Informatietype:
Project
Thema:
Silicium zonnemodules en circulair ontwerp
Unit:
Energy & Materials Transition

Zonne-energie: van hernieuwbaar naar duurzaam

Elektriciteit opwekken uit zonlicht is het afgelopen decennium veel goedkoper geworden. Maar om zonne-energie op echt grote schaal wereldwijd toe te passen, is veel meer voor nodig. Voor het behalen van de klimaatdoelen moet zonne-energie niet alleen hernieuwbaar zijn, maar volledig duurzaam.

Duurzame zonne-energie

Duurzaam voor mens en planeet

In het whitepaper ‘Tijd voor duurzame zonne-energie’ laten we zien wat er nodig is om op langere termijn de opwekcapaciteit van zonnestroom, ook wel zon-pv genoemd, enorm te vergroten op een voor mens en planeet verantwoorde manier. Op dit moment staat er mondiaal 700 gigawattpiek (GWp) opgesteld. Dit is goed voor nog maar 4 procent van de totale vraag naar elektriciteit.

Duurzaam is meer dan hernieuwbaar

'Hernieuwbaar is mooi. Maar daarmee is zonne-energie nog niet duurzaam, oftewel tot in lengte van tijden houdbaar voor aarde en mens’. Professor Wim Sinke

'Naast lage kosten is duurzaamheid een essentiële voorwaarde om zonne-energie op zeer grote schaal toe te passen. En dat is nodig willen we de internationaal geformuleerde doelstellingen halen om klimaatverandering binnen de perken te houden. Hernieuwbaar is mooi. Maar daarmee is zonne-energie nog niet duurzaam, oftewel tot in lengte van tijden houdbaar voor aarde en mens’, aldus professor Wim Sinke, hoofdonderzoeker zonne-energie bij TNO.

Richtinggevend bijdragen aan duurzame zonne-energie

Na de spectaculaire daling van de kosten is het hoog tijd fors in te zetten op:

  • vermindering van de CO2-voetafdruk van zonne-energie
  • hergebruik van materialen en circulariteit
  • ecologie
  • biodiversiteit
  • maatschappelijke inbedding

Dit gaat spelers in de hele keten aan. Van grondstoffen, fabricage, installatie, gebruik, reparatie, hergebruik, detailhandel tot consument. Samen met het bedrijfsleven willen we richtinggevend bijdragen aan duurzame zonne-energie.

We werken in verschillende nationale en internationale projecten aan technologieën en processen om daadwerkelijk duurzame zonne-energie dichterbij te brengen. Het gaat hier onder meer om:

Hoeveelheid materialen en energie omlaag

Zonnestroom is op veel plekken in de wereld al goedkoper dan elektriciteit die is opgewekt uit fossiele bronnen. Op korte termijn groeit de 700 GWp uit tot een terawattpiek. Dit staat gelijk aan 3 miljard zonnepanelen op bij elkaar 5.000 vierkante kilometer. Toch is dit nog maar het begin.

In 2050 en daarna voorzien we een opgesteld vermogen van 60 tot meer dan 100 TWp. Dat is ook broodnodig wanneer procesindustrie, transport en verwarming van de gebouwde omgeving niet langer op fossiel maar op elektriciteit draaien. Het betekent dat er gigantische hoeveelheden materialen en energie nodig zijn om die opwek te realiseren. En dus moet dat alles fors omlaag.

Recycling en circulariteit

Er valt veel winst te behalen met het hergebruik van materialen uit zonnepanelen aan het einde van hun levensduur. Schaarse en waardevolle materialen als silicium, zilver en koper worden tot nog toe nauwelijks teruggewonnen.

Samen met partners werken we aan oplossingen om hergebruik van zonnemodules technisch en economisch haalbaar te maken. Zo zijn door een herzien ontwerp vrijwel alle materialen aan het einde van de levensduur terug te winnen en weer te gebruiken voor andere hoogwaardige toepassingen. De hele keten van ontwerp en productie tot afdank moet circulair worden georganiseerd.

Webinar Tijd voor duurzame zonne-energie

Tijdens dit interactieve webinar bespreken we hoe zonne-energie nog duurzamer kan worden en gaan we in op de voetafdruk van zonnestroom, op circulariteit en op recycling van zonnepanelen.

Perovskiet veelbelovend

Met onderzoekinstituten en bedrijven ontwikkelen we in het samenwerkingsverband Solliance een geheel nieuwe dunnefilmtechnologie. Het veelbelovende materiaal perovskiet is zelfstandig te gebruiken voor zonnefolies of te combineren met silicium of een andere dunne film in zogenaamde tandems. Zo kun je een veel hogere opbrengst realiseren.

Perovskiet bevat geen schaarse materialen, voor de productie is minder energie nodig en de folies hebben daarom een veel kleinere CO2-voetafdruk. Ze zijn met snelle en relatief goedkope processen op uiteenlopende materialen te plaatsen of daarin te verwerken. Bij grootschalige productie zijn de kosten daarom heel laag.

Duurzame toepassingen

Duurzaamheid van zonne-energie omvat meer dan de zonnecellen, -panelen en -folies alleen. Het gaat ook over duurzame toepassingsvormen. Hierbij gaat het opwekken van zonnestroom hand in hand met ander gebruik van oppervlakken, met respect voor mens en milieu. Dat kennen we van zonne-energie op daken en gevels van gebouwen. Maar zonne-energie is ook te combineren met natuurbeheer, land- en tuinbouw en infrastructuur zoals wegen en spoorlijnen.

Om al die toepassingen mogelijk, aantrekkelijk én betaalbaar te maken werken we samen met partners aan oplossingen die zonne-energie in elk gewenst formaat, vorm en kleur beschikbaar maken. Deze zogenaamde laminaten zijn naar keuze nagenoeg onzichtbaar of juist decoratief in daken, gevels, ramen, wegen, geluidsschermen en zelfs auto’s te integreren.

Klimaatneutrale toekomst

'Door in te blijven zetten op onderzoek en ontwikkeling kan zonnestroom nog veel efficiënter, goedkoper en bovendien duurzamer worden. Als we dit alles voortvarend en ambitieus aanpakken kan zonne-energie wereldwijd een hoofdrol spelen in de duurzame en klimaatneutrale energievoorziening’, aldus Wim Sinke.

Podcastserie Zonpositief

In de podcastserie ‘Zonpositief’ zoomt TNO in drie afleveringen samen met partners in op de ontwikkelingen en impact van zonne-energie.

Laat je verder inspireren

6 resultaten, getoond 1 t/m 5

Zonpositief webinars

Informatietype:
Webinar
2 augustus 2022
4 afleveringen

Bekijk 4 webinars over zonne-energie: zonne-energie op weg naar impact, innovaties in zonne-energie-technologie en betaalbare zonne-energie van elk oppervlak.

Silicium zonnemodules en circulair ontwerp

Informatietype:
Artikel

We ontwikkelen technologie voor betere silicium zonnepanelen en een circulair ontwerp. Onze technologie is wereldwijd in gebruik.

Zonne-energie op grote schaal, betaalbaar en op maat

Informatietype:
Artikel
Zonnepanelen kunnen in allerlei vormen en maten worden gemaakt. Dankzij de 'mass customization'-methode kan dit op grote schaal en betaalbaar.

Circulaire zonnemodules en massamaatwerk

Informatietype:
Artikel
Bij TNO richten we ons ook op zonne-energie voor de volgende generatie. Ontdek ons werk voor circulaire zonnemodules en massamaatwerk.

Dunnefilmzonnepanelen en circulair ontwerp

Informatietype:
Artikel
We ontwikkelen geavanceerde moduletechnologieën voor verpakking, interconnectie en duurzaamheid van dunne-film-CIGS en perovskiet pv. .