Quanto óleo é utilizado na produção de painéis solares?

Claramente a quantidade de petróleo utilizada irá variar dependendo da fonte de electricidade utilizada durante as fases de produção mais intensivas em energia. As fases mais intensivas em energia serão a produção e purificação dos cristais de silício (ou outros semicondutores), e na produção do vidro de cobertura. A fabricação da estrutura metálica também é de energia intensiva, mas por volume (ou peso) esta é provavelmente uma pequena fração da energia total utilizada na produção.

O crescimento e refinamento da zona de fusão dos cristais de silício utiliza uma grande quantidade de eletricidade, uma vez que são necessárias temperaturas muito altas durante períodos de tempo prolongados. Quando trabalhei na indústria de semicondutores nos anos 80 e 90 (optoeletrônica de arsenieto de gálio), uma grande fração da fabricação de cristais semicondutores foi feita em regiões do mundo com abundante hidroeletricidade, uma vez que esta fonte de eletricidade normalmente tinha o menor custo. Não sei se isso ainda é verdade hoje, embora saiba que o fabricante dos painéis solares da minha casa (REC) é uma empresa norueguesa que, no momento em que adquiri os painéis, cultivou as suas boules de silício na Noruega (hidroeletricidade abundante) com o resto da fabricação feita no Extremo Oriente.

Obviamente haverá outros produtos químicos usados no processo de fabricação, como solventes e gravuras, que podem derivar de petroquímicos. Assim, a utilização do petróleo não será apenas para a geração elétrica.

P>Posto que assumimos que toda a eletricidade utilizada na produção de um painel solar derivado de combustível fóssil (note que a eletricidade baseada em combustíveis fósseis é gerada raramente a partir do petróleo, mas sim do gás natural ou carvão). Há aqui um artigo de revisão muito abrangente de cerca de 40 estudos sobre o tempo de retorno da energia fotovoltaica (Re-avaliação da produção líquida de energia e da prevenção de emissões de gases de efeito estufa após 40 anos de desenvolvimento fotovoltaico). Nesse estudo, veja as Tabelas Suplementares I e II para estimativas históricas do sistema total (painéis, inversores, construção) em Joules/PeakWatt (PeakWatt é a potência nominal para o sistema fotovoltaico). Tem havido um forte efeito de curva de aprendizado nas décadas cobertas pelos estudos, de modo que a energia de produção utilizada por pico de watt de PV tem caído ao longo do tempo (por exemplo, o crescimento constante da eficiência PV tem contribuído para essa queda). Os números atuais dos estudos analisados variam de 16,7 a 37 MJoules/PeakWatt.

Tomando a maior energia para a produção, 37 MJoules/PeakWatt, e observando que o barril de petróleo normalmente tem cerca de 1700 kW-hrs de energia (ver Barril de Equivalente de Petróleo (BOE)) e convertendo entre Joules e kW-hrs (1 kW-hr = 3.6 MJ) obtemos para um painel solar típico (250 Watts de pico) que cerca de 2570 kW-hrs de energia são utilizados na produção, equivalente a cerca de 1,5 barris de petróleo.

Mas repito as minhas advertências de cima: a produção requer principalmente electricidade, e que a electricidade pode muitas vezes derivar de fontes não fósseis (hidroeléctricas). E quando ela deriva de fontes fósseis, geralmente a eletricidade é produzida a partir de gás natural ou carvão. Portanto, tomar 1,5 barris de petróleo para um painel solar de 250 Watt como um caso pior.