Bærekraftige og ansvarlige leveransekjeder innenfor solenergi.

Abstract

Det skal gjøres enorme investeringer i fornybar energiproduksjon i Europa mot 2030 og det er forventet strengere krav til rapportering av miljøpåvirkning og kartlegging av verdikjeder.

Hensikten med denne oppgaven var å kartlegge globalt oppvarmingspotensial (GWP) for nødvendige komponenter i solkraftsystem foruten solcellemoduler (BOS). I tillegg skulle det kartlegges om det fantes utfordringer knyttet til tvangsarbeid i verdikjeder for vekselrettere slik det gjør for solcellemoduler, samt hvilke metoder bedrifter kan benytte for å jobbe mot ansvarlige verdikjeder.

Komponentmengder ble funnet ved modellering av et referansesystem som benytter seg av en 110 kW vekselretter og 260 stk. 545 W solcellepanel. Klimagassutslipp for 110kw vekselrettere ble funnet ved livssyklusanalyse basert på skalering av livssyklusinventar for 20 kW vekselretter, databasen Ecoinvent og SimaPro-programvaren. For resten av komponentene ble det brukt data for miljøpåvirkning fra miljøvaredeklarasjoner (EPD) multiplisert med nødvendig mengder basert på referansesystemet.

Samlet utslipp for BOS-komponenter i systemet er funnet å være 21-40 tonn CO2-ekvivalenter (eq) avhengig av resirkuleringsgrad, hvor 21 tonn er ved fullstendig utnyttelse av resirkuleringspotensialet hos montasjesystem, kabelbro og kabler. Montasjesystem bidrar med 74 % av samlet utslipp, vekselrettere 22,3 % og ballast, kabelbro og kabler de resterende 3,7 %.

Datagrunnlaget for montasjesystem, ballast, kabelbro og kabler er solid, men for vekselretter noe svakere ettersom det er usikkerhet knyttet til materialmengder og resirkuleringspotensial. Videre studier bør derfor søke bedre data fra produsenter eller dekonstruksjon av en vekselretter.

Innkjøpere bør for ballast vurdere å kjøpe fra nærliggende marked ettersom transport (351 kg CO2-eq fra Portugal og 1000 kg CO2-eq fra India) lett kan overgå utslippene knyttet til produksjon (634 kg CO2-eq). For montasjesystem som bidrar med 74 % av de samlede utslippene med et resirkuleringspotensial på 62 % bør system laget av resirkulerte materialer prioriteres. Kjøp av vekselrettere som har levetid lik eller lenger enn solcellemoduler vil også kunne bidra til en reduksjon i GWP.

Metoder for ansvarlige verdikjeder ble funnet gjennom intervju med representanter fra to bedrifter som kjøper og installerer solkraft, og ved litteratursøk. Det ble funnet indikasjoner på problemer i verdikjeder for kobber, aluminium og silikon til halvledere som alle er sentrale komponenter i vekselrettere. Oppgaven konkluderer med at selskaper bør kjenne sine verdikjeder, bruke leverandører med relevante sertifikasjoner og implementere retningslinjer for ''oppførsel'' med krav om signering i alle ledd av verdikjeden. I tillegg anbefales det å etablere leverandørrangeringssystemer samt bruke innkjøp som virkemiddel for endring i leverandørpraksis. Selskaper bør også bygge tillitsfulle, langsiktige relasjoner men samtidig etablere muligheter for diversifisering av verdikjeder som alternativer dersom problemer skulle oppstå.

Substantial investments are anticipated to be made in renewable energy production across Europe by 2030, in line with the expectation of more stringent requirements for environmental impact reporting and value chain mapping. The problematic nature of solar panel value chains, particularly in relation to the exploitation of the uyghur minority for forced labor in the Xinjiang region in China, underscores the importance of analyzing the value chains of other components within solar power systems.

The objective of this thesis was to map greenhouse gas emissions, in terms of Global Warming Potential (GWP), for inverters and other frequently utilized components in solar power installations. Further, it aimed to determine if there were challenges related to the value chains for inverters, akin to those for solar panels, and to identify methods that companies could employ to promote responsible value chains. The GWP for mounting systems was discovered to be 29500~Kg CO2-eq, with a recycling potential of -18200~Kg CO2-eq, while the ballast yielded 634~kg CO2-eq. The total GWP for cable trays and cables was calculated as 484~kg CO2-eq and 366~kg CO2-eq respectively, with a combined recycling potential of -433~kg CO2-eq. The overall emissions for Balance of System (BOS) components in a solar installation were found to be between 21-40 tons CO2-eq, depending on the recycling rate. The lower figure is associated with the full utilization of the recycling potential of the mounting system, cable tray, and cables.

Although the data basis for the mounting system, ballast, cable tray, and cables is robust, the data for the inverter is somewhat weaker due to uncertainties linked to material quantities and recycling potential. Procurement decisions should consider local markets for the ballast, as transportation emissions (351~kg CO2-eq from Portugal and 1000~kg CO2-eq from India) can easily exceed production emissions (634~kg CO2-eq). For mounting systems, which account for 74~\% of total emissions, systems made from recycled materials should be prioritized. Additionally, the purchase of inverters with a lifespan equal to or longer than that of solar panels could further reduce GWP.

Component quantities were determined by modeling a reference system that uses a 110~kW inverter and 545~W solar panels. Greenhouse gas emissions for the inverter were calculated using the Life Cycle Assessment (LCA) method, the Ecoinvent database, SimaPro software, and by scaling Life Cycle Inventory (LCI) data for a 20~kW inverter. For the remaining components, data from Environmental Product Declarations (EPD) were used. The data regarding declared units were multiplied by the necessary quantities of components.

Methods for responsible value chains were identified through interviews with two companies engaged in the procurement and installation of solar power technology, as well as through a review of existing literature. Indications of problems in the value chains for copper, aluminum, and silicon for Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (MOSFET) – all crucial components in inverters – were found. The report concludes that companies should understand their value chains, use suppliers with relevant certifications, implement conduct guidelines requiring signatures at all levels of the value chain, establish supplier ranking systems, and use procurement as a tool for change in supplier practices. Furthermore, businesses should foster trustworthy, long-term relationships, while simultaneously establishing opportunities for value chain diversification as alternatives should issues arise.