Вот, например, замечательный образец. Приводится всего одна цифра: затраты на выплавку кремния,
This carbo-thermic smelting process occurs at high temperatures of more than 1000 °C and is very energy intensive, using about 11 kilowatt-hours (kWh) per produced kilogram of silicon, Процесс плавки происходит при температуре более 1000 °C и очень энергозатратный, расход электроэнергии составляет около 11кВт*час/кг кремния. К сожалению, на один килограмм подложки нужно выплавить больше 10 килограмм кремния, и это не самый энергозатратный техпроцесс в производстве подложек. Там же:
In the same period, the thickness of a c-Si wafer was reduced from 300 µm, or microns, to about 160–190 µm, в тоже время толщина кремнеевой подложки уменьшилась с 300мкм до 160-190 мкм. При нынешнем диаметре монокристалла 300мм толщина не может уменьшиться, а должна увеличиться (таблица на стр. 12). Подобных публикаций достаточно много, и на них ссылаются.
В тоже время, есть и результаты весьма основательных исследований. В этом источнике приведены энергозатраты в объеме 1,4 кВт*час/см2. Но данные староваты. Технологии улучшаются, к тому же солнечные элементы стали делать из менее чистого кремния. Я написал автору исследований Эрику Вильямсу с просьбой в возможном приведении данных к сегодняшнему уровню. Он ответил, что этой темой больше не занимается и посоветовал обратиться к Саре Бойд. В указанном списке я не нашел нужной информации, но я нашел это. Где:
For instance, a recent study by Krishnan et al [17] reported an LCI with a 300mm functional unit (with findings on device fabrication: process and infrastructure = 7100 MJ/wafer), which translates to 1.07kwh/cm2; compared to a 200mm wafer that falls within a the range of 1.4 1.59kwh/cm2, reported in the respective studies, Например, недавнее исследование Кришнана, опубликованное в LCI, для 300 миллиметровой подложки (с данными техпроцесса и оборудования, равными 7100МДж/подложка), что составляет 1,07 кВт*час/см2, в сравнении с 200 миллиметровой подложкой, для которой расход составлял 1,4-1,59 кВт*час/см2, обнародованных в надежных исследованиях. Обратите внимание, речь идет о прямых затратах на производство только подложки. Последующие техпроцессы не рассматриваются. К тому же, не стоит забывать о необходимых для производства химикатах.
Оцениваем EROI консервативно, без учета энергозатрат создания фотоэлектрического слоя, сборки, монтажа и эксплуатации.
При принятых энергозатратах на один квадратный см в размере 1,1 кВт*час имеем для одного квадратного метра 11,0 МВт*час. Принимаем КПД – 22,0%, деградацию в год – 0,5%, имеем усредненный КПД – 19,0%, срок службы – 40 лет, значение инсоляции для Сочи – 1,571 МВт*час/м2 за год. Выработка составит 11,940 МВт*час. Это без температурных потерь и до преобразования в переменный ток и аккумуляторов, что даст потери около 30%.
Таким образом, для Сочи мы имеем EROI в значении НИКОГДА.
Согласен, есть места на нашей планете, где более солнечно, но, во-первых, даже там будет ненамного лучше. И самое главное, строить там, а потреблять в других местах ну очень накладно. Вывод: солнечные батареи могут рассматриваться только как источник питания для удаленных, изолированных не сетевых потребителей в местах с «хорошим солнцем».