PROVOCĂRILE RECICLĂRII PANOURILOR SOLARE

Deșeurile de panouri solare vor crește cu peste 4000% în următorul deceniu.Este industria de reciclare a panourilor solare pregătită să facă față acestor volume?Cu cererea pentru panouri noi în creștere exponențială și cu materiile prime limitate, cursa este deschisă.

Panou solarreciclarea devine o adevărată provocare.Esențială pentru strategia de zero net a Marii Britanii, energia solară este o opțiune durabilă și durabilă pentru întreprinderi și gospodării și este în creștere rapidă.

În 2021, Marea Britanie a adăugat o nouă capacitate solară de 730 MW, ducând volumul total la 14,6 GW, o creștere cu 5,3% față de 2020, iar – în al doilea trimestru al anului 2022 – energia solară a contribuit cu 6,4% din producția totală de electricitate a Regatului Unit.În cadrul Strategiei de securitate energetică din aprilie, Departamentul pentru Afaceri, Energie și Strategie Industrială (BEIS) a confirmat că, până în 2035, se preconizează că instalarea solară a Regatului Unit va crește de cinci ori, ducând volumul total la 70 GW: aproximativ 15% din proiectul Regatului Unit. (și în creștere) cerințelor de energie electrică, conform lui McKinsey.

O problemă emergentă este ce trebuie făcut cu panourile solare odată ce ajung la sfârșitul duratei de viață de 30 de ani.Pe măsură ce creșterea pieței continuă să crească în viitor, la fel va crește grămada de deșeuri solare.Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie Regenerabilă (IRENA), Marea Britanie va genera 30.000 de tone de deșeuri solare în următorul deceniu.În plus, se preconizează că o creștere a panourilor defuncte va ajunge pe piață în anii 2030, cândpanouri solaredin mileniu încep să se clatine.IRENA estimează că deșeurile globale de la panourile solare vor fi între 1,7 milioane și opt milioane de tone în 2030.

În plus, se așteaptă un potențial blocaj în aprovizionarea cu materii prime, cererea de panouri se va depăși disponibilitatea componentelor virgine.

Se creează presiune pentru industria de reciclare a panourilor solare pentru a-și crește capacitatea pentru a face față creșterii panourilor defuncte și a sprijini fabricarea de noi panouri solare.În iulie, Sam Vanderhoof, un expert în industria solară, a sugerat că, la nivel global, doar unul din zece panouri fotovoltaice (PV) este reciclat, restul ajungând la groapa de gunoi, referindu-se din nou la datele de la IRENA.

Reglementare și conformitate

În cadrul Regatului Unit,panourile solare sunt clasificate oficial caElectrice și electroniceEchipamente(EEE), în cadrul unei categorii dedicate 14. Ca atare, panourile fotovoltaice sunt reglementate de Regulamentele privind deșeurile EEE (DEEE);sfârșitul vieții lor este monitorizat și dezvoltarea infrastructurii de reciclare a panourilor solare solide este deja în curs.

Producătorii de panouri solare sunt obligați să se alăture unui Producer Compliance Scheme (PCS), raportând tonajele introduse pe piață și obținând note de conformitate pentru a acoperi viitoarea reciclare a acelor unități.De asemenea, trebuie să marcheze produsele pentru a informa utilizatorii și unitățile de tratare cu privire la compoziția materialului și la eliminarea corectă.

Concomitent, distribuitorii trebuie să colecteze produsele scoase din uz.Aceștia trebuie să aibă o procedură de preluare a deșeurilor fotovoltaice sau să contribuie la o schemă de preluare aprobată de guvern.

Cu toate acestea, potrivit lui Scott Butler, directorul executiv al Material Focus, un ONG finanțat din taxele de conformitate cu DEEE, există câteva considerente distinctive care vor afecta recuperarea panourilor solare: „Cu PV te-ai aștepta să existe o relație de instalare/deinstalare pentru gospodăriilor.Deși este un produs autohton, nu este ceva pe care mulți oameni se vor putea descurca singuri.

„Îmi imaginez că dezinstalarea trebuie să implice un profesionist înregistrat pentru rețeaua electrică... și ar putea fi cheia pentru gestionarea acestor [deșeuri].Deși poate fi dificil pentru că nu sunt pregătiți să gestioneze deșeurile, nu este atât de greu să devii un transportator de deșeuri.”

Butler observă că panourile solare care se apropie acum de sfârșitul vieții s-ar putea dovedi dificil de reciclat din cauza variațiilor în producție: „În ceea ce privește reciclarea, cred că provocarea cu fotovoltaice va fi înțelegerea chimiei, deoarece, în special la început, există o mulțime de amestecuri chimice diferite.Lucrurile care vor începe să apară acum sunt destul de vechi, 20 de ani sunt un ciclu destul de lung.Așa că poate că există o lipsă de informații care ar trebui să fie acoperită cu privire la cine pune ce pe piață și ce este.”

Procese de reciclare

Procesele de reciclare pentru panouri variază în funcție de compoziția panoului solar, dintre care cel mai comun este pe bază de siliciu.Cunoscute pentru accesibilitatea și flexibilitatea lor, panourile solare din siliciu au constituit o cotă de piață de 73,3% în 2020;Filmul subțire a reprezentat 10,4%, iar panourile fabricate din alte materiale (sensibilizate la colorant, fotovoltaice concentrate, hibrizi organici) au reprezentat restul de 16,3% (Chowdhury et al, 2020).

Când sunt colectate, oricepanou fotovoltaiceste greu de demontat.Cadrul de aluminiu și cutia de joncțiune pot fi îndepărtate suficient de simplu;partea provocatoare este foaia de sticlă plană laminată, care conține cantități mici de metale feroase și neferoase, materiale plastice și material semiconductor.În ceea ce privește soluțiile de tratare, provocarea nu este una tehnică, deoarece piroliza, separarea criogenică (înghețarea) și mărunțirea mecanică există ca tehnici de separare pentru diferitele materiale.Cea mai mare provocare este că panourile fotovoltaice nu generează deșeuri similare cu deșeurile de ambalaje sau consumabile cu o durată de viață scurtă.Prin urmare, întrebarea principală este una economică: cine va investi într-o linie de tratare care nu știe când vor ajunge deșeurile?

Panourile cu peliculă subțire implică un proces de tratare, care necesită câțiva pași suplimentari pentru a recupera „telurura de cadmiu” metal compus din punct de vedere ecologic.Deși o alegere mai puțin populară, panourile cu peliculă subțire au o utilizare mai eficientă a materialului, adăpostind un semiconductor mai subțire, economisind costuri și carbon în timpul producției.Aceste panouri funcționează mai bine în condiții de lumină scăzută și la unghiuri „extreme”, utile pentru suprafețe verticale și fațade.

Pentru a recupera materialele, panourile fotovoltaice cu film subțire sunt mărunțite pentru a îndepărta laminarea, înainte ca cioburi solide și lichide să fie separate printr-un șurub rotativ.Filmul este apoi îndepărtat folosind acid și peroxid, urmat de îndepărtarea materialelor interstraturilor cu vibrații, în timp ce sticla și metalul rămase sunt separate și recuperate.

Reciclarea panourilor solare la scară

În ciuda inițiativelor actuale de reciclare în creștere constantă, în prezent, doar 80 până la 95% din materialele panourilor solare care ajung la reciclare sunt recuperate.Pentru a promova acest lucru, compania de management al deșeurilor Veolia conduce un proiect de a aduce reciclarea completă a panourilor solare la scară industrială, într-un proiect în derulare finanțat de EIT RawMaterials.ReProSolar dezvoltă un proces extrem de eficient pentru reciclarea panourilor scoase din uz, permițând recuperarea tuturor componentelor modulelor fotovoltaice pe bază de siliciu.

Folosind tehnologia de delaminare pentru a separa celula solară de placa de sticlă, procesele fizice și chimice recuperează toate materialele, inclusiv argint pur și siliciu, fără a distruge modulele fotovoltaice.

În parteneriat cu FLAXRES GmbH și ROSI Solar, douăcompanii de tehnologiecare dezvoltă noi metode de recuperare a materiilor prime din panourile fotovoltaice, proiectul va testa fezabilitatea la scară industrială până la sfârșitul anului, cu 5.000 de tone de module fotovoltaice scoase din funcțiune urmând să fie procesate anual la o fabrică demonstrativă din Germania în 2024.

Comercializarea unui proces complet de reciclare este cheia pentru a face față provocării actuale de pe piață, aducând o aprovizionare puternică de componente de panouri fotovoltaice recuperate pentru a satisface cererea crescândă de panouri și pentru a gestiona volumele montate de deșeuri de panouri solare.

S-ar putea obține câștiguri economice considerabile din recuperarea componentelor panourilor fotovoltaice de mare valoare, pe măsură ce cererea crește.Argintul, de exemplu, deși reprezintă 0,05% din greutatea panoului, reprezintă 14% din valoarea de piață.Alte metale valoroase și recuperabile includ aluminiul, cuprul și telurul.Potrivit Rystad Energy, în timp ce materialele recuperate de la panourile fotovoltaice aflate la sfârșitul duratei de viață valorează în prezent 170 de milioane de dolari, acestea vor avea o valoare mai mare de 2,7 miliarde de dolari în 2030.

Reproiectarea panourilor solare

Pe lângă inovațiile din lumea reciclării panourilor solare, designul panourilor este, de asemenea, reimaginat, având în vedere reutilizare.Organizația Olandeză pentru Cercetare Științifică Aplicată (TNO) a dezvăluit noile lor panouri solare „Design for Recycling” (D4R) în decembrie 2021, fabricate în funcție de sfârșitul vieții.Panourile, cu o durată de viață testată de 30 de ani, sunt proiectate pentru o dezasamblare ușoară fără a deteriora componentele.

Panourile, încapsulate cu o folie adezivă, dețin un mecanism de declanșare integrat pentru separarea celulelor și ramelor.Procesul este cu energie scăzută și nu implică elemente toxice.

Cercetarea este găzduită de două proiecte, primul fiind proiectul DEREC, care a conceptualizat și testat panourile D4R la scară mică pentru a asigura demontarea lor curată după o durată de viață simulată.Proiectul PARSEC va extinde apoi tehnologia la panouri D4R de dimensiune completă pentru uz comercial și rezidențial.

În timp ce este vorba de panourifabricatCu aproape 30 de ani în urmă, care reprezintă provocarea actuală pentru reciclatori, panourile D4R pot simplifica reciclarea panourilor pentru a conduce industria înainte.Și, pe lângă noile panouri, consorțiul cercetează tehnici de reciclare pentru modelele actuale de panouri solare, pentru a obține achiziția de siliciu pur pentru reutilizare.

În concluzie

În mod cumulativ, aceste inovații arată promițătoare în concentrarea lor pe comercializare, deși rămâne îngrijorarea dacă va fi îndeplinită scara necesară, atât cu volumele de panouri defuncte, cât și cu cererea pentru altele noi în creștere.Cu toate acestea, dacă eforturile de comercializare merg bine și dacă planurile de a fabrica panouri din materiale recuperate complet pot fi livrate, industria panourilor solare se uită la o economie circulară robustă.