Sfidat e riciklimit të paneleve diellore

Mbetjet e paneleve diellore pritet të rriten me më shumë se 4000 për qind në dekadën e ardhshme.A është gati industria e riciklimit të paneleve diellore për të trajtuar këto vëllime?Me kërkesën për panele të reja në rritje në mënyrë eksponenciale dhe lëndë të para të pakta, gara vazhdon.

Panel diellorriciklimi po bëhet një sfidë e vërtetë.Kritike për strategjinë neto zero të Mbretërisë së Bashkuar, energjia diellore është një opsion i qëndrueshëm dhe i qëndrueshëm për bizneset dhe familjet dhe po rritet me shpejtësi.

Në vitin 2021, Mbretëria e Bashkuar shtoi 730 MW kapacitet të ri diellor, duke e çuar volumin e përgjithshëm në 14.6 GW, një rritje prej 5.3 për qind nga viti 2020 dhe — në tremujorin e dytë të 2022 — energjia diellore kontribuoi me 6.4 për qind të prodhimit total të energjisë elektrike në Mbretërinë e Bashkuar.Brenda Strategjisë së Sigurisë së Energjisë të prillit, Departamenti për Biznesin, Energjinë dhe Strategjinë Industriale (BEIS) konfirmoi se, deri në vitin 2035, vendosja diellore e Mbretërisë së Bashkuar parashikohet të pesëfishohet, duke e çuar volumin e përgjithshëm në 70 GW: rreth 15 për qind e projektimit të MB. (dhe në rritje) kërkesat për energji elektrike, sipas McKinsey.

Një çështje që shfaqet është se çfarë duhet bërë me panelet diellore pasi të arrijnë fundin e jetëgjatësisë së tyre 30-vjeçare.Ndërsa rritja e tregut vazhdon të rritet në të ardhmen, kështu do të rritet edhe grumbulli në rritje i mbetjeve diellore.Sipas Agjencisë Ndërkombëtare të Energjisë së Rinovueshme (IRENA), Britania e Madhe parashikohet të gjenerojë 30,000 ton mbetje diellore në dekadën e ardhshme.Plus, një rritje e paneleve të zhdukur parashikohet të dalë në treg në vitet 2030, kurPanele diellorenga mijëvjeçari fillojnë të lëkunden.IRENA parashikon se mbetjet globale nga panelet diellore do të jenë midis 1.7 milion dhe tetë milion ton në 2030.

Më tej, afrohet një pengesë e mundshme në furnizimin e lëndëve të para, me kërkesën për panele të vendosura për të tejkaluar disponueshmërinë e komponentëve të virgjër.

Presioni po rritet për industrinë e riciklimit të paneleve diellore për të rritur kapacitetin e saj në mënyrë që të përballojë rritjen e paneleve të zhdukur dhe të mbështesë prodhimin e paneleve të reja diellore.Në korrik, Sam Vanderhoof, një ekspert i industrisë diellore, sugjeroi që - globalisht - vetëm një në dhjetë panele fotovoltaike (PV) riciklohen dhe pjesa tjetër përfundon në landfill, përsëri duke iu referuar të dhënave nga IRENA.

Rregullorja dhe pajtueshmëria

Brenda Britanisë së Madhe,Panelet diellore klasifikohen zyrtarisht siElektrike dhe ElektronikePajisjet(EEE), sipas një kategorie të dedikuar 14. Si të tilla, panelet PV mbulohen nga Rregulloret e Mbetjeve EEE (WEEE);fundi i jetës së tyre monitorohet dhe zhvillimi i infrastrukturës solide të riciklimit të paneleve diellore tashmë është duke u zhvilluar.

Prodhuesit e paneleve diellore janë të detyruar t'i bashkohen një Skeme të Pajtueshmërisë së Prodhuesit (PCS), duke raportuar tonazhet e prezantuara në treg dhe duke marrë shënime përputhshmërie për të mbuluar riciklimin e ardhshëm të atyre njësive.Ata gjithashtu duhet të shënojnë produktet për të këshilluar përdoruesit dhe objektet e trajtimit të përbërjes së materialit dhe asgjësimit të saktë.

Njëkohësisht, distributorët duhet të mbledhin produkte në fund të jetës.Ata duhet të kenë një procedurë kthimi për mbetjet FV ose të kontribuojnë në një skemë marrjeje të miratuar nga qeveria.

Megjithatë, sipas Scott Butler, Shef Ekzekutiv i Material Focus, një OJQ e financuar nga tarifat e pajtueshmërisë me WEEE, ka disa konsiderata dalluese që do të ndikojnë në rikuperimin e paneleve diellore: “Me PV do të prisni që të ketë një marrëdhënie instalues/çinstalues ​​për familjet.Ndonëse është një produkt vendas, nuk është diçka që shumë njerëz do të mund ta trajtojnë vetë.

“Unë imagjinoj se deinstalimi duhet të përfshijë një profesionist të regjistruar për energjinë elektrike… dhe ata mund të jenë çelësi për menaxhimin e këtyre [mbeturinave].Ndërsa mund të jetë e vështirë sepse ata nuk janë të përgatitur për të trajtuar mbetjet, nuk është aq e vështirë të bëhesh një transportues mbeturinash.”

Butler vëren se panelet diellore tani që i afrohen fundit të jetës mund të rezultojnë sfiduese për t'u ricikluar për shkak të variacionit në prodhim: “Për sa i përket riciklimit, mendoj se sfida me PV-të do të jetë të kuptuarit e kimisë, sepse, veçanërisht në fillim, po ndodhin shumë përzierje të ndryshme kimike.Gjërat që do të fillojnë të dalin tani janë mjaft të vjetra, 20 vjet janë një cikël mjaft i gjatë.Pra, ndoshta ka një boshllëk informacioni që mund të duhet të mbyllet se kush e ka hedhur atë në treg dhe çfarë është.”

Proceset e riciklimit

Proceset e riciklimit për panelet ndryshojnë sipas përbërjes së paneleve diellore, më e zakonshmja prej të cilave është me bazë silikoni.Të njohur për përballueshmërinë dhe fleksibilitetin e tyre, panelet diellore të silikonit përbënin 73.3 për qind të tregut në vitin 2020;filmi i hollë përbënte 10.4 përqind dhe panelet e prodhuara nga materiale të tjera (të ndjeshme ndaj ngjyrave, fotovoltaikë të koncentruar, hibride organike) përfaqësonin 16.3 përqind të mbetur (Chowdhury et al, 2020).

Kur mblidhet, çdoPaneli PVështë e vështirë të çmontohet.Korniza e aluminit dhe kutia e lidhjes mund të hiqen mjaft thjesht;pjesa sfiduese është fleta e xhamit e sheshtë e laminuar, e cila përmban sasi të ulëta të metaleve me ngjyra dhe me ngjyra, plastikës dhe materiale gjysmëpërçuese.Për sa i përket zgjidhjeve të trajtimit, sfida nuk është teknike, pasi piroliza, ndarja kriogjenike (ngrirja) dhe copëtimi mekanik ekzistojnë si teknika të ndarjes për materiale të ndryshme.Sfida më e madhe është se panelet PV nuk gjenerojnë mbetje që janë të ngjashme me mbetjet e paketimit ose materialet harxhuese me jetëgjatësi të shkurtër.Prandaj, pyetja kryesore është ekonomike: kush do të investojë në një linjë trajtimi që nuk e di se kur do të mbërrijnë mbetjet?

Panelet me shtresë të hollë përfshijnë një proces trajtimi, i cili kërkon disa hapa shtesë për të rikuperuar metalin e përbërë 'telurid kadmiumi' në mënyrë mjedisore.Ndërsa një zgjedhje më pak popullore, panelet me shtresë të hollë kanë një përdorim më efikas të materialit, duke mbajtur një gjysmëpërçues më të hollë, duke kursyer koston dhe karbonin gjatë prodhimit.Këto panele performojnë më mirë në dritë më të ulët dhe në kënde 'ekstreme', të dobishme për sipërfaqet vertikale dhe fasadat.

Për të rikuperuar materialet, panelet PV me film të hollë copëtohen për të hequr petëzimin, përpara se copat e ngurta dhe të lëngshme të ndahen nga një vidë rrotulluese.Filmi hiqet më pas duke përdorur acid dhe peroksid, i ndjekur nga heqja e materialeve ndërshtresore me dridhje, ndërsa qelqi dhe metali i mbetur ndahen dhe rikuperohen.

Riciklimi i paneleve diellore në shkallë

Pavarësisht nga iniciativat aktuale të riciklimit që po rriten në mënyrë të qëndrueshme, aktualisht vetëm 80 deri në 95 për qind e materialeve të paneleve diellore që arrijnë në riciklim janë rikuperuar.Për ta çuar përpara këtë, kompania e menaxhimit të mbetjeve Veolia po udhëheq një projekt për të sjellë riciklimin e plotë të paneleve diellore në shkallë industriale, në një projekt në vazhdim të financuar nga EIT RawMaterials.ReProSolar po zhvillon një proces shumë efikas për riciklimin e paneleve në fund të jetës, duke lejuar rikuperimin e të gjithë komponentëve të modulit PV me bazë silikoni.

Duke përdorur teknologjinë e delaminimit për të ndarë qelizën diellore nga pllaka qelqi, proceset fizike dhe kimike rikuperojnë të gjitha materialet, duke përfshirë argjendin e pastër dhe silikonin, pa shkatërruar modulet PV.

Në partneritet me FLAXRES GmbH dhe ROSI Solar, dykompanitë e teknologjisëqë po zhvillojnë metoda të reja për të rikthyer lëndët e para nga panelet FV, projekti do të testojë fizibilitetin në shkallë industriale deri në fund të vitit, me 5,000 ton module PV të çmontuara që do të përpunohen çdo vit në një fabrikë demonstrimi në Gjermani në vitin 2024.

Komercializimi i një procesi të plotë riciklimi është çelësi për të përmbushur sfidën aktuale të tregut, duke sjellë një furnizim të fortë të komponentëve të paneleve PV të rikuperuara për të përmbushur kërkesën në rritje për panele dhe trajtimin e vëllimeve në rritje të mbetjeve të paneleve diellore.

Fitime të konsiderueshme ekonomike mund të bëhen nga rikuperimi i komponentëve të paneleve PV me vlerë të lartë ndërsa kërkesa rritet.Argjendi, për shembull, ndërsa përbën 0.05 për qind të peshës së panelit, përbën 14 për qind të vlerës së tij të tregut.Metale të tjera të vlefshme dhe të rikuperueshme përfshijnë aluminin, bakrin dhe telurin.Sipas Rstad Energy, ndërsa materialet e rikuperuara nga panelet PV në fund të jetës janë aktualisht me vlerë 170 milionë dollarë, ato do të kenë vlerë më shumë se 2.7 miliardë dollarë në vitin 2030.

Ridizajnimi i paneleve diellore

Përveç risive në botën e riciklimit të paneleve diellore, dizajni i paneleve po riimagjinohet gjithashtu duke pasur parasysh ripërdorimin.Organizata Hollandeze për Kërkime Shkencore të Aplikuara (TNO) zbuloi panelet diellore të tyre të sapozhvilluara "Dizajn për riciklim" (D4R) në dhjetor 2021, të prodhuara në lidhje me konsideratat e fundit të jetës.Panelet, me një jetëgjatësi të testuar 30-vjeçare, janë projektuar për çmontim të lehtë pa dëmtuar komponentët.

Panelet, të mbështjella me një fletë ngjitëse, mbajnë një mekanizëm të integruar shkas për ndarjen e qelizave dhe kornizave.Procesi është me energji të ulët dhe nuk përfshin elementë toksikë.

Hulumtimi përbëhet nga dy projekte, i pari është projekti DEREC, i cili konceptoi dhe testoi panelet D4R në një shkallë të vogël për të siguruar çmontimin e tyre të pastër pas një jete shërbimi të simuluar.Projekti PARSEC më pas do të zgjerojë teknologjinë në panele D4R me madhësi të plotë për përdorim komercial dhe rezidencial.

Ndërsa janë paneletë prodhuaragati 30 vjet më parë që paraqesin sfidën aktuale për ricikluesit, panelet D4R mund të thjeshtojnë riciklimin e paneleve për ta çuar industrinë përpara.Dhe, përveç paneleve të reja, konsorciumi po hulumton teknikat e riciklimit për modelet aktuale të paneleve diellore, për të arritur marrjen e pastër të silikonit për ripërdorim.

Në përfundim

Kumulativisht, këto risi tregojnë premtime në fokusin e tyre në komercializimin, megjithëse shqetësimi mbetet nëse shkalla e kërkuar do të përmbushet, me vëllimet e paneleve të zhdukur dhe kërkesën për të reja në rritje.Megjithatë, nëse përpjekjet për komercializimin shkojnë mirë dhe nëse planet për të prodhuar panele nga materiale të rikuperuara plotësisht mund të dorëzohen, industria e paneleve diellore po shikon një ekonomi të fortë rrethore.