Korzyści z energii słonecznej w redukcji emisji gazów cieplarnianych i ochronie jakości powietrza są bezsprzeczne, ale nadciąga problem odpadów elektronicznych. Co stanie się z milionami paneli słonecznych, gdy osiągną koniec swojego życia? To pytanie zadaje sobie wielu nabywców paneli słonecznych, dlatego firmy instalacyjne muszą wiedzieć, jak na nie odpowiedzieć. Mogą zastanawiać się, czy istnieją firmy recyklingu paneli słonecznych, które mogą zrecyklować ich używane panele. Moduły fotowoltaiczne są zaprojektowane tak, aby działały przez około 25 – 30 lat, a z czasem stają się mniej efektywne w produkcji energii elektrycznej. Gdy panele słoneczne przestają być wystarczająco efektywne w generowaniu czystej energii, muszą zostać wymienione.
Ponieważ większość paneli słonecznych została zainstalowana w ostatniej dekadzie, oznacza to, że wiele systemów fotowoltaicznych zostanie wycofanych z eksploatacji w ciągu następnych kilku dekad. Obecnie tylko niewielki ułamek paneli słonecznych jest recyklowany ze względu na koszty demontażu i brak infrastruktury, więc większość trafia na wysypiska śmieci. Brak przepisów wymagających recyklingu modułów słonecznych, infrastruktury do ich przetwarzania i przewidywania w projektowaniu paneli słonecznych sprawia, że stają się one kosztowne i trudne do recyklingu. Czy przemysł fotowoltaiczny ma plan naprawczy i przygotowuje się na przyszłość? Chociaż w Europie zanotowano pewien postęp, nie ma jeszcze spójnego planu branżowego, ale taki będzie musiał być wprowadzony w ciągu następnej dekady lub tak.
Co składa się na panel fotowoltaiczny?
Warto zrozumieć składniki panelu fotowoltaicznego, aby zrozumieć, jak je przetwarzać i dlaczego jest to trudne. Moduły fotowoltaiczne oparte na krzemie zawierają szkło, ramy aluminiowe, druty miedziane, warstwy polimerowe oraz oczywiście komórki krzemowe. Mogą również zawierać niewielkie ilości srebra i miedzi wewnętrznej, które są trudne do zebrania ze względu na ich małe ilości. Zawierają one śladowe ilości toksycznych związków, takich jak ołów. Panele cienkowarstwowe zawierają także tellurkadowy kadm (CdTe), który jest rakotwórczy i toksyczny.
Dlaczego recykling paneli słonecznych jest ważny.
Niestety, gdy panele słoneczne nie są właściwie utylizowane, mogą one przesiąkać związki do wód gruntowych, zanieczyszczając je. Ponadto, jeśli tony paneli słonecznych trafiają na składowisko odpadów, marnuje się wiele surowców. Dlatego właściwe postępowanie i recykling są kluczowe, aby zapewnić, że panele fotowoltaiczne rzeczywiście produkują czystą i zrównoważoną energię. Aby temu zaradzić, cały cykl życia paneli słonecznych musi być przeanalizowany, począwszy od projektu aż po utylizację.
Czy recykling paneli fotowoltaicznych jest opłacalny?
Jeśli panele fotowoltaiczne zawierają cenne materiały, czy nie byłoby finansowo opłacalne je przetwarzać? Niestety, recykling paneli fotowoltaicznych jest trudny i często wymaga procesów termicznych, chemicznych i mechanicznych, co zwiększa koszty. Ponadto niektóre zrecyklowane materiały mają niewielką wartość finansową ze względu na niskie zapotrzebowanie na rynku. Dlatego recykling paneli fotowoltaicznych zazwyczaj nie jest teraz opłacalny. Niestety, to sprawia, że recykling jest mniej atrakcyjny dla przetwórców, ponieważ transportowanie i przetwarzanie paneli jest drogie, a potencjalny zysk ze zrecyklowanych materiałów jest minimalny. Mam nadzieję, że ta sytuacja się zmieni w miarę rozwoju rynku fotowoltaicznego.
Trzech europejskich ekspertów przemysłowych opracowuje recykling paneli fotowoltaicznych, które w przeciwnym razie trafiłyby na wysypiska śmieci.
Energia słoneczna odgrywa ważną rolę w transformacji czystej energii. Sercem technologii fotowoltaicznej jest wysoko oczyszczony krzem, który zamienia światło słoneczne w energię elektryczną. Oczyszczanie krzemu jest procesem energochłonnym, wytwarzającym 50 kilogramów CO2 na każdy kilogram krzemu o jakości fotowoltaicznej. Uwalnianie gazów cieplarnianych do atmosfery jest jednak dokładnie tym, czego energia słoneczna ma unikać.
Jak recyklingować panele fotowoltaiczne.
Na początku recyklerzy paneli fotowoltaicznych rozkładają moduły, usuwając szkło i metale z ram i skrzynek złączowych. Te elementy można łatwiej poddać recyklingowi, a wiele zakładów recyklingu jest wyposażonych w odpowiednie narzędzia. Jednak warstwy polimerowe uszczelniają panele słoneczne, aby chronić je przed warunkami atmosferycznymi. W rezultacie procesory muszą używać wysokich temperatur lub procesów chemicznych, aby rozluźnić klej, co sprawia, że ten etap jest zarówno energetycznie, jak i pracochłonny, co zwiększa koszty recyklingu. Następnie pozostały materiał jest poddawany recyklingu na niższą wartość, ponieważ nie jest on zbyt cenny.
Choć może zawierać niewielkie ilości metali, są one trudne do wyodrębnienia. Wskaźniki odzysku w recyklingu modułów słonecznych wynoszą zazwyczaj około 85%, ale popyt na większość zrecyklowanego materiału jest niski. Niestety, słaby popyt oznacza, że cena materiałów jest także niska. Ponadto większość stanów nie narzuca obowiązku recyklingu paneli fotowoltaicznych, więc zgodność z przepisami prawnymi nie stanowi motywacji. Tym samym istnieje niewiele zachęt do recyklingu paneli fotowoltaicznych poza korzyściami dla środowiska. W Unii Europejskiej istnieją prawne wymogi dotyczące zbierania i recyklingu starych paneli słonecznych oraz finansowania badań nad rozwiązaniami końcowego etapu życia produktu.
Sektor recyklingu paneli fotowoltaicznych będzie nadal innowować.
Istnieje wiele sposobów na obniżenie kosztów recyklingu, poprawiając jednocześnie wskaźnik odzysku lub wartość zrecyklowanych materiałów. Na przykład, renowacja zepsutych lub uszkodzonych paneli fotowoltaicznych zamiast ich recyklingu jest lepsza dla środowiska, dlatego mądrze jest położyć większy nacisk na tę praktykę. Podobnie istnieje wiele działań, które producenci mogą podjąć, szczególnie na etapie projektowania, aby zazielenić przemysł i uczynić swoje produkty łatwiej poddawane recyklingowi. Przepisy dotyczące rozszerzonej odpowiedzialności producenta w Unii Europejskiej i w Waszyngtonie pomogą zachęcić do tych działań, ponieważ przenoszą ciężar usuwania paneli fotowoltaicznych z samorządów lokalnych na samych producentów PV.
Na przykład, projektowanie paneli fotowoltaicznych o dłuższej przydatności zmniejsza i opóźnia konieczność ich recyklingu. Zwiększenie efektywności samych paneli pozwala na wyprodukowanie tej samej ilości energii przy użyciu mniejszej liczby paneli. Stosowanie mniejszej ilości materiałów, zwłaszcza toksycznych, pomoże zoptymalizować proces recyklingu. Ułatwienie rozłożenia paneli fotowoltaicznych na części zmniejsza nakład pracy, chemikaliów i energii potrzebnych do przetworzenia paneli. Przemysł energii odnawialnej wykazał silne zdolności do innowacji i postępu. Producenci, którzy skuteczniej podejmują się kwestii recyklingu, mogą wyróżnić się jako liderzy w dziedzinie zrównoważonego rozwoju.