Informácie

Solárne panely sa začínajú stávať problémom toxického odpadu

Solárne panely sa začínajú stávať problémom toxického odpadu


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Solárne panely sú čoraz dôležitejším zdrojom obnoviteľnej energie, ktorá bude hrať zásadnú úlohu v boji proti zmene podnebia. Sú to tiež zložité technológie, ktoré sa na konci svojho života premenia na veľké a objemné kúsky elektronického odpadu a väčšina sveta momentálne nemá plán, ako sa s tým vyrovnať.

Budeme ich však musieť čoskoro vyvinúť, pretože prichádza prebytočný solárny elektronický odpad. Do roku 2050 plánuje Medzinárodná agentúra pre energiu z obnoviteľných zdrojov, že až 78 miliónov metrických ton solárnych panelov dosiahne koniec svojej životnosti a že svet vygeneruje okolo 6 miliónov metrických ton nového solárneho elektronického odpadu ročne. Aj keď posledné číslo predstavuje malý zlomok z celkového množstva ľudského elektronického odpadu, ktorý každý rok vyprodukuje, štandardné metódy elektronickej recyklácie pre solárne panely nestačia. Obnova najcennejších materiálov vrátane striebra a kremíka si vyžaduje špeciálne recyklačné riešenia. A ak tieto riešenia nevyvinieme spolu s politikami, ktoré podporujú ich široké prijatie, už vieme, čo sa stane.

„Ak nebudeme presadzovať recykláciu, veľa modulov pôjde na skládky,“ uviedla solárna výskumná pracovníčka Arizonskej štátnej univerzity Meng Tao, ktorá nedávno napísala recenzný článok o recyklácii kremíkových solárnych panelov, ktoré obsahujú 95 percent solárneho trhu.

Solárne panely sa skladajú z fotovoltaických (PV) článkov, ktoré premieňajú slnečné svetlo na elektrinu. Keď sa tieto panely dostanú na skládky, zbytočne sa míňajú cenné zdroje. A pretože solárne panely obsahujú toxické materiály, ako je olovo, ktoré sa môžu vylučovať pri ich rozklade, skládky tiež vytvárajú nové riziká pre životné prostredie.

Väčšina výrobcov solárnej energie tvrdí, že ich panely vydržia asi 25 rokov a svet začal solárnu energiu nasadzovať až začiatkom roku 2000. Výsledkom je dnes vyraďovanie niektorých z nich. pomerne malé množstvo solárnych panelov. PV CYCLE, nezisková organizácia zameraná na zhodnocovanie a recykláciu solárnych panelov, podľa riaditeľa Jana Clynckeho každoročne zhromažďuje niekoľko tisíc ton solárneho elektronického odpadu v celej Európskej únii. Toto číslo zahŕňa solárne panely, ktoré dosiahli koniec svojej životnosti, ale aj tie, ktoré boli predčasne vyradené z prevádzky, pretože boli poškodené v búrke, mali nejaký druh chyby výrobcu alebo boli nahradené novším modelom, a efektívne.

Keď dnes solárne panely skončia svoju životnosť, čaká ich niekoľko možných osudov. Podľa právnych predpisov EÚ musia výrobcovia zabezpečiť správnu recykláciu svojich solárnych panelov. V Japonsku, Indii a Austrálii prebiehajú požiadavky na recykláciu. V Spojených štátoch je to divoký západ: S výnimkou štátneho zákona vo Washingtone nemajú USA žiadny mandát na recykláciu solárnych článkov. Rozsah dobrovoľníckej recyklácie vedenej priemyslom je obmedzený. „Momentálne sme si celkom istí, že počet recyklovaných solárnych panelov je okolo 10 percent,“ uviedol Sam Vanderhoof, generálny riaditeľ spoločnosti Recycle PV Solar, jednej z mála amerických spoločností zaoberajúcich sa fotovoltaickou recykláciou. Zvyšok podľa neho ide na skládky alebo sa vyváža do zahraničia na opätovné použitie v rozvojových krajinách so slabou ochranou životného prostredia.

Aj keď dôjde k recyklácii, existuje veľa priestoru na zlepšenie. Solárny panel je v podstate elektronický sendvič. Plnivo je tenká vrstva článkov z kryštalického kremíka, ktoré sú izolované a chránené pred prvkami na oboch stranách polymérom a sklenenými tabuľami. Všetko drží pohromade v hliníkovom ráme. Na zadnej strane panelu obsahuje spojovacia skrinka medené vedenie, ktoré smeruje elektrinu pri jej výrobe.

Recyklační pracovníci často odstránia rám panelu a jeho spojovaciu skrinku, aby získali späť hliník a meď, a potom rozdrobia zvyšok modulu vrátane sklenených, polymérových a kremíkových článkov, ktoré sú potiahnuté striebornou elektródou a sú spájkované cínom a olovom. (Pretože prevažnú väčšinu tejto hmotnostnej zmesi tvorí sklo, výsledný produkt sa považuje za nečisté drvené sklo.) Tao a jeho kolegovia odhadujú, že recyklátor, ktorý rozoberie štandardný 60-článkový kremíkový panel, môže dostať okolo 3 dolárov za zhodnotený materiál: hliník, meď a sklo. Vanderhoof medzitým tvrdí, že náklady na recykláciu tohto panelu sa v USA pohybujú od 12 do 25 dolárov po nákladoch na dopravu, ktoré „sa často rovnajú nákladom na recykláciu“. Zároveň si v štátoch, ktoré to umožňujú, „myslíme, že veľkým slepým uhlom v Spojených štátoch pre recykláciu je, že náklady vysoko prevyšujú príjmy,“ uviedla Meng. „Je to rádovo v pomere 10: 1.“

Ak by sa najcennejšie komponenty solárneho panelu, konkrétne kremík a striebro, dali efektívne oddeliť a vyčistiť, mohlo by to zlepšiť výnosy z nákladov. Snaží sa o to malý počet špecializovaných solárnych fotovoltaických recyklátorov.

Spoločnosť Veolia, ktorá vo Francúzsku prevádzkuje jediný závod na recykláciu fotovoltaického kremíka v komerčnom meradle, melie a rozdrobuje panely a potom pomocou optickej techniky získava nízko čistý kremík. Podľa spoločnosti Vanderhoof spoločnosť Recycle PV Solar spočiatku využívala „proces tepelného procesu a guľového mlyna“, ktorý dokázal regenerovať viac ako 90 percent materiálov prítomných v paneli, vrátane striebra a kremíka s nízkou čistotou. Spoločnosť však nedávno získala od svojich európskych partnerov nejaké nové vybavenie, ktoré dokáže „viac ako 95-percentné zhodnotenie“, uviedol a oveľa lepšie separoval zhodnotené materiály.

Niektorí vedci v oblasti fotovoltiky chcú dosiahnuť ešte lepšie výsledky. V ďalšom nedávnom článku s recenziou tím pod vedením vedcov z Národného laboratória pre obnoviteľné zdroje energie požaduje vývoj nových recyklačných procesov, pri ktorých sa všetky kovy a minerály zhodnocujú s vysokou čistotou, s cieľom čo najefektívnejšej recyklácie. životaschopné a čo najpriaznivejšie pre životné prostredie. Ako vysvetľuje hlavný autor štúdie Garvin Heath, tieto procesy môžu zahŕňať použitie tepelného alebo chemického spracovania na oddelenie skla od kremíkových článkov, po ktorom nasleduje aplikácia ďalších chemických alebo elektrických techník na oddelenie a čistenie kremíka a rôznych látok. stopové kovy.

„Žiadame to, čo nazývame vysokohodnotný integrovaný recyklačný systém,“ povedal Heath pre Grist. „Vysoká hodnota znamená, že chceme z týchto modulov získať späť všetky základné materiály, ktoré majú hodnotu. Integrovaný označuje proces recyklácie, ktorý môže ísť za všetkými týmito materiálmi a nemusí kaskádovať z jedného recyklátora do druhého “.

Okrem vývoja lepších metód recyklácie by solárny priemysel mal premýšľať o tom, ako znovu použiť panely, kedykoľvek je to možné, pretože použité solárne panely pravdepodobne budú mať vyššiu cenu ako kovy a minerály, ktoré obsahujú (a keďže opätovné použitie všeobecne vyžaduje menej energie ako recyklácia). Rovnako ako v prípade recyklácie, aj v tomto je EÚ v popredí: Európska komisia prostredníctvom svojho programu kruhového obchodného modelu pre solárny energetický priemysel financuje sériu demonštračných projektov, ktoré ukazujú, ako je možné ich opätovne použiť. strešné solárne panely a solárne farmy, dokonca aj na napájanie elektrických nabíjacích staníc pre bicykle v Berlíne a bytových komplexov v Belgicku.

Recycle PV Solar tiež recertifikuje a predáva nepoškodené panely, ktoré dostane, čo podľa Vanderhoofa pomáha vyrovnať náklady na recykláciu. On aj Tao sú však znepokojení z toho, že niekoľko amerických recyklátorov predáva z druhej ruky solárne panely s kontrolou kvality do rozvojových krajín. „A tieto krajiny zvyčajne nemajú predpisy pre elektronický odpad,“ uviedol Tao. „Takže nakoniec detegujete svoj problém do chudobnej krajiny.“

Na to, aby priemysel solárnej recyklácie mohol rásť udržateľným spôsobom, bude nakoniec potrebovať podporné politiky a nariadenia. Model EÚ, podľa ktorého majú výrobcovia financovať zhodnocovanie a recykláciu solárnych panelov, by mohol byť dobrým príkladom pre Spojené štáty. Predtým, ako sa tak stane, musia zákonodarcovia USA uznať, že problém existuje a len sa zväčšuje, a preto Vanderhoof trávi veľa času ich vzdelávaním.

„Musíme čeliť skutočnosti, že solárne panely časom zlyhávajú a je ich veľa,“ uviedol. "A čo urobíme, keď začnú zlyhávať?" Nie je správne ukladať túto zodpovednosť na spotrebiteľa, a to je miesto, kde sme teraz.


Video: Solárny panel solar panel (November 2022).