Коли ми думаємо про відновлювану енергію, на думку спадають такі терміни, як "чиста", "зелена" та "низьковуглецева". Використання відновлюваної енергії нешкідливе для довкілля, проте обладнання, яке перетворює цю енергію на електрику, може становити загрозу для нашої екологічної стійкості. З 2010 року світова фотоелектрична промисловість переживає бум, завдяки чому сонячні панелі стали повсюдно встановлюватися в громадських мережах і на дахах будинків. Таке широке розповсюдження є значним кроком на шляху до досягнення вуглецевої нейтральності. Але залишається невирішеним питання: що станеться з цими фотоелектричними модулями, коли вони досягнуть кінця свого терміну експлуатації?
Коли варто задуматися про переробку сонячних панелей?
Про переробку сонячних панелей варто замислитися, коли вони відпрацюють свій термін експлуатації, отримають пошкодження, що не підлягають ремонту, або будуть замінені на більш ефективні моделі. Ось сценарії, коли рекомендується переробка:
Кінець життєвого циклу: Термін служби сонячних панелей зазвичай становить 25-30 років, після чого їхня ефективність знижується, і переробка є життєздатним варіантом.
Технічна несправність: Якщо панелі мають значні пошкодження або проблеми з електрикою, переробка може бути більш доцільною, ніж ремонт.
Оновлення: Якщо ви вирішили замінити панелі, що виходять, на більш сучасні та ефективні моделі, переробка забезпечить належну утилізацію старих панелей.
Збитки від шторму: Після стихійних лих переробка пошкоджених панелей мінімізує вплив на навколишнє середовище.
Правила охорони навколишнього середовища: У деяких регіонах існують правила та вимоги щодо правильної утилізації та переробки сонячних панелей. Дотримання цих правил є дуже важливим.
Переробка сонячних панелей у цих сценаріях не лише забезпечує екологічну відповідальність, але й відновлює цінні матеріали для використання у нових панелях та зменшує кількість відходів.
Насувається загроза відходів сонячних панелей
Широке впровадження сонячної енергії є значним кроком на шляху до сталого майбутнього. Однак виникає прихований виклик - зростаюча проблема відходів сонячних панелей.
Якщо не впровадити належні процеси переробки, до 2050 року на звалищах можуть опинитися 60 мільйонів тонн фотоелектричних панелей. Це спричиняє серйозні екологічні проблеми, оскільки багато сонячних панелей містять незначну кількість токсичних матеріалів. Вивезення цих панелей на звалища створює ризик потрапляння цих токсинів у ґрунт і ґрунтові води, що потенційно може призвести до забруднення наших водних джерел.
Незважаючи на труднощі, переробка сонячних панелей має важливе значення, оскільки ми стикаємося зі сплеском відходів сонячних панелей. Хоча це не просте і не прибуткове заняття, екологічні наслідки неправильної утилізації занадто серйозні, щоб їх ігнорувати.
Переробка фотоелектричних панелей: Трудомістке завдання з малою віддачею
Сонячні панелі просто викидаються на смітник? Ні! Переробка сонячних панелей не така проста через те, що вони складаються з декількох шарів матеріалу, як бутерброд, і кожна частина вимагає різних методів переробки.
За даними Асоціація галузей сонячної енергетики (SEIA)матеріали, що легко переробляються, такі як скляна панель та алюмінієва рама, складають 80% типового сонячного модуля, а решта 20% залежить від типу панелі. Візьмемо для прикладу фотоелектричні компоненти на основі кремнію, які домінують на ринку, переробка включає в себе більше, ніж просто ці матеріали. Вони складаються з кремнієвого елемента, вкритого срібною сіткою, інкапсульованого етиленвінілацетатом (EVA), та пластикової розподільчої коробки з мідними дротами. Хоча ці матеріали мають потенціал для переробки, фізичні та хімічні процеси їх розділення є трудомісткими та складними. Наразі відпрацьовані фотоелектричні модулі часто утилізуються як загальні тверді відходи, стикаючись з певними проблемами, такими як неадекватне планування та проектування на найвищому рівні, труднощі зі збором та міжрегіональним транспортуванням, а також нерівномірна технологія переробки серед компаній, що займаються переробкою. Ці проблеми перешкоджають комерціалізації ринку переробки відпрацьованих фотоелектричних модулів.
В ідеальному сценарії переробки сонячні панелі потрапляють на склопереробні заводи, де мідні дроти зачищають, а потім працівники майстерно подрібнюють панелі, не пошкоджуючи внутрішні шари, і отримують склоподібний порошок, який можна використовувати в будівництві чи інших промислових цілях.
Однак менш ідеальним сценарієм є просто подрібнення та переробка панелей, що часто є нерентабельним. Дослідження показали, що переробка скляних, алюмінієвих і мідних компонентів кремнієвих фотоелектричних модулів може навіть не принести достатнього доходу, щоб покрити витрати. У Сполучених Штатах вартість переробки однієї панелі становить до $25, в той час як вартість захоронення панелі на звалищі становить лише $2. Це пояснює, чому в США переробляється лише близько 10% панелей.
Висока вартість переробки в основному пов'язана з відсутністю цінних металів, таких як індій та галій, у кремнієвих панелях, порівняно з тонкоплівковими модулями. Крім того, сонячні панелі є крихкими і можуть бути класифіковані як небезпечні відходи, якщо вони не пройдуть випробування на вилуговування важких металів. Це вимагає процесів скляної інкапсуляції та ламінованої інкапсуляції (GLE) для герметизації панелей і мінімізації вилуговування важких металів. Це ще більше збільшує витрати на переробку, оскільки вимагає спеціалізованої робочої сили.
На щастя, зростає рух до інноваційних рішень. Такі компанії, як Асоціація PV REBORN та японська компанія Niimi Solar, успішно переробляють відпрацьовані панелі на нові, демонструючи потенціал замкненого циклу. Крім того, дослідники в Сінгапурі розробили методи вилучення цінних матеріалів для використання в літій-іонних батареях. Ці досягнення, разом з подібними ініціативами по всьому світу, демонструють багатообіцяюче майбутнє переробки сонячних панелей.
Значення інфраструктури переробки сонячних панелей для сталого майбутнього
Оскільки відновлювані джерела енергії все більше замінюють викопне паливо, створення довгострокової інфраструктури переробки сонячних панелей має вирішальне значення для прискорення переходу до циркулярної економіки та досягнення справжньої сталості як у відновлюваній енергетиці, так і в економічному розвитку. Ефективна переробка сонячних панелей - це те, що ми можемо зробити:
Зменшити кількість відходів на полігонах: Відведення сонячних панелей від звалищ зводить до мінімуму ризик забруднення ґрунту та ґрунтових вод.
Переробляйте цінні матеріали: Вилучення цінних матеріалів, таких як кремній, срібло, мідь та алюміній, з використаних панелей дозволяє повторно використовувати їх у виробництві, зменшуючи залежність від первинних ресурсів.
Сприяти розвитку циркулярної економіки: Переробка сонячних панелей сприяє розвитку моделі циркулярної економіки, коли ресурси використовуються якомога довше, мінімізуючи відходи та вплив на навколишнє середовище.
Підвищення стійкості: Ефективна сонячна панель переробка підвищує загальну стійкість виробництва сонячної енергії, забезпечуючи більш відповідальний життєвий цикл від встановлення до утилізації.
Колективні зусилля заради сталого майбутнього
Тепер ми знаємо, що нам ще багато чого треба зробити, перш ніж настане хвиля утилізації фотоелектричних панелей. Наші уряди, промисловість та окремі громадяни мають відіграти свою роль у створенні комплексної інфраструктури переробки сонячних панелей. Інвестуючи в інноваційні технології переробки, впроваджуючи ефективну політику управління відходами та підвищуючи обізнаність споживачів, ми можемо прокласти шлях до справді сталого майбутнього сонячної енергетики.