Az utóbbi hetekben meglepően gyakran, főként a Paksi bővítéssel foglalkozó szakmai cikkek kommentjeiben volt látható egy visszatérő állítás, nevezetesen, hogy a napelemek nem is "zöldek", mert előállításhoz több energia kell, mint amit aztán megtermelnek. Mivel ennek alátámasztására vagy cáfolatára soha senki nem nevezett meg semmilyen forrást, így fontosnak tartottuk összeszedni, hogy ezzel kapcsolatban milyen számítások, tanulmányok és hivatkozások lelhetők fel általunk megbízhatónak ítélt forrásokból.

Nem volt nehéz munka, mert a napelemek gyártásának energiafelhasználását és energia megtérülését („energy payback time”), valamint a teljes napelem gyártási, szerelési, és újrahasznosítási életciklus széndioxid kibocsátását („carbon footprint”) számos EU-s, amerikai, intézeti és egyetemi tanulmány vizsgálta.

Az egyik első ilyen jellegű, átfogóbb kutatást még 2006-ban a holland ECN intézet végezte (az ECN a legnagyobb energetikai kutatóműhely Hollandiában, bővebben a linken lehet olvasni róluk). Ők a szén-dioxid kibocsátást vizsgálták az ISO 14040 szabvány szerint a napelemek teljes gyártási ciklusában. Ezt a kutatást 2011-ben megismételték, ami hasonló eredményre jutott, mint a 2006-os.

Az ECN kutatások szerint a napelemekkel előállított áram 20-30g CO₂ terhelést jelent 1kWh áram esetén. Összehasonlításul itt egy táblázat a EIA-tól (US Energy Information Administration), hogy 1 kWh áram előállítása gázzal kb. 500g, más fosszilis anyagokkal kb. 1000g széndioxid kibocsátással jár/kWh (a táblázatban fontban van megadva. 1 font=453g). Hogy országos szinten is összehasonlítsuk: a britek a teljes energiamixben 451g/kWh széndioxid kibocsátással számolnak, a magyar KEOP pályázatokban villamos energia megtakarítás esetén 930g/kWh CO2 megtakarítás számolható el, ami értelemszerűen a magyar energiamix átlagos kibocsátására vonatkozik. Azaz napelemmel 15-30-szor kevesebb széndioxid terhelés jut egy kWh áram előállítására, mint a ma termelő erőművek átlagával.

Nem is meglepő: a napelemeknél csak a napelem előállításnál képződik szén-dioxid, de a felszerelt napelemes rendszer élettartamának 20-30 éve alatt már nem bocsát ki semennyit. Eközben a fosszilis energiával történő áramtermelés gyakorlatilag a bányászattól az áramtermelésig (elégetésig) mindvégig jelentős széndioxid kibocsátással jár.

Nézzünk egy másik hasonló kutatást: 2013-ban az egyik vezető német kutatóintézet, a Freiburgi Fraunhofer intézet tanulmánya azt vizsgálta, hogy a német besugárzási adatok mellett a teljes napelemes rendszer (tehát nem csak a napelem, hanem az inverter és rögzítés is) energia megtérülése mennyi idő alat történik. Azaz, hogy hány év alatt termeli meg a napelemes rendszer azt az energiát, ami az előállításához szükséges volt. A földrajzi hely, a napos idő aránya természetesen befolyásolja ezt a számot: Németországban 2,5-3 év ez az idő:

Természetesen napsütötte helyen ez jóval rövidebb, Dél-Olaszországban már másfél évnél is kevesebb (még délebbre pedig értelemszerűen még az alábbi ábránál is kevesebb):

Nézzünk további kutatásokat, pl. az USA-ból: hasonló eredményre jutott az amerikai NREL intézet, ami a szövetségi Energetikai Hivatal alá tartozik. Ők ebben a tanulmányukban 2-4 éves energia megtérülés mutattak ki az amerikai időjárási és napsütési adatokkal számolva.

Azaz a napelemes rendszer működése, élettartalmának nagyobb részében nettó széndioxid kiváltó.

Még egy szó a metodikáról is: a gyártási folyamatnál a következő lépések és energia felhasználási pontok vehetők figyelembe:

• szilícium olvasztása és nagy tisztaságú tömbök létrehozása
• a tömbök feldolgozása, szeletelése szilícium ostyákra
• az ostyák felületi kezelése, cella előállítás (és annak alapanyagainak) előállításához szükséges energia felhasználás, és annak szén-dioxid kibocsátása
• cellákból napelem táblák összeállítása, szerelési és gyártási folyamat
• egyéb alapanyagok (üvegtáblák, alumínium keret, kábelek és vezetők, stb.) előállításának energiaigénye
• szállítás: alapanyagok és végtermékek
• napelemes rendszer szereléséhez szükséges egyéb segédanyagok
• napelemek életének végén az újrahasznosításhoz szükséges energia, és logisztikai karbon lábnyom

Tehát egy-egy komolyabb kutatásnál ezeket a szempontokat veszik sorra, a fenti lépések széndioxid kibocsátását vizsgálják, és ez már összevethető a hagyományos erőművi áramtermelés széndioxid kibácsátásával. Az energia megtérülésnél pedig a napelem gyártásához és felszereléséhez szükséges energia igényt nézik meg, hogy hány év alatt termeli meg a napelem az adott helyen.

Összefoglalva tehát a napelemek energia egyenleg és karbon lábnyom szempontból az egyik legzöldebb, környezetet legkevésbé terhelő energetikai megoldást jelentenek. Mi legalábbis ezeket a kutatásokat találtuk – természetesen a kommentekben várunk minden egyéb megfelelően alátámasztott anyagot, kutatási eredményt, legyen az a fentiekkel egyező, vagy akár ellentétes eredményű is.