Las emisiones de la producción de aluminio son malas noticias para la energía solar

Las emisiones de la producción de aluminio son malas noticias para la energía solar

Imagen de un campo solar al atardecer.
Agrandar / Todos estos montajes requieren una gran cantidad de aluminio.

Una vez que los paneles solares están operativos, producen electricidad libre de carbono. Pero su fabricación e instalación implican ciertas emisiones. La mayoría de las preocupaciones sobre la producción de paneles solares se han centrado en los elementos que forman parte de los propios paneles, como el galio, el cadmio, el germanio, el indio, el selenio y el telurio. Pero según una nueva investigación, la enorme cantidad de aluminio necesaria para albergar las plataformas solares del futuro podría generar otros problemas.

«No me di cuenta de lo necesario que era el aluminio para marcos y módulos, racks e inversores», dijo Alison Lennon, investigadora de la Escuela de Ingeniería de Energía Fotovoltaica y Renovable, a Ars. la UNSW en Sydney. Agregó que el aluminio se usa a menudo porque es liviano y resistente a la corrosión.

En 2020, el Banco Mundial publicó un análisis citado con frecuencia titulado «Minerales para la acción climática: la intensidad mineral de la transición de energía limpia». En este informe, los autores identificaron al aluminio como uno de los minerales que necesitaría tener su escala de producción en grandes cantidades para que el mundo cumpla con sus objetivos climáticos. “PV fue un gran contribuyente”, dijo Lennon. «[This] me hizo pensar un poco más en el problema.

Sin embargo, Lennon dijo que el informe del Banco Mundial asumió una hoja de ruta temprana de energía limpia de la Agencia Internacional de Energía, que predijo que solo se necesitarían instalar 4 TW de energía fotovoltaica para 2050. C Esa es una suma pequeña en comparación con lo que ahora predicen muchas hojas de ruta actualizadas.

En el artículo de Lennon, ella y su equipo utilizaron el objetivo de 60 TW, establecido por la Hoja de ruta de tecnología internacional para fotovoltaica (ITRPV) más reciente. Esto significaría que el mundo necesitaría producir 4,5 TW de capacidad adicional cada año hasta 2050 para lograr cero emisiones netas y limitar el calentamiento global a menos de 2 °C. Por contexto, a fines de 2020, se instalaron poco más de 700 GW.

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llevaré este peso

El informe de ITRPV brinda detalles granulares sobre el estado del campo solar, desde el tamaño y la eficiencia del módulo hasta aquellos con marcos de aluminio. El equipo de Lennon extrapoló estos datos de 2030 a 2050 y utilizó datos de la industria para medir factores como la cantidad de aluminio en los marcos y la cantidad de aluminio reciclado que podría usarse en los marcos y las fijaciones. El equipo también analizó cómo ha cambiado la industria a lo largo del tiempo, analizando las perspectivas de una mayor eficiencia en la construcción.

A partir de este análisis de datos, el equipo pudo predecir cuánto aluminio necesitaría el mundo para 2050.

El total ascendió a 486 millones de toneladas métricas para ser utilizadas en marcos, soportes y envolventes de inversores. Para poner ese número en contexto, el Banco Mundial había calculado alrededor de 100 millones de toneladas métricas. “Nuestra estimación es mucho mayor que las estimaciones del Banco Mundial”, dijo Lennon. “La cantidad de aluminio que tendremos que producir tendrá que aumentar enormemente en comparación con lo que tenemos ahora”.

El problema no es que no haya suficiente aluminio en el mundo, porque es bastante común y bastante fácil de extraer. Por el contrario, la extracción y la producción requeridas podrían generar muchas emisiones de gases de efecto invernadero. Producir una tonelada de aluminio a partir de bauxita, una fuente común del elemento, genera entre 14 y 16 toneladas métricas de CO2 o equivalente (el documento asume que el proceso se realiza en China), dijo Lennon. «Es realmente alto», dijo, y agregó que el proceso de fundición puede consumir mucha energía. “Ya sea que su electricidad provenga de una planta de carbón o de combustibles fósiles en general, la intensidad de las emisiones [can be] enorme.»

Lennon señaló que la descarbonización del sistema eléctrico de un país podría reducir las emisiones. El estudio concluye que es posible que el mundo obtenga suficiente aluminio para fotovoltaica, pero requerirá algunos cambios en la forma en que se produce. Otra solución es utilizar aluminio reciclado. El aluminio es «infinitamente reciclable», dijo. «[W]Tenemos que pensar cuidadosamente sobre cómo se produce el aluminio».

“Creo que es una buena historia para la industria fotovoltaica, siempre que podamos hacer que la industria del aluminio trabaje con nosotros, ayudando a reducir esas emisiones”, dijo Lennon.

Nature, 2022. DOI: 10.1038/s41893-021-00838-9 (Acerca de los DOI)

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