Rendementsverlies zonnepanelen door aerosolen en wolken (afb: Rui Song et al./Nature Sustainability)
Volgens Brits onderzoek ‘vergiftigen’ kolencentrales de opbrengst van zonnepanelen aanzienlijk, vooral als ze zich in de buurt bevinden. Dat schijnt vooral in China en Europa het geval te zijn.
De onderzoekers inventariseerden de resultaten van 140 000 zonnepaneelinstallaties in de hele wereld met behulp van satellietgegevens. Door atmosferische gegevens te combineren met luchtvervuiling berekenden de onderzoekers hoeveel zonlicht er ‘verdween’ door energieopwekking.
Ze vonden dat kleine deeltjes de opbrengst van zonnepalen in 2023 met 5,8% verminderden. Dat komt neer op een verlies van 111 terawattuur, een gemiddelde opbrengst van achttien kolencentrales.
Deze verliezen worden in de overgang naar een ‘groene’ toekomst vaak over het hoofd gezien. Tussen 2017 en 2023 is er elk jaar zo’n 246,6 TWu per jaar bijgekomen aan zonnepanelen, terwijl de rendementsverliezen door fijnedeeltjes in de atmosfeer jaarlijks zo’n 74 TWu bedroegen, bijna eenderde van die nieuwe zonnepaneelcapaciteit.
“We zien een snelle ontwikkeling van vernieuwbare energie, maar het rendement van die overgang is lager dan vaak wordt aangenomen”, zegt Rui Song van de universiteit van Oxford en van het universiteitscollege in Londen. “Als kolen en zonne-energie naast elkaar ontwikkeld worden verandert de deeltjesuitstoot de stralingsomgeving, waarmee kolencentrales de opbrengst van zonnepanelen verlagen.”
Om de bronnen van deze door aerosolen veroorzaakte verliezen te achterhalen, traceerden de onderzoekers hun oorsprong en ontdekten dat elektriciteitsopwekking met kolen een belangrijke bijdrage levert aan de fijna deeltjes in de atmosfeer.
China
Dit effect is met name duidelijk in China, waar de capaciteit voor zonne-energie en kolencentrales parallel is gegroeid en vaak op dezelfde locatie te vinden is. Regio’s met een hoge kolencapaciteit vallen samen met de gebieden waar de grootste verliezen door zonne-energie worden geleden.
China is ’s werelds grootste producent van zonne-energie en produceerde in 2023 793,5 TWu aan zonne-energie (41,5% van het wereldwijde totaal), maar het land kende ook de grootste verliezen door aerosolen, met een totale productiedaling van 7,7%.
De onderzoekers schatten dat ongeveer 29% van de door aerosolen veroorzaakte verliezen door zonne-energie in China specifiek afkomstig is van kolencentrales. Kolencentrales stoten fijne vervuilende deeltjes uit die zonlicht verstrooien en absorberen, waardoor er minder zonlicht de nabijgelegen zonnepanelen bereikt. Als gevolg hiervan genereren de panelen minder elektriciteit dan ze anders zouden kunnen.
Song: “Luchtvervuiling blokkeert niet alleen zonlicht, maar verandert ook de wolken, wat de zonne-energieopbrengst nog verder kan verlagen. Dat betekent dat het werkelijke effect waarschijnlijk groter is dan we hebben gemeten, dus we overschatten mogelijk hoeveel zonne-energie kan bijdragen aan de vermindering van emissies als we de vervuiling door kolencentrales niet onder controle krijgen.”
Opvallend genoeg bleek China de enige grote regio te zijn die een aanhoudende verbetering liet zien. De door deeltjes veroorzaakte verliezen van zonne-systemen daalden tussen 2013 en 2023 met gemiddeld 0,96 TWu per jaar (-1,4% per jaar). Dit is waarschijnlijk te danken aan strengere emissienormen en de wijdverspreide toepassing van ultralage-emissietechnologieën in kolencentrales in China en niet aan een vermindering van de kolencapaciteit in dat land.
Bron: phys.org