Quanto petrolio viene utilizzato nella produzione di pannelli solari?

Chiaramente la quantità di petrolio usata varierà a seconda della fonte di elettricità utilizzata durante le fasi di produzione a più alta intensità energetica. Le fasi più energivore saranno la produzione e la purificazione dei cristalli di silicio (o di altri semiconduttori) e la produzione del vetro di copertura. Anche la fabbricazione dell'intelaiatura metallica richiede molta energia, ma per volume (o peso) è probabilmente una piccola frazione dell'energia totale usata nella produzione. Quando lavoravo nell'industria dei semiconduttori negli anni '80 e '90 (arseniuro di gallio optoelettronico), una grande frazione della produzione di boule di cristalli di semiconduttori era fatta in regioni del mondo con abbondante energia idroelettrica, poiché questa fonte di elettricità aveva tipicamente il costo più basso. Non so se questo è ancora vero oggi, anche se so che il produttore dei pannelli solari di casa mia (REC) è un'azienda norvegese che, al tempo in cui ho acquistato i pannelli, coltivava le sue boules di silicio in Norvegia (abbondante energia idroelettrica) mentre il resto della produzione avveniva in Estremo Oriente.

Ovviamente ci saranno altri prodotti chimici usati nel processo di fabbricazione, come solventi e mordenti, che possono derivare da prodotti petrolchimici. Quindi l'utilizzo del petrolio non sarà solo per la generazione elettrica.

Supponiamo che tutta l'elettricità usata nella produzione di un pannello solare derivi da un combustibile fossile (si noti che l'elettricità basata sui combustibili fossili è generata raramente dal petrolio, ma piuttosto da gas naturale o carbone). C'è un articolo di revisione molto completo di circa 40 studi sul tempo di ritorno dell'energia per il fotovoltaico qui (Re-assessment of net energy production and greenhouse gas avoidance after 40 years of photovoltaics development). In quello studio, vedi le tabelle supplementari I e II per le stime storiche per il sistema totale (quindi pannelli, inverter, costruzione) in Joule/PeakWatt (PeakWatt è la potenza nominale del sistema fotovoltaico). C'è stato un forte effetto di curva di apprendimento nei decenni coperti dagli studi, così che l'energia di produzione usata per watt di picco del FV è scesa nel tempo (per esempio, la crescita costante dell'efficienza del FV ha contribuito a questo calo). Le cifre attuali degli studi esaminati vanno da 16,7 a 37 MJoule/PeakWatt.

Prendendo l'energia più alta per la produzione, 37 MJoule/PeakWatt, e notando che il barile di petrolio ha tipicamente circa 1700 kW-ora di energia (vedi Barile di petrolio equivalente (BOE)) e convertendo tra Joule e kW-ora (1 kW-ora = 3. 6 MJ) si ottiene per un impianto fotovoltaico un consumo di energia pari a 1,5 MJ.6 MJ) otteniamo per un tipico pannello solare (250 Watt di picco) che circa 2570 kW-ora di energia sono utilizzati nella produzione, equivalente a circa 1,5 barili di petrolio.

Ma ripeto le mie avvertenze di cui sopra: la produzione richiede soprattutto elettricità, e che l'elettricità può spesso derivare da fonti non fossili (idroelettrico). E quando deriva da fonti fossili, generalmente l'elettricità è prodotta da gas naturale o carbone. Quindi prendi 1,5 barili di petrolio per un pannello solare da 250 Watt come caso peggiore.