John Endres: Il processo di fusione del silicio offusca la pretesa “verde” dei pannelli solari

5 aprile 2022 Aggiornato mercoledì 6 aprile 2022 alle 16:21

Di John Endres

La proposta fonderia di silicio PacWest/HiTest a Newport, Washington, è stata pubblicizzata come una struttura “verde” poiché alcuni dei suoi prodotti, il silicio di grado metallurgico, sarebbero stati ulteriormente raffinati per l’uso nei pannelli solari al silicio. La “fusione” comporta l’estrazione di un metallo dal suo minerale, mentre la “raffinazione” comporta la purificazione del metallo estratto. Inizialmente, si sosteneva che il 50% del silicio della fonderia sarebbe stato utilizzato per i pannelli solari, ma in seguito è stato suggerito che solo il 5% sarebbe stato utilizzato per i pannelli solari dalla raffineria REC Silicon di Moses Lake. La maggior parte del silicio di grado metallurgico viene utilizzato nelle industrie chimiche e delle leghe metalliche, e solo una piccola percentuale viene ulteriormente raffinata per soddisfare le esigenze di elevata purezza dell'elettronica e dei pannelli solari.

Le fonderie di silicio hanno un enorme fabbisogno di elettricità e sono strutture industriali pesanti altamente inquinanti. Secondo il Dipartimento di Ecologia di Washington, la fonderia proposta includerebbe due forni ad arco sommerso e un camino per le emissioni alto 157 piedi; e i materiali annuali stimati includerebbero 170.000 tonnellate di roccia quarzite (biossido di silicio), 150.000 tonnellate di carbone e carbone di gemme blu e 130.000 tonnellate di trucioli di legno per estrarre 73.000 tonnellate di silicio di grado metallurgico all'anno. Le emissioni annuali stimate includerebbero oltre 766.000 tonnellate di gas serra all’anno, oltre a decine o centinaia di tonnellate di altre tossine del carbone all’anno. Secondo i dati del 2020 del Greenhouse Gas Reporting Program dell’EPA, la fonderia proposta sarebbe circa il 12esimo più alto emettitore di gas serra industriale nello stato di Washington.

Sarebbe necessaria una fornitura costante di 105 megawatt di elettricità – più di 900 milioni di kilowattora all’anno – per produrre l’intenso calore necessario per ottenere quarzo fuso in una miscela con riducenti di carbonio. Secondo la US Energy Information Administration, la famiglia media statunitense consuma circa 11.000 kilowattora all’anno. Il consumo annuale di elettricità della fonderia sarebbe sufficiente a rifornire più di 80.000 case medie all'anno.

Il processo di “riduzione carbotermica” della fonderia utilizza il carbonio proveniente da carbone, carbone e trucioli di legno in una reazione con biossido di silicio per produrre anidride carbonica e silicio elementare. Il silicio fuso viene raccolto da un foro di colata del forno e l'anidride carbonica più altri gas serra e sostanze inquinanti vengono emessi nell'atmosfera.

Come può un impianto industriale pesante che produce un prodotto, di cui solo una frazione viene utilizzata per i pannelli solari, essere considerato un impianto “verde”? Gli articoli scientifici che descrivono i metodi di calcolo dell'impronta di carbonio dei pannelli solari hanno rivelato alcune questioni sorprendenti e preoccupanti:

• I valori di impronta di carbonio riportati dei pannelli solari in silicio trovati nella letteratura esaminata non includono il processo di fusione del silicio, il che lascia perplessi poiché il silicio è il componente critico dei pannelli solari in silicio.

• I calcoli dell'impronta di carbonio utilizzano un processo noto come Life Cycle Assessment e Life Cycle Inventory. Questi metodi sono altamente soggettivi, producono risultati incoerenti e non comparabili, non sono disciplinati da un metodo standard unificante e sono generalmente eseguiti dall’industria anziché da organismi indipendenti.

• Secondo il Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC), le emissioni di gas serra provenienti da fonti di biomassa (cippato, carbone, ecc.) non vengono prese in considerazione nel punto di combustione nei settori energetico e industriale, compresa la fusione. Ma sappiamo tutti che la combustione di legna e carbone emette fumo (anidride carbonica e altri gas). Numerosi documenti esaminati mettono in discussione il metodo di contabilità della biomassa dell'IPCC.

• La perdita di assorbimento di anidride carbonica dovuta alla raccolta di alberi per ottenere trucioli di legno e carbone utilizzati nel processo di fusione non è inclusa nell'impronta di carbonio dei pannelli solari in silicio. Possono essere necessari decenni o più di 100 anni per compensare la perdita di assorbimento di anidride carbonica dovuta al taglio degli alberi.