在2023年在迪拜举行的COP28气候会议上，承诺在本世纪中叶逐渐淘汰化石燃料。为了满足2015年巴黎协定的目标 - 将全球变暖在2°C以下，最好是1.5°C - 可再生能源容量到2030年需要三倍。太阳能是必须扩大的主要来源之一。但是，尽管不可否认它的好处，但所有人类活动都具有需要研究和最小化的环境影响，包括太阳能。
太阳是无尽的能源来源。它仍然剩下足够的燃料，持续50亿年，比我们的太阳系的更长。尽管我们认为这是理所当然的，但太阳是满足我们能量需求的最佳选择：它可以驱动光合作用，没有它，地球上就不会有生命，并提供了被温室效应所困扰的热量，使星球可居住。1839年，法国物理学家埃德蒙·贝克雷尔（Edmond Becquerel）发现，暴露于光线的电极产生了电流，从而使太阳的能量成为一个新的方向：光伏效应。1883年，美国发明家查尔斯·弗里特斯（Charles Fritts）使用镀金硒创建了第一个太阳能电池。
自从Fritts的开创性设计将阳光转化为电力的1％的开创性设计以来，贝尔实验室的研究人员达里尔·查平（Daryl Chapin），卡尔文·富勒（Calvin Fuller）和杰拉尔德·皮尔森（Gerald Pearson）的转折点已经取得了很多进展％。图片来源：GraphicaArtis/Getty Images。
自Fritts的开创性设计（将阳光的1％转化为电力）以来，有很多进步，在20世纪中叶，研究人员达里尔·查普（Daryl Chapin），卡尔文·富勒（Calvin Fuller）和贝尔实验室的杰拉尔德·皮尔森（Gerald Pearson）的转折点设法创造了一种硅效率为6％的细胞。当今的太阳能电池板达到20％，当您认为许多植物在光合作用方面的效率不超过2％时，这是一项伟大的成就。太阳能光伏现在是仅次于水力和风能的第三大可再生能源来源。尽管它仍然只能产生全球电力的4.5％，但根据国际能源局的数据，它的增长速度快：2022年，它比上一年高26％，到2050年，它可能会产生全球总电量的四分之一。
制造的影响
但是，太阳能电池板的环境足迹并不可忽略不计，并且从源头开始，并用来制造它们的材料：玻璃，铜，铝，银，硅，铅……今天使用的面板中95％基于硅；下一代称为薄膜，使用铜，I液，凝胶，硒，镉和泰瑞尔等金属。还存在用水的问题，如果是电池，则存在锂。材料占太阳能电池板的能源和温室气体（GHG）的90％。有毒产品在生命周期结束时也有助于污染，因此需要处置它们以恢复和回收。
材料占太阳能电池板的能源和温室气体（GHG）的90％。图片来源：Hu Xiaofei/VCG通过Getty Images。
太阳能电池板的制造会消耗能源，这取决于来源或多或少污染。在太阳能农场运营期间，这种能耗被抵消。光伏系统需要一到四年的时间才能产生用于建造它们的能量，并且它们可以持续35年。但是，与太阳能农场的安装相关的环境影响：经常需要清理和平整土地，影响植被覆盖物和当地野生动植物。农场可以降解和碎片栖息地，紧凑的土壤，增加侵蚀并改变排水通道。
安装后，太阳能农场不会产生直接的排放，但确实会产生影响。除了消耗水，能源和化学物质外，还有另一种风险。当今的趋势是安装巨大的农场：中国的Gonghe Talatan太阳能公园是有史以来最大的，其中一群农场覆盖了600 km2。但是专家警告说，这些装置引起的变暖可能会影响气候，因为黑暗太阳能电池板比浅色土地吸收更多的热量。
相对全球效应
一项国际研究对占撒哈拉沙漠20％的巨大太阳能农场的影响进行了建模。它发现，变暖会改变全球天气模式，减少热带地区的降雨，并绿化沙漠本身。云模式的变化反过来会影响其他地区生产太阳能的能力：西南美国，澳大利亚，中国东部，印度，印度，南欧和中东将拥有更多的云，因此与斯堪的纳维亚半岛相比，较少的云彩，因此较少的太阳美国中部和东部，加勒比海，中部和南美以及南非。如果这些宏观太阳能农场位于其他地区以外的其他地区，则在每种情况下的影响都会有所不同。
今天的趋势是安装巨大的农场，但专家警告说，这些装置引起的变暖会影响气候。图片来源：Cai Kuanyuan/VCG通过Getty Images。
但是，尽管全球效果只会出现这些巨大的装置，但“观察结果表明当前规模的太阳能农场已经具有强大的气候和环境影响”，瑞典的合着者Zhengyao lu告诉OpenMind。“但是这些影响通常很复杂，并且可以与当地的变暖或冷却有关，因此不应将其解释为直接风险。”
Lu指出，应该仔细计划农场，例如，将面板的最大密度放在具有相同反照率（吸收和反射）的土壤上。卢（Lu）总结说：“与我们继续燃烧更多的化石燃料相比，太阳能农场造成的总体风险要小得多。”
光伏系统需要一到四年的时间才能产生用于建造它们的能量，并且它们可以持续35年。图片来源：Christophe Archambault/AFP通过Getty Images。
哈维尔·亚纳斯（Javier Yanes）
Crédito成像校长：Steve Proehl/Getty Images。