Informație

Panourile solare încep să devină o problemă toxică a gunoiului

Panourile solare încep să devină o problemă toxică a gunoiului

Panourile solare sunt o sursă din ce în ce mai importantă de energie regenerabilă, care va juca un rol esențial în lupta împotriva schimbărilor climatice. Sunt, de asemenea, piese complexe de tehnologie care se transformă în deșeuri mari și voluminoase de e-deșeuri la sfârșitul vieții lor, iar în prezent, cea mai mare parte a lumii nu are un plan pentru a face față acestui lucru.

Dar va trebui să dezvoltăm unul în curând, pentru că vine surplusul de deșeuri solare electronice. Până în 2050, Agenția Internațională pentru Energie Regenerabilă proiectează că până la 78 de milioane de tone metrice de panouri solare vor fi ajuns la sfârșitul vieții lor utile și că lumea va genera aproximativ 6 milioane de tone metrice de noi e-deșeuri solare anual. În timp ce ultimul număr este o mică parte din totalul de e-deșeuri umane pe care le produce în fiecare an, metodele standard de reciclare electronică nu sunt suficiente pentru panourile solare. Recuperarea celor mai valoroase materiale, inclusiv argint și siliciu, necesită soluții personalizate de reciclare. Și dacă nu dezvoltăm aceste soluții alături de politici care susțin adoptarea lor pe scară largă, știm deja ce se va întâmpla.

"Dacă nu aplicăm reciclarea, multe dintre module vor merge la depozitele de deșeuri", a declarat cercetătorul solar al Universității de Stat din Arizona, Meng Tao, care a scris recent un articol de recenzie privind reciclarea panourilor solare din siliciu, care cuprind 95 procent din piața solară.

Panourile solare sunt formate din celule fotovoltaice (PV) care transformă lumina soarelui în electricitate. Când aceste panouri intră în gropile de gunoi, resursele valoroase sunt irosite. Și pentru că panourile solare conțin materiale toxice cum ar fi plumbul care se pot scurge pe măsură ce se descompun, depozitele de deșeuri creează, de asemenea, noi pericole pentru mediu.

Majoritatea producătorilor de energie solară susțin că panourile lor vor dura aproximativ 25 de ani, iar lumea nu a început să utilizeze energie solară pe scară largă până la începutul anilor 2000. Ca urmare, un număr este dezafectat astăzi. o cantitate destul de mică de panouri solare. PV CYCLE, o organizație non-profit dedicată recuperării și reciclării panourilor solare, colectează în fiecare an câteva mii de tone de deșeuri solare electronice în întreaga Uniune Europeană, potrivit directorului Jan Clyncke. Această cifră include panourile solare care au ajuns la sfârșitul duratei lor de viață utilă, dar și cele care au fost retrase din funcționare mai devreme pentru că au fost deteriorate în timpul unei furtuni, au avut un tip de defect de producător sau au fost înlocuite cu un model mai nou și eficient.

Când panourile solare ajung la sfârșitul vieții lor astăzi, se confruntă cu câteva destine posibile. Conform legislației UE, producătorii trebuie să se asigure că panourile lor solare sunt reciclate corect. În Japonia, India și Australia, cerințele de reciclare sunt în proces. În Statele Unite, este Vestul Sălbatic: Cu excepția unei legi de stat din Washington, SUA nu au mandat de reciclare solară. Eforturile de reciclare voluntară conduse de industrie sunt limitate ca domeniu de aplicare. „În acest moment, suntem siguri că numărul este de aproximativ 10% pentru panourile solare reciclate”, a declarat Sam Vanderhoof, CEO al Recycle PV Solar, una dintre singurele companii din SUA dedicate reciclării fotovoltaice. Restul, spune el, merge la depozitele de deșeuri sau este exportat în străinătate pentru reutilizare în țările în curs de dezvoltare cu protecție slabă a mediului.

Chiar și atunci când reciclarea are loc, există mult spațiu de îmbunătățire. Un panou solar este în esență un sandwich electronic. Umplutura este un strat subțire de celule de siliciu cristaline, care sunt izolate și protejate de elementele de pe ambele părți de polimer și foi de sticlă. Totul este ținut împreună într-un cadru din aluminiu. În partea din spate a panoului, o cutie de joncțiune conține cabluri de cupru care canalizează electricitatea pe măsură ce este generată.

Reciclatorii îndepărtează adesea cadrul panoului și cutia de joncțiune pentru a recupera aluminiu și cupru, apoi sfărâmă restul modulului, inclusiv sticla, polimerii și celulele de siliciu, care sunt acoperite cu un electrod de argint și sunt lipite cu tablă și plumb. (Deoarece marea majoritate a acestui amestec în greutate este sticlă, produsul rezultat este considerat sticlă zdrobită impură.) Tao și colegii săi estimează că un reciclator care elimină un panou standard de siliciu cu 60 de celule poate obține aproximativ 3 USD pentru materialul recuperat: aluminiu, cupru și sticlă. Între timp, Vanderhoof spune că costul reciclării panoului din SUA variază între 12 și 25 USD, după costurile de transport, care „echivalează adesea cu costul reciclării”. În același timp, în statele care o permit, „credem că marele punct mort din Statele Unite pentru reciclare este că costul depășește cu mult veniturile”, a spus Meng. „Este de ordinul unui raport de 10 la 1”.

Dacă componentele cele mai valoroase ale unui panou solar, și anume siliciu și argint, ar putea fi separate și purificate eficient, acest lucru ar putea îmbunătăți costul veniturilor. Un număr mic de reciclatori fotovoltaici solari dedicați încearcă să facă acest lucru.

Veolia, care operează singura fabrică mondială de reciclare a siliciului fotovoltaic din Franța, macină și sfărâmă panourile și apoi folosește o tehnică optică pentru a recupera siliciu cu puritate redusă. Potrivit lui Vanderhoof, Recycle PV Solar a folosit inițial un „proces de căldură și proces de măcinare cu bile” care ar putea recupera peste 90 la sută din materialele prezente într-un panou, inclusiv argint și siliciu de mică puritate. Dar compania a primit recent unele echipamente noi de la partenerii săi europeni, care pot face „recuperarea cu peste 95%”, a spus el, în timp ce separă materialele recuperate mult mai bine.

Unii cercetători PV doresc să facă chiar mai bine de atât. Într-un alt articol de recenzie recent, o echipă condusă de oameni de știință de la Laboratorul Național de Energii Regenerabile solicită dezvoltarea de noi procese de reciclare în care toate metalele și mineralele sunt recuperate cu o puritate ridicată, cu scopul de a face reciclarea cea mai economică. viabile și cât mai benefice pentru mediu. După cum explică autorul principal al studiului, Garvin Heath, astfel de procese ar putea include utilizarea tratamentelor termice sau chimice pentru a separa sticla de celulele de siliciu, urmată de aplicarea altor tehnici chimice sau electrice pentru a separa și purifica siliciu și diverse urme de metale.

„Ceea ce cerem este ceea ce numim un sistem integrat de reciclare de mare valoare”, a declarat Heath pentru Grist. „Valoare ridicată înseamnă că dorim să recuperăm toate materialele care au valoare din aceste module. Integrat se referă la un proces de reciclare care poate merge după toate aceste materiale și nu trebuie să cadă în cascadă de la un reciclator la altul ”.

În plus față de dezvoltarea unor metode mai bune de reciclare, industria solară ar trebui să se gândească la modul de reutilizare a panourilor ori de câte ori este posibil, deoarece panourile solare utilizate vor avea un preț mai ridicat decât metalele și mineralele pe care le conțin (și din moment ce reutilizarea necesită, în general, mai puțină energie decât reciclarea). La fel ca în cazul reciclării, UE se află în prima linie în acest sens: prin programul său de afaceri circulare pentru industria energiei solare, Comisia Europeană finanțează o serie de proiecte demonstrative care arată cum pot fi refolosite. panouri solare pe acoperiș și ferme solare, chiar și pentru alimentarea stațiilor de încărcare a bicicletelor electrice din Berlin și a complexelor de locuințe din Belgia.

Recycle PV Solar recertifică și revinde panourile nedeteriorate pe care le primește, ceea ce Vanderhoof spune că ajută la compensarea costurilor reciclării. Cu toate acestea, atât el, cât și Tao sunt îngrijorați de faptul că mai mulți reciclatori americani vând panouri solare second-hand, controlate de calitate, în străinătate către țările în curs de dezvoltare. "Și aceste țări nu au, de obicei, reglementări privind deșeurile electronice", a spus Tao. „Deci, în cele din urmă, îți arunci problema asupra unei țări sărace”.

Pentru ca industria reciclării solare să crească în mod durabil, va avea în cele din urmă nevoie de politici și reglementări de susținere. Modelul UE de a avea producători să finanțeze recuperarea și reciclarea panourilor solare ar putea fi bun pentru Statele Unite să le imite. Dar înainte ca acest lucru să se întâmple, parlamentarii americani trebuie să recunoască faptul că problema există și este în continuă creștere, motiv pentru care Vanderhoof petrece mult timp educându-i.

„Trebuie să ne confruntăm cu faptul că panourile solare eșuează în timp și sunt multe”, a spus el. „Și ce facem când încep să eșueze? Nu este corect să punem această responsabilitate asupra consumatorului și acolo ne aflăm acum.


Video: Irigă cu ajutorul panourilor fotovoltaice (Septembrie 2021).