường bằng cách được lắp đặt ở những khu vực ít mong muốn hơn, chẳng hạn như bãi đất trống, địa điểm khai thác mỏ cũ hoặc đường truyền tải và giao thông hiện có.

Các mảng quang điện mặt trời nhỏ hơn ít ảnh hưởng đến việc sử dụng đất và có thể được lắp đặt trên các khu dân cư hoặc thương mại.

3. Mất môi trường sống

Việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời cần có đất để đặt các tấm pin mặt trời. Bất kỳ khu đất nào đã được san lấp và phát triển để lắp đặt tấm pin mặt trời đều được coi là môi trường sống bị mất , mặc dù một số địa điểm phù hợp hơn cho loại hình lắp đặt này so với những địa điểm khác. Việc lắp đặt tấm pin mặt trời trên các tòa nhà hiện có có thể giúp ngăn ngừa vấn đề này.

4. Sự gián đoạn hệ sinh thái

Hệ sinh thái địa phương có thể bị ảnh hưởng nặng nề nếu cây cối hoặc các loại thực vật khác bị chặt bỏ để nhường chỗ cho các tấm pin mặt trời. Hơn nữa, việc xây dựng đường sá và đường dây truyền tải cần thiết để tạo điều kiện phát triển các dự án năng lượng mặt trời quy mô lớn có khả năng làm xáo trộn động vật hoang dã, chia cắt hệ sinh thái và đưa các loài ngoại lai vào.

5. Năng lượng mặt trời làm giảm phát thải khí nhà kính

Trái ngược với nhiên liệu hóa thạch , vốn phải được khai thác, khoan, vận chuyển và đốt cháy để tạo ra điện năng, năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, tái tạo, không phát thải khí carbon độc hại gây ảnh hưởng đến bầu khí quyển hoặc nguồn nước.

Giảm các chất ô nhiễm này có thể cứu sống 25,000 người vì chúng có hại cho sức khỏe con người và động vật hoang dã. Bằng cách giảm bớt sự phụ thuộc của chúng ta vào các nguồn tài nguyên hạn chế gây hại cho môi trường, năng lượng mặt trời bền vững sẽ bảo vệ cơ sở hạ tầng của chúng ta và góp phần bảo vệ sức khỏe của hành tinh.

Nhìn chung, năng lượng mặt trời có tác động tích cực đến môi trường. Tuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là cả việc sản xuất các tấm pin và thu hoạch các vật liệu cần thiết để tạo ra chúng—chẳng hạn như thủy tinh và các kim loại cụ thể—đều có thể gây hại cho môi trường.

Tuy nhiên, theo các chuyên gia, các tấm pin mặt trời có thể bù đắp lượng năng lượng sử dụng để tạo ra chúng trong vòng một đến bốn năm. Ngoài ra, các hệ thống này có tuổi thọ 30 năm, điều đó có nghĩa là trong suốt thời gian sử dụng hữu ích của chúng, các tấm pin mặt trời có thể bù đắp nhiều hơn chi phí sản xuất môi trường.

Những lo ngại xung quanh năng lượng mặt trời và việc sử dụng đất cũng hiện hữu. Một số lo ngại rằng việc lắp đặt các tấm pin mặt trời cho các dự án quy mô lớn có thể làm suy thoái đất đai và gây mất môi trường sống.

Để ngăn chặn tình trạng suy thoái đất ở những môi trường sống đã tồn tại, các dự án tấm pin mặt trời lớn có thể được lắp đặt ở những địa điểm có chất lượng thấp, chẳng hạn như các cơ sở khai thác mỏ bị bỏ hoang. Việc lắp đặt các tấm pin lên trên các tòa nhà hiện có cũng có thể làm giảm việc sử dụng đất. Tuy nhiên, tác hại tiềm tàng đối với đất đai và môi trường sống có thể được giảm thiểu hoặc thậm chí loại bỏ.

Tất nhiên, có một số vấn đề nhất định với các tấm pin mặt trời. May mắn thay, với sự chuẩn bị cẩn thận và chú ý đến các kỹ thuật xử lý thích hợp, bạn có thể tránh được những vấn đề có thể xảy ra.

6. Sử dụng nước

Các tế bào quang điện mặt trời không cần nước để sản xuất điện. Tuy nhiên, một số nước vẫn được sử dụng để sản xuất các bộ phận quang điện mặt trời, giống như trong bất kỳ quy trình sản xuất nào khác.

Nước cần thiết để làm mát trong các nhà máy nhiệt điện mặt trời tập trung (CSP), cũng như trong các nhà máy nhiệt điện khác. Loại hệ thống làm mát, vị trí nhà máy và thiết kế nhà máy đều ảnh hưởng đến lượng nước được sử dụng.

Đối với mỗi megawatt giờ điện được tạo ra, các nhà máy CSP với tháp giải nhiệt và công nghệ tuần hoàn ướt sẽ loại bỏ 600–650 gallon nước. Vì nước không bị mất dưới dạng hơi nước nên các cơ sở CSP sử dụng công nghệ làm mát một lần có mức rút nước cao hơn nhưng tổng mức sử dụng nước thấp hơn.

Gần 90% lượng nước được sử dụng trong các cơ sở CSP khi triển khai công nghệ làm mát khô. Tuy nhiên, hiệu quả thấp hơn và chi phí tăng lên là chi phí liên quan đến việc tiết kiệm nước này. Hơn nữa, hiệu quả của kỹ thuật làm mát khô giảm đáng kể khi vượt quá 100 độ F.

Việc phân tích cẩn thận sự cân bằng nguồn nước này là rất quan trọng vì nhiều nơi ở Hoa Kỳ có tiềm năng năng lượng mặt trời cao nhất cũng có khí hậu khô hạn nhất.

7. Vật liệu nguy hiểm

Nhiều hợp chất nguy hiểm được sử dụng trong quá trình sản xuất tế bào quang điện; phần lớn các vật liệu này được sử dụng để làm sạch và tinh chế bề mặt chất bán dẫn.

Những chất này bao gồm axit clohydric, axit sulfuric, axit nitric, hydro florua, 1,1,1-trichloroethane và axeton. Chúng có thể so sánh với những thứ được sử dụng trong ngành bán dẫn nói chung.

Loại tế bào, mức độ làm sạch cần thiết và kích thước của tấm bán dẫn silicon đều ảnh hưởng đến số lượng và loại hóa chất được sử dụng. Có những lo ngại đối với những công nhân hít phải bụi silicon.

Để ngăn chặn công nhân tiếp xúc với hóa chất độc hại và đảm bảo rằng chất thải sản xuất được xử lý thích hợp, các nhà sản xuất PV phải tuân thủ các quy định của Hoa Kỳ.

So với các tế bào quang điện silicon thông thường, các tế bào quang điện màng mỏng chứa một số thành phần nguy hiểm hơn, chẳng hạn như gali arsenua, gali diselenua đồng-indium và cadmium Telluride.

Việc xử lý và thải bỏ những vật dụng này không đúng cách có thể gây ra rủi ro đáng kể cho môi trường hoặc sức khỏe cộng đồng. Do đó, các nhà sản xuất có động cơ tài chính để đảm bảo rằng những vật liệu cực kỳ quý giá và thường không phổ biến này được tái chế thay vì bỏ đi.

8. Chất thải tấm pin mặt trời

Một số dự báo cho rằng đến năm 2050, lượng rác thải từ tấm pin mặt trời trên toàn thế giới có thể đạt 78 triệu tấn . Khối lượng chất thải này sẽ gây khó khăn cực kỳ lớn cho các doanh nghiệp tái chế vì họ chưa có các giải pháp xử lý phù hợp, chẳng hạn như bãi chôn lấp.

Tin tốt là vấn đề này đã được xác định sớm và một số doanh nghiệp đã phát triển các biện pháp khắc phục công nghệ (công nghệ tái chế) và giá cả phải chăng (bảo hành sản phẩm dài hơn).

9. Tái chế

Điều gì sẽ xảy ra nếu các tấm pin mặt trời bị trục trặc hoặc ngừng hoạt động? Việc tái chế tấm pin mặt trời hiện chưa trở thành một vấn đề đáng kể, nhưng khi các tấm pin mặt trời cần được thay thế, vấn đề này sẽ trở nên quan trọng hơn trong những thập kỷ tới.

Hiện nay, các mô-đun năng lượng mặt trời có thể được xử lý cùng với các loại rác thải điện tử thông thường khác. Các quốc gia thiếu cơ chế xử lý rác thải điện tử hiệu quả dễ gặp phải các vấn đề về tái chế hơn.

Kết luận

Việc sản xuất năng lượng mặt trời có một số nhược điểm, giống như các công nghệ sản xuất điện khác. Tuy nhiên, những tác động này không lớn bằng. Cho đến khi đủ lớn, chúng không làm tổn thương hay can thiệp vào hệ sinh thái và sự cân bằng.

Điều tốt nhất về năng lượng mặt trời là vì nó có thể được tạo ra và sử dụng tại địa phương bởi các cá nhân nên tác động tiêu cực của nó có thể giảm bớt. Không giống như các mảng năng lượng mặt trời lớn, hệ thống năng lượng mặt trời thường được các chủ nhà hoặc doanh nghiệp lắp đặt trên mái nhà và chúng không cần nước để làm mát.

Khi đó, năng lượng mặt trời chắc chắn là sự lựa chọn xanh hơn nhiều và có tác dụng bền vững với môi trường.

9 tác động môi trường của năng lượng mặt trời