Saules paneļus ir grūti pārstrādāt. Šie uzņēmumi cenšas to novērst.

Ms Tech | Pikseļu kalmārs

Pēdējo divu desmitgažu laikā ir uzstādīti miljoniem saules paneļu, un, tā kā tie parasti kalpo no 25 līdz 30 gadiem, daudzi drīz būs gatavi pensionēšanai un, iespējams, dosies uz poligonu. Taču jauni centieni pārstrādāt šos paneļus varētu samazināt gan atkritumu daudzumu, gan jauno materiālu, kas jāiegūst.

Tikai aptuveni 10% paneļu ASV tiek pārstrādāti — to nenosaka federālie noteikumi, un ierīču pārstrāde pašlaik ir daudz dārgāka nekā tikai to izmešana. Taču saules paneļu materiāli, kas katru gadu nonāk bezsaistē, līdz 2050. gadam varētu būt 2 miljardu dolāru vērtībā. Jauni centieni, tostarp viena pieeja no franču jaunuzņēmuma ROSI, mēģina atgūt šos vērtīgos materiālus, īpaši sudrabu un silīciju, lai padarītu to otrreizēju pārstrādi. paneļi finansiāli dzīvotspējīgāki.

Saistīts stāsts

Mūžīgie draudi saules enerģijas izaugsmei

Saulainās dienas saules enerģijas cenu kritums grauj ekonomisko pamatojumu vairāk saules enerģijas fermu izveidei un apdraud klimata mērķus.

Saules enerģijas ražošanas paplašināšana ir būtiska emisiju samazināšanai visā pasaulē. Globāli tiek ražoti saules paneļi 720 teravatstundas enerģijas 2019. gadā, veidojot aptuveni 3% no pasaulē saražotās elektroenerģijas. Un pagāja apmēram 46 miljoni tonnu saules paneļiem, lai to izdarītu.

Līdz 2030. gadam visā pasaulē varētu uzkrāties aptuveni 8 miljoni tonnu nojauktu saules bateriju paneļu. Līdz 2050. gadam šis skaits varētu sasniegt 80 miljoni . Šo paneļu otrreizēja pārstrāde varētu nodrošināt jaunu avotu materiāliem, kas citādi būtu jāiegūst (iespējams, zem nedrošas vai ekspluatējošs darba apstākļi ), padarot saules enerģiju par ilgtspējīgāku tīras enerģijas mīklas daļu.

Kas atrodas saules panelī?

Saules paneļi ir izkārtoti kā sviestmaize ar šūnām centrā. Apmēram 90% komerciālo saules paneļu izmanto silīciju kā pusvadītāju, kas pārvērš gaismu elektrībā. Plānas metāla sloksnes, parasti sudraba, šķērso silīcija kristālu virsmu katrā šūnā un pārvieto elektrību paneļa vara vadā.

Saules baterijas ir pārklātas ar aizsargbarjeru, parasti caurspīdīgu plastmasu, ko sauc par EVA. Vēl viens stikla slānis iet uz augšu, un cita veida plastmasa, piemēram, PET, pārklāj aizmuguri. Visu to ieskauj alumīnija rāmis.

Šī slāņveida konstrukcija aizsargā šūnas no elementiem, vienlaikus laižot cauri saules gaismu, taču to var būt grūti dekonstruēt, kad paneļi ir sasnieguši sava mūža beigas.

Otrā dzīve

Daži uzņēmumi cenšas atjaunot un atkārtoti izmantot paneļus, kas zaudējuši efektivitāti, vai vismaz glābt dažus to komponentus. Atkārtota izmantošana ir vienkāršākais un lētākais paneļu pārstrādes veids — tas prasa vismazāko apstrādi un prasa visaugstāko cenu.

Panelis varētu maksāt aptuveni 55 ASV dolārus, savukārt lietotu paneli var pārdot tālāk par aptuveni 22 ASV dolāriem. Vai arī lietotās paneļa sastāvdaļas var tikt pārdotas par kopējo summu līdz 18 USD, saskaņā ar Meng Tao , inženierzinātņu profesors Arizonas štata universitātē un saules paneļu pārstrādes uzņēmuma TG Companies dibinātājs.

Lai gan daži tālākpārdevēji piedāvā lietotus paneļus pārdošanai privātajiem klientiem, tie nepiedāvā lielu cenu ietaupījumu. Paneļi veido tikai apmēram pusi no dzīvojamo saules enerģijas bloku izmaksām, bet pārējais aprīkojums un atļaujas veido pārējo. Ņemot vērā, ka lietotie paneļi neražo tik daudz elektroenerģijas, ietaupītā nauda, ​​pērkot tos, var nebūt tā vērta.

Lietotie paneļi, kurus nevar pārdot tālāk, ir paredzēti vai nu atkritumu poligonam, vai kāda veida otrreizējai pārstrādei. Ja nav federālo mandātu, Vašingtona nesen tika pieņemtas otrreizējās pārstrādes prasības ražotājiem, un citas valstis tagad apsver iespēju to darīt. Tikmēr ES pieprasa ražotājiem savākt un pārstrādāt izlietotos saules paneļus un finansēt pētījumus par to ražotās tehnoloģijas novecojušiem risinājumiem.

Līdz 2030. gadam varētu uzkrāties aptuveni 8 miljoni tonnu nojauktu saules bateriju paneļu.

Dažās atkritumu apsaimniekošanas vietās saules paneļus var pārstrādāt, izmantojot mehāniskas metodes. Lielākā daļa noņem alumīnija rāmi un sasmalcina visu stiklu, silīciju un citus metālus maisījumā, ko sauc par stikla lauskas, ko var pārdot celtniecības materiāliem vai citiem rūpnieciskiem lietojumiem.

Bet skaidas nav daudz vērtas — apmēram USD 3 par paneļa vērtību maisījumam. Un nav skaidrs, vai būs pircēji visām skaidām, kas radīsies, pārstrādājot daudz vairāk saules paneļu, saka Tao. Spēja iegūt tīrus, vērtīgus materiālus var palīdzēt padarīt pārstrādi izdevīgāku.

2018. gadā atkritumu apsaimniekošanas uzņēmums Veolia, kas atrodas netālu no Parīzes, atklāja pirmo pārstrādes līniju, kas izstrādāta īpaši saules paneļu pārstrādei. Rūpnīcā, kas atrodas Rusetā, Francijā, tiek izmantots arī mehānisks pārstrādes process, lai gan, tā kā tā ir paredzēta saules paneļiem, vairāk komponentu tiek pārstrādāti atsevišķi nekā iekārtās, kurās tiek izmantotas vispārējas e-atkritumu pārstrādes iekārtas. Taču daži uzņēmumi sader, ka citas metodes, piemēram, termiskie un ķīmiskie procesi, būs vēl efektīvākas.

Veco paneļu ieguve

ROSI Solar, franču jaunuzņēmums, kas dibināts 2017. gadā, nesen paziņoja par plāniem būvēt jaunu pārstrādes rūpnīcu Grenoblē, Francijā. Yun Luo, ROSI izpilddirektors, saka, ka uzņēmums ir izstrādājis procesu, lai no izmantotajiem paneļiem iegūtu sudrabu, silīciju un citus vērtīgus materiālus. Rūpnīcai vajadzētu tikt atvērtai līdz 2022. gada beigām ar līgumu ar Francijas tirdzniecības asociāciju Soren.

Sorens sadarbojas arī ar franču loģistikas uzņēmumu Envie 2E Aquitaine, kas mēģinās atrast citus lietojumus pārtrauktajiem saules paneļiem. Ja paneļi nedarbojas, uzņēmums noņems alumīnija rāmi un stiklu, pirms tos nodos ROSI pārstrādei, saka Luo.

ROSI koncentrējas uz sudraba un augstas tīrības pakāpes silīcija atgūšanu, jo šie divi materiāli veido vairāk nekā 60% no paneļa izmaksām. Uzņēmums atlikušajos slāņos izmanto patentētu ķīmisko procesu, koncentrējoties uz sīko sudraba pavedienu noņemšanu, kas pārraida elektrību caur strādājošu saules bateriju paneli.

Luo atteicās iedziļināties konkrētās vietās, taču saka, ka uzņēmums var atgūt gandrīz visu sudrabu cietā veidā, tāpēc to ir vieglāk atdalīt no citiem metāliem, piemēram, svina un alvas. Luo saka, ka uzņēmums arī atgūst silīciju pietiekami tīrā veidā, lai to apstrādātu un atkārtoti izmantotu jaunos paneļos vai EV baterijās.

Lai gūtu peļņu, ROSI būs jāpārstrādā vismaz 2000 līdz 3000 tonnu paneļu gadā, saka Luo. Sorens plāno savākt aptuveni 7000 tonnu paneļu 2021. gadā, un līdz 2025. gadam šis skaits, iespējams, vairāk nekā dubultosies.

Tomēr pārstrādāto materiālu cenas var būt diezgan svārstīgas. Kad Tao publicēja pārskata rakstu par saules paneļu pārstrādi 2020. gada jūnijā viņš aprēķināja, ka izejmateriālu vērtība, ko varētu iegūt no lietota paneļa, būtu aptuveni 10 USD. Viņš saka, ka līdz 2021. gada jūnijam šis skaitlis bija gandrīz dubultojies, sasniedzot 19 ASV dolārus, pateicoties saules enerģijas kvalitātes silīcija cenas lēcienam. Šis pieaugums lika viņam pārdomāt pārstrādes procesu, ko viņš izstrādā savam startam.

Šī cenu nepastāvība nozīmē, ka pārstrādes ekonomika joprojām ir neskaidra. Un tā kā sudrabs ir tik dārgs un ierobežots, daži pētnieki strādā, lai samazinātu vai pat aizstātu sudrabu jaunos saules paneļos. Lai gan tas varētu vēl vairāk pazemināt to cenu, tas arī ietekmētu otrreizējās pārstrādes ekonomisko situāciju, saka Tao.

Vēl tikai jāredz pašu pārstrādes pasākumu ietekme uz vidi. To ietekmes uz piesārņojumu un emisijām kvantitatīva noteikšana var palīdzēt izlemt par labāko pieeju saules atkritumu problēmai, saka. Garvins Hīts , vecākais enerģētikas ilgtspējības analītiķis Nacionālajā atjaunojamās enerģijas laboratorijā. Heath ir eksperts dzīves cikla analīzē, kas apkopo tehnoloģijas ietekmi uz vidi no tās ražošanas līdz mūža beigām.

Tas, kā tehnoloģija ietekmē vidi tās lietošanas laikā, ne vienmēr stāsta visu. Jebkuras tehnoloģijas ražošana, transportēšana un iznīcināšana rada emisijas, un ir svarīgi to visu ņemt vērā, saka Hīts. Tas, kā tieši panelis tiek ražots un pārstrādāts, palīdz noteikt, cik tas patiešām palīdz samazināt emisijas.

Tas ir aprēķins, kas mums būtu jāņem vērā lielākajai daļai tehnoloģiju, ko izmantojam katru dienu, piebilst Hīts. Kopējais e-atkritumu apjoms pasaulē varētu sasniegt 120 miljoni tonnu gadā līdz 2050. gadam , saskaņā ar ANO ziņojumu.

Visām tehnoloģijām ir mūža beigas, saka Hīts, un šajā brīdī jums ir jāpārvalda šīs tehnoloģijas.

Šis stāsts iepriekš norādīja, ka ROSI atgūst PV kvalitātes silīciju. Tika labots, lai atzīmētu, ka būs nepieciešama papildu apstrāde, lai reģenerēto silīciju attīrītu līdz PV pakāpei.

paslēpties