Zonnepanelen leveren meer energie op dan ze kosten

08.12.2016 | Branchenieuws | 2025 keer bekeken
Zonnepanelen leveren meer energie op dan ze kosten

Zonne-energie is zowel het goedkoopste als het schoonste alternatief voor fossiele brandstoffen. Zonnepanelen leveren meer schone energie op dan aan fossiele energie nodig is om ze te maken.

Dat stellen onderzoekers van de Universiteit Utrecht in een studie. Hun studie toont aan dat de CO2-uitstoot en het energiegebruik tijdens de productie van zonnepanelen teniet gedaan wordt door de zonne-energie die ze opleveren.

In samenwerking met collega’s  van de Rijksuniversiteit Groningen en de Technische Universiteit Eindhoven hebben Atse Louwen en Wilfried van Sark van de Universiteit Utrecht alle duurzaamheidsaspecten van de productie en opbrengst van zonnepanelen onderzocht over de afgelopen veertig jaar. De conclusie: het positieve effect van schone zonne-elektriciteit overstijgt de negatieve impact van de productie van de panelen. Hierbij keken de onderzoekers naar zowel het nodige energiegebruik als de CO2-uitstoot.

Omslagpunt al gepasseerd
Het energie- en materiaalgebruik per zonnepaneel is door een combinatie van schaalvergroting en innovatie in technologie en productie gedaald volgens de onderzoekers. Tegelijkertijd is de opbrengst per zonnepaneel steeds groter geworden. Zonne-energie is sinds haar begin in de jaren zeventig in kostprijs gedaald van ongeveer 75 euro per watt geïnstalleerd vermogen naar onder de 1 euro per watt. De uitstoot van CO2 wordt ook, ondanks de sterke groei van het aantal zonnepanelen, ‘ruimschoots’ teniet gedaan door de schone productie van elektriciteit, licht promovendus Louwen toe. “Het omslagpunt is eind 2014 gepasseerd,” zegt Louwen.

‘Plakjes’ steeds dunner
Het voordeel tussen milieuopbrengst en –kosten, dat de onderzoekers in beeld brachten, zal nog verder groeien volgens Louwen, omdat de productie en technologie nog altijd doorontwikkelt. “Zo worden de plakjes van silicium, de grondstof voor zonnepanelen, steeds dunner en levert het zagen steeds minder materiaalverlies op. Ook het gebruik van zilver voor het aanbrengen van de elektrische contacten op de wafers neemt sterk af. Bovendien levert wetenschappelijk onderzoek steeds nieuwe mogelijkheden om de omzet van zonlicht in elektriciteit efficiënter te maken, waardoor iedere zonnestraal nog beter wordt benut.”

Groei is er nog lang niet uit
Zonnepanelen leveren op dit moment zo’n 1,5 procent van de totale elektriciteitsvoorziening wereldwijd. Op dit moment is een capaciteit van 300 gigawatt geïnstalleerd, een oppervlakte van ongeveer 1800 vierkante meter, oftewel 250.000 voetbalvelden, aan zonnepanelen. Naar verwachting zullen deze panelen dit jaar meer dan 370 terawattuur elektriciteit leveren. De 1,5 procent lijkt misschien weinig, zegt Sark over deze cijfers, “maar is toch al een besparing van zo’n 170 megaton CO2. En de groei van het aantal toegepaste zonnepanelen is er nog lang niet uit.”

Studie
De studie is 6 december gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift NatureCommunications. Het wetenschappelijk artikel is hier te downloaden.

Foto: Zonnepanelen op het duurzame Bestuursgebouw  van de Universiteit Utrecht

Redactie Ensoc, 8-dec-16

Meld je aan voor de nieuwsbrief

Meld jezelf nu aan voor de Ensoc nieuwsbrief en ontvang het laatste nieuws, trends en aanbiedingen.

Reacties (6)

Reageren
  • P. Lomito
    14.12.2016 - 11:39 uur | P. Lomito

    --- Dus de 370 TeraWatt zonne-energie is gewoon weggegooid geld? Over de hele wereld worden volop windmolens gebouwd en dat is allemaal verspilling van geld en materiaal?--- Aldus Dick Meeldijk.

    Zo negatief ben ik niet over duurzaamheid, wel over de vele lariekoek die daaromtrent geschreven wordt. Het publiek wordt een verkeerde voorstelling van zaken voorgeschoteld waardoor mensen ten onrechte het idee hebben dat ze heel verantwoord bezig zijn. Die windmolens en zonnepanelen zijn in derdaad allemaal verspilling van geld en kostbare materialen in de zin dat met slechts een fractie dezelfde CO2-reductie gehaald zou kunnen worden.

    Een mooi voorbeeld van duurzame kolder noem ik de zonneboiler waarmee 50% van het gasverbruik voor sanitair warm water (SWW) bespaard kan worden. Die zonneboiler met collector is gemaakt van diverse metalen (staal, aluminium, koper) en glas, allemaal materialen die een hoge CO2-uitstoot geven bij grondstofwinning, (half)fabricage en transport (gewicht). Om een idee te geven, een volledig geïnstalleerde zonneboiler/zonnecollector heeft een gewicht van ca. 200 kg. Voor productie/transport wordt 1,1 kg CO2 per kg materiaal geproduceerd, zodat totaal 1,100x200= 220 kg CO2 uitgestoten worden.

    Een werkelijk duurzaam alternatief voor de zonneboiler is een simpele waterbesparende douchekop waarmee eveneens 50% op het aardgasverbruik voor SWW wordt bespaard, op een levensduur van 30 jaar 30x78x1,78= 4.165 kg CO2. Bij de productie van 200 gram kunststof (5,0 kg CO2/kg mat.) wordt echter slechts 5,0x0,2= 1,0 kg CO2 uitgestoten.

    De zonneboiler geeft dus een uitstoot die 220x hoger is dan een waterbesparende douchekop. Ook financieel legt de zonneboiler het compleet af tegen de spotgoedkope waterbesparende douchekop, in alle opzichten (ecologie/economie) is de waterbesparende douchekop dan ook te prefereren boven een zonneboiler. Desondanks wordt vooral de zonneboiler gepromoot en niet de douchekop, uiteraard omdat meer te verdienen valt aan de zonneboiler. Ook in de EPC-berekening geeft de zonneboiler een aantrekkelijke EPC-reductie van 0,05 terwijl die voor de waterbesparende douchekop 0,00 is...

    Je reinste kolder, zo'n zonneboiler, materiaalverspilling en weggegooid geld maar duurzaam Nederland loopt er mee weg.

  • Joris van Dorp
    14.12.2016 - 10:24 uur | Joris van Dorp

    Wat is de prijs van zonneenergie 's nachts?
    Bovendien is de co2 emissie door PV cellen veel hoger dan voor wind en kernenergie.
    Zie bijv. http://shrinkthatfootprint.com/wp-content/uploads/2014/04/greenelectricity.gif of de IPCC AR5 rapporten.
    En als de co2 emissie van de noodzakelijke(!) fossiele backup voor wind/zon wordt meegenomen komt kernenergie al helemaal als veel(!) schoner en veel(!) goedkoper dan zon PV uit de bus, vooral in een relatief donker en bewolkt land als Nederland, waar de elektriciteitvraag vooral in het koude seizoen, in de avond, groot is.
    Zon en wind kunnen steeds vaker economisch worden ingezet om het fossiele brandstofverbruik van fossiele centrales gedeeltelijk te reduceren (hoewel ze dat verbruik natuurlijk niet kunnen elimineren). Maar het idee dat zonneenergie de 'goedkoopste en schoonste' energiebron is, is aantoonbare, misleidende lariekoek die mensen zou kunnen doen denken dat kernenergie (of CCS) niet meer nodig is. Dit is zeer betreurenswaardig.

    De Utrechtse onderzoekers hebben een rapport geschreven bedoelt om een lekenpubliek te overtuigen, niet om andere experts te overtuigen. Zo gaat dat rondom duurzaamheid helaas steeds vaker. Willen we onze economien en ons milieu redden, ten behoeve van onze kinderen, dan dienen we scherp door deze misleiding heen te prikken in plaats van ze te bejubelen en verspreiden.

  • Peter Segaar
    13.12.2016 - 12:38 uur | Peter Segaar

    Toch gek dan, hooggeschatte heer Lomito, dat m'n spreadsheet (met enkele duizenden grote Nederlandse PV projecten bomvol knallharte systeem data) installaties bevat die specifieke opbrengsten halen ver boven de duizend kilowattuur per opgestelde kWp per jaar (en enkelen zelfs boven de 1.100 kWh/kWp.jr). Diverse exemplaren (zoveel grote installaties hebben we nog niet zo lang) zelfs gemiddeld over meerdere jaren. Dat zijn opbrengsten waar zelfs de bollebozen bij ECN, TUe, en Copernicus Instituut een diep-roze kleur van zouden kunnen krijgen.

    Overigens: onze eigen, deels 15-16 jaar oude installatie haalt inmiddels nog steeds opbrengsten in de buurt van de 900 kWh/kWp.jr. http://www.polderpv.nl/KNMI_instraling_2015.htm#degradatie_analyse

    Met totaal achterhaalde, inefficiënte (<92%), deels 15 jaar oude micro-inverters.

  • Math Geurts
    13.12.2016 - 12:23 uur | Math Geurts

    Voor Nederland is het windenergie het goedkoopste alternatief. In het artikel is volstrekt niets te vinden dat op de een of andere manier onderbouwt dat zonne-energie goedkoper zou zijn.

  • 13.12.2016 - 11:33 uur | Dick Meeldijk

    Triest te lezen dat "onze" ras-negatieveling" P.Lomito keer op keer het beter weet dat de vele wetenschappers.
    Zonne-energie en wind-energie zullen volgens hem nooit een alternatief kunnen zijn voor fosiele brandstoffen.
    Dus de 370 TerraWatt zonne-energie is gewoon weggegooid geld?
    Over de hele wereld worden vollop windmolens gebouwd en dat is allemaal verspilling van geld en materiaal?
    Al die voorstanders weten er dus niets van en "alleen" P.Lomito kent de waarheid.
    Misschien komen er inderdaad ooit Thoriumcentrales en onderzoek daar naar is vast nuttig, maar wedden op één paard is nooit goed.
    Misschien is energie uit zon, wind en water uiteindelijk niet voldoende, maar dat het CO2 bespaart vinden vele mensen toch wel.
    Net als rijden op stroom de toekomst heeft (na een proefrit in een BMW I3 ben ik om) en de actieradius van electrische voertuigen wordt ook steeds groter.
    Helaas blijven negatievelingen steeds maar wantrouwend over de technische vooruitgang voor (noodzakelijke) energie-opslag en de toenemende rendementen van zonnepanelen en windmolens.
    Warmte netten zoals die in Noord Europa gebruikt worden zullen vast ook wel wqeer niet goed zijn.
    Gelukkig wonen wij in het mooie Nederland waar verschil van mening gewoon moet kunnen.

  • P. Lomito
    09.12.2016 - 09:34 uur | P. Lomito

    Zonne-energie zal nooit een gelijkwaardig alternatief zijn voor fossiele brandstoffen, momenteel ook niet om economische en energetische rendement die beide te laag zijn maar sowieso omdat zonnepanelen geen stroom kunnen leveren in de avond en nacht.

    In dit onderzoek heeft men zich vastgebeten in het energetisch rendement, ofwel de Energy Return on Energy Investment (EROEI). Deze wordt door fabrikanten en verkopers te rooskleurig op 6 aangehouden (panelen leveren 6x meer energie op dan voor de productie nodig was. Een onderzoek naar de extended EROEI komt uit op 0,8 wat betekent dat de zonnepanelen minder opbrengen dan er voor de productie nodig was als je rekening houdt met de hele keten van grondstofwinning t/m sloop. Hoewel dat onderzoek op enkele punten discutabel is blijft één punt als een paal boven water: het energetisch rendement van een zonnepaneel is in vergelijking met bijvoorbeeld windmolens, kolen/kerncentrales zeer laag en er is weinig nodig om de energetische winst te verliezen.

    Want vergeet niet dat het hier steeds gaat om rendementen die in theorie mogelijk zijn, de praktijk is altijd weerbarstiger en daar wordt onvoldoende rekening mee gehouden. Een steekproef onder 35 PV-installatie (van klein tot zeer groot) gaf als resultaat dat slechts 65% werkelijk werd opgewekt van de verwachte opbrengst. In die verwachte opbrengst is al opgenomen de degeneratie, de locatie op aarde, de hellinghoek en de oriëntatie van de zonnepanelen, de gemiddelde verwachte opbrengst voor zonnepanelen op onze breedtegraad is vastgesteld op 75%. Die 65% wordt veroorzaakt door allerlei praktische zaken zoals stekkers die niet goed vastzitten of hele strengen die uitvallen als één paneel beschaduwd wordt, kapotte zonnepanelen/omvormers, schakelaars die niet goed ingesteld staan. Het gevolg is dat van de oorspronkelijke EROEI gemiddeld genomen slechts 49% overblijft en aangezien de theoretische EROEI al erg laag is komt een praktische EROEI van 1,0 gemakkelijk in zicht.

    Zonnepanelen zijn geen alternatief vanwege de onregelmatige aanbodgestuurde stroomproductie en met een beetje pech wordt er meer fossiele energie verbruikt dan ze ooit aan duurzame energie kunnen opwekken... zonnepanelen overtuigen niet.