Avaliação do ciclo de vida
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A avaliação do ciclo de vida de um sistema fotovoltaico - quanto CO2 é que ele realmente poupa?
A expansão das energias renováveis prossegue em toda a Alemanha. Os investimentos estão a ser feitos principalmente em sistemas fotovoltaicos e na expansão da energia solar. A produção de energia a partir de combustíveis fósseis produz grandes quantidades de gás CO₂, prejudicial ao clima. É urgente repensar a influência humana sobre as alterações climáticas na produção de eletricidade. As emissões causadas devem ser monitorizadas ao longo de todo o ciclo de vida, para que seja possível avaliar o ciclo de vida dos sistemas fotovoltaicos, das centrais eléctricas a carvão e de outras tecnologias. A longo prazo, a produção de eletricidade deve abandonar os combustíveis fósseis e passar a utilizar fontes de energia renováveis.
O que é o CO2?
O nome químico do gás CO2 ou CO₂ dióxido de carbono. Proteção climática, alterações climáticas, efeito de estufa - dióxido de carbono ou, abreviadamente,CO2 . Mas como é que um gás pode influenciar o nosso clima? E o que está exatamente por detrás do termo efeito de estufa?
- O gás ocorre naturalmente no ambiente. Para nós, seres humanos, o dióxido de carbono é um componente natural do ar que inspiramos e expiramos inconscientemente todos os dias, mesmo que a sua proporção de 0,04% seja muito baixa em comparação com o azoto (78%) e o oxigénio (21%).
- Para as plantas, é também uma das bases da fotossíntese, na qual o CO2 é transformado em oxigénio e parte do dióxido de carbono é armazenado nas plantas. Quando a madeira, o carvão, o petróleo fóssil e os seus derivados, como a gasolina e o gasóleo, são queimados, o dióxido de carbono é novamente libertado.
- O dióxido de carbono é uma fórmula química para a molécula de dióxido de carbono, também conhecida comoCO2 , que consiste em carbono e oxigénio. O gás dióxido de carbono é incolor, facilmente solúvel em água, não inflamável, inodoro e não tóxico .
- Juntamente com o azoto, o oxigénio e os chamados gases nobres,o CO2 é um componente completamente natural do nosso ar e um dos mais importantes gases com efeito de estufa. Representa apenas cerca de 0,038 por cento do ar. O gás com efeito de estufa tem uma função que desempenha um papel decisivo no nosso clima: o dióxido de carbono absorve parte do calor emitido pela terra para o espaço e irradia-o de volta para a nossa terra. Na Terra, este efeito de estufa natural cria o clima temperado que conhecemos e que permite o desenvolvimento da flora e da fauna.
- Na vida quotidiana, encontramos uma vasta gama de possibilidades para o CO₂, como na água, no popular dióxido de carbono, na limonada ou no vinho espumante, o CO₂ é utilizado na indústria como refrigerante, mas também como solvente.
- O CO₂ não é tóxico em quantidades comerciais naturais. No entanto, o CO₂ é mais pesado do que o ar, pelo que, em concentrações mais elevadas, pode deslocar o ar que respiramos de locais próximos, como grutas, caves, etc.
As consequências para o nosso clima
Os seres humanos e o CO2 : Não são apenas os processos naturais que libertam dióxido de carbono, mas sobretudo nós, humanos, deixamos uma grande pegada na terra.
Desde o início da industrialização, tem sido libertado cada vez maisCO2 a nível mundial através da combustão de carvão, petróleo ou gás natural na indústria ou para aquecimento. Desde meados do século XX, oaumento globalde CO2, por si só, quase quadruplicou. O que é que isto significa para o nosso clima? Os sumidouros de carbono, que são naturais, não são capazes de ligar ou converter completamente oCO2 causado pelo homem. Em consequência, a saturação da atmosfera com dióxido de carbono aumenta. Em 1958, o falecido cientista Charles David Kelling efectuou a primeira medição dadensidade de CO2 do ar no Havai, na sua própria estação de medição. Desde essa medição, foram acrescentadas várias estações de medição e agora o resultado é claro: o enriquecimento da atmosfera comCO2 está a aumentar todos os anos.
Como é que nós, humanos, podemos proteger o clima?
Estudos científicos provaram agora que o efeito de estufa está a aumentar. Há muitos anos que os políticos e a indústria tentam contrariar as alterações climáticas.As emissões de CO2 têm de ser maciçamente reduzidas a nível mundial - quase todos os países do mundo concordam com este facto a nível internacional. Esta é a única forma de limitar o aquecimento global a um máximo controlável de dois graus Celsius. Para atingir este objetivo, os chefes de Estado de quase todos os países do mundo estão a discutir novas estratégias e compromissos de proteção do clima na Conferência das Partes (COP). A Alemanha está a desempenhar um papel pioneiro, especialmente quando se trata de mudar para energias renováveis. Os particulares também podem poupar muito dióxido de carbono em casa, tomando decisões a favor de uma maior eficiência energética, a fim de proteger o clima. Isto pode ser conseguido com um investimento fotovoltaico, por exemplo.
Porque é que o CO2 é tão problemático
O CO2 é um gás com efeito de estufa que tem estado envolvido numa série de alterações climáticas graves. Existe, de facto, um equilíbrio no chamado ciclo do CO2, no qual quantidades extremas de CO2 são constantemente trocadas entre a atmosfera e os oceanos, o solo e os organismos vivos - o CO2 gerado ou dissolvido e o CO2 ligado equilibram-se mutuamente. Nós, seres humanos, estamos a contribuir para o facto de cada vez mais CO2 ser libertado para a atmosfera terrestre - desde o avanço da industrialização. Segundo uma estimativa, todos os anos são libertadas cerca de 36 gigatoneladas de CO2, principalmente através da combustão para a produção de energia, como o tráfego, os transportes e a indústria. Um desequilíbrio só pode ser compensado por sumidouros naturais de carbono, como as novas florestas.
Metade do CO2 permanece na atmosfera e a outra metade é absorvida pelos oceanos. É aqui que o problema se coloca a vários níveis:
- Os oceanos acidificam-se parcialmente devido à absorção de demasiado CO2, uma vez que o CO2 é um gás ácido.
- O CO2 é transparente e permite a passagem da luz visível através da atmosfera - a radiação infravermelha, por outro lado, é absorvida. O gás retém parte do calor que seria irradiado do solo e escaparia para o espaço. Este fenómeno é conhecido como efeito de estufa.
Sem o efeito de estufa, a vida não existiria na sua forma atual. Sem os gases com efeito de estufa (vapor de água, dióxido de carbono, metano, ozono), a temperatura média na Terra seria de -18°C. No entanto, devido aos gases com efeito de estufa, a temperatura média na Terra é de +15°C, o que é perfeito para a maioria dos seres vivos. As temperaturas podem continuar a aumentar se houver demasiado CO2 na atmosfera, o que, por sua vez, tem consequências graves para o clima, como as que se seguem:
- Derretimento do gelo polar
- o recuo dos glaciares (e, por conseguinte, a subida e o arrefecimento dos oceanos)
- Interrupção da corrente do Golfo e aumento de fenómenos meteorológicos extremos, como tempestades, inundações e secas
Estes são apenas alguns exemplos e este processo é impensável, com a ameaça de consequências drásticas para todo o mundo nas próximas décadas. Por isso, é ainda mais importante evitar e prevenir, tanto quanto possível, a emissão de CO₂ nocivo. No início da industrialização, os níveis de dióxido de carbono na atmosfera aumentaram drasticamente devido à atividade humana. O que é provavelmente o nível mais elevado dos últimos 20 milhões de anos. Atualmente, é absolutamente necessário repensar o fornecimento de energia, que é o maior produtor de CO2. As tecnologias estão agora na via rápida com um balanço ecológico positivo (fotovoltaica, eólica, hidroelétrica e outras) - agora é a altura de olhar mais de perto para as várias fontes de energia fóssil, tanto a nível privado como na indústria.
Qual é o balanço de CO2 dos sistemas fotovoltaicos?
Quem produz eletricidade com a ajuda de um sistema solar não só quer fazer algo de bom para si próprio, mas também para o ambiente. Isto é particularmente interessante para as pessoas que simplesmente querem alugar o seu espaço no telhado para este fim. Ao calcular o balanço de CO2 de um sistema fotovoltaico, devem ser tidos em conta os seguintes factores:
- Promoção de materiais (principalmente silício)
- Produção dos componentes
- Acessórios e equipamentos
- Instalação do sistema
- Exploração da central (produção de eletricidade)
- Manutenção e assistência técnica
- No fim da sua vida útil: desmantelamento ou reciclagem
- Transporte de materiais para a produção
- Transporte de componentes e acessórios para o local de funcionamento
Todos estes factores causam emissões, sendo que cerca de 45% são causados pela extração de silício e pela produção de wafers (módulos). Os restantes cerca de 10% são divididos entre energia de reserva (7%) e funcionamento e desmantelamento (3%). Literalmente, o total efetivo de emissões e, por conseguinte, a pegada de carbono do sistema solar depende ainda de
- da radiação global
- o local de produção e de exploração
- a espessura da bolacha
- a eficiência do módulo e do sistema
- e a vida útil (geralmente 40 anos)
Assumindo um sistema de telhado com células solares poli ou monocristalinas e uma vida útil de 40 anos com uma radiação global anual de 1100 - 1700 kWh/m², o valor de CO₂ para a energia fotovoltaica é de 50 g de CO₂ por kWh. Em comparação, o valor para a produção de energia a partir do gás natural é de 499 g de CO₂ por kWh, para a hulha é de 830 g/kWh e para a lenhite é de uns incríveis 1075 g/kWh. Isto deve-se em parte à baixa eficiência das centrais eléctricas a carvão, que é de 38%. Assim, os sistemas fotovoltaicos não produzem sequer 5% do CO2 que é produzido nas centrais eléctricas a carvão! Em comparação com 1 kWh de energia de lenhite, 1 kWh de energia solar poupa 1025 gramas de dióxido de carbono!
O que é que se passa com o equilíbrio ecológico na China?
Cerca de 80% dos módulos solares instalados na Alemanha provêm da China. Estes módulos são de qualidade irrepreensível e muito bons, não sendo de modo algum inferiores aos modelos europeus. Além disso, oferecem de longe a melhor relação preço/desempenho do mercado. No entanto, estes módulos nem sempre têm uma imagem positiva em termos de condições de fabrico, porque o cabaz elétrico na China é diferente do da Europa e é fortemente dominado pela energia a carvão. Na Ásia, a produção de energia está a afastar-se da energia a carvão e a privilegiar as energias limpas e renováveis, pelo que é de esperar uma redução da energia a carvão nos próximos anos.
De acordo com um estudo suíço, também se podem esperar melhorias significativas nos domínios do consumo de materiais, da vida útil e da eficiência dos módulos. Independentemente do local de fabrico dos módulos, a avaliação do ciclo de vida do sistema fotovoltaico é, portanto, muito positiva, tanto hoje como no futuro.
Quanto é que pode poupar em dióxido de carbono por ano?
Na Alemanha, o consumo privado de eletricidade ascende a 130 mil milhões de kWh por ano. Com um consumo anual por pessoa (agregado familiar de 5-6 pessoas) entre 1.500 kWh e 2.800 kWh (agregado familiar único), mesmo com um valor mais elevado, é possível poupar entre 826 quilogramas e 1.542 toneladas de CO₂ por pessoa, por ano, ao mudar para a tecnologia fotovoltaica. Como os módulos solares têm uma longa vida útil, o *balanço ecológico da tecnologia fotovoltaica* também é mais positivo. Um sistema fotovoltaico ajuda a "reduzir" a sua pegada de carbono graças às suas menores emissões de CO₂. Se decidir alugar um telhado connosco, também tem outro benefício ambiental: recebe uma renovação gratuita do telhado. Isto porque, por exemplo, os telhados antigos que contêm amianto têm frequentemente de ser substituídos para instalar corretamente a energia fotovoltaica após a renovação do telhado.
Vídeo: Comparação entre centrais eléctricas a carvão e centrais solares
O vídeo seguinte ilustra outros factos sobre a avaliação do ciclo de vida da energia fotovoltaica . Em particular, o foco será a questão de quão elevadas são as poupanças de CO₂ dos sistemas solares em comparação com as centrais eléctricas a carvão e como pode contribuir ativamente para reduzir enormemente as emissões de CO₂ prejudiciais ao clima:
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