John Endres: Processo de fundição de silício mancha a reivindicação 'verde' para painéis solares

Por John Endres

A proposta de fundição de silício PacWest/HiTest em Newport, Washington, foi considerada uma instalação “verde”, uma vez que alguns de seus produtos, silício de grau metalúrgico, seriam ainda mais refinados para uso em painéis solares de silício. A “fundição” envolve a extração de um metal de seu minério, e o “refinamento” envolve a purificação de um metal extraído. Inicialmente, foi alegado que 50% do silício da fundição seria usado para painéis solares, mas mais tarde foi sugerido que apenas 5% seria usado para painéis solares pela refinaria REC Silicon em Moses Lake. A maior parte do silício de grau metalúrgico é usado nas indústrias química e de ligas metálicas, e apenas uma pequena porcentagem é ainda mais refinada para atender às demandas de alta pureza para eletrônicos e painéis solares.

As fundições de silício têm uma enorme demanda por eletricidade e são instalações industriais pesadas altamente poluentes. De acordo com o Departamento de Ecologia de Washington, a fundição proposta incluiria dois fornos de arco submerso e uma chaminé de emissões de 157 pés de altura; e os materiais anuais estimados incluiriam 170.000 toneladas de rocha quartzítica (dióxido de silício), 150.000 toneladas de carvão mineral e carvão azul e 130.000 toneladas de aparas de madeira para extrair 73.000 toneladas de silício de grau metalúrgico por ano. As emissões anuais estimadas incluiriam mais de 766.000 toneladas de gases com efeito de estufa por ano, além de dezenas a centenas de toneladas de outras toxinas do carvão por ano. De acordo com dados de 2020 do Programa de Relatórios de Gases de Efeito Estufa da EPA, a fundição proposta seria aproximadamente o 12º maior emissor industrial de gases de efeito estufa no estado de Washington.

Seria necessário um fornecimento constante de 105 megawatts de eletricidade – mais de 900 milhões de quilowatts-hora por ano – para produzir o calor intenso necessário para obter quartzo fundido em mistura com redutores de carbono. De acordo com a Administração de Informação de Energia dos EUA, uma família média nos EUA consome cerca de 11.000 quilowatts-hora por ano. O consumo anual de eletricidade da fundição seria suficiente para abastecer mais de 80.000 residências médias por ano.

O processo de “redução carbotérmica” da fundição utiliza carbono do carvão, carvão vegetal e lascas de madeira em uma reação com dióxido de silício para produzir dióxido de carbono e silício elementar. O silício fundido é coletado de uma torneira de forno e o dióxido de carbono, além de outros gases de efeito estufa e poluentes, são emitidos para a atmosfera.

Como pode uma instalação industrial pesada que produz um produto, do qual apenas uma fração é utilizada para painéis solares, ser considerada uma instalação “verde”? Artigos científicos que descrevem métodos de cálculo da pegada de carbono do painel solar revelaram algumas questões surpreendentes e preocupantes:

• Os valores relatados da pegada de carbono dos painéis solares de silício encontrados na literatura revisada não incluem o processo de fundição de silício, o que é desconcertante, uma vez que o silício é o componente crítico dos painéis solares de silício.

• Os cálculos da pegada de carbono utilizam um processo conhecido como Avaliação do Ciclo de Vida e Inventário do Ciclo de Vida. Estes métodos são altamente subjetivos, produzem resultados inconsistentes e não comparáveis, não são regidos por um método unificador padrão e são normalmente executados pela indústria em vez de órgãos independentes.

• De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas (IPCC), as emissões de gases com efeito de estufa provenientes de fontes de biomassa (aparas de madeira, carvão vegetal, etc.) não são contabilizadas no ponto de combustão nos sectores energético e industrial, incluindo a fundição. Mas todos sabemos que a queima de madeira e carvão emite fumaça (dióxido de carbono e outros gases). Vários artigos revisados ​​desafiam o método de contabilização de biomassa do IPCC.

• A perda de sumidouros de dióxido de carbono devido à colheita de árvores para obtenção de aparas de madeira e carvão utilizado no processo de fundição não está incluída nas pegadas de carbono dos painéis solares de silício. Pode levar décadas a mais de 100 anos para substituir a perda do sumidouro de dióxido de carbono devido à colheita de árvores.

• Não existe uma definição clara e quantificável de “verde” e o “greenwashing” é um problema persistente.