ANG MGA HAMON NG SOLAR PANEL RECYCLING

Ang basura ng solar panel ay nakatakdang tumaas ng higit sa 4000 porsyento sa susunod na dekada.Handa na ba ang industriya ng pag-recycle ng solar panel na pangasiwaan ang mga volume na ito?Sa pagtaas ng demand para sa mga bagong panel at kakaunti ang mga hilaw na materyales, ang karera ay nagpapatuloy.

Solar panelang pag-recycle ay nagiging isang tunay na hamon.Kritikal sa net zero na diskarte ng UK, ang solar energy ay isang pangmatagalan at napapanatiling opsyon para sa mga negosyo at sambahayan, at mabilis itong lumalaki.

Noong 2021, nagdagdag ang UK ng 730MW ng bagong solar capacity, na umabot sa kabuuang volume sa 14.6GW, isang 5.3 porsiyentong pagtaas mula 2020, at — sa ikalawang quarter ng 2022 — ang solar power ay nag-ambag ng 6.4 porsiyento ng kabuuang henerasyon ng kuryente ng UK.Sa loob ng Energy Security Strategy ng Abril, kinumpirma ng Department for Business, Energy and Industrial Strategy (BEIS) na, pagsapit ng 2035, inaasahang tataas ng limang beses ang solar deployment ng UK, na kukuha ng kabuuang volume sa 70GW: humigit-kumulang 15 porsyento ng inaasahang UK. (at pagtaas) ng mga kinakailangan sa kuryente, ayon kay McKinsey.

Ang isang umuusbong na isyu ay kung ano ang gagawin tungkol sa mga solar panel sa sandaling maabot nila ang katapusan ng kanilang 30-taong habang-buhay.Habang patuloy ang paglago ng merkado sa hinaharap, gayundin ang umuusbong na tumpok ng solar waste.Ayon sa International Renewable Energy Agency (IRENA), ang UK ay hinuhulaan na bubuo ng 30,000 tonelada ng solar waste sa susunod na dekada.Dagdag pa, ang pag-akyat sa mga hindi na gumaganang panel ay hinuhulaan na tatama sa merkado sa 2030s, kapagsolar panelmula sa milenyo ay nagsimulang magulo.Hinuhulaan ng IRENA na ang pandaigdigang basura mula sa mga solar panel ay nasa pagitan ng 1.7 milyon at walong milyong tonelada sa 2030.

Dagdag pa, ang isang potensyal na bottleneck sa supply ng mga hilaw na materyales ay lumalabas, na may pangangailangan para sa mga panel na nakatakdang lampasan ang pagkakaroon ng mga virgin na bahagi.

Bumubuo ang presyon para sa industriya ng pag-recycle ng solar panel upang madagdagan ang kapasidad nito upang mahawakan ang pagtaas ng mga hindi na gumaganang mga panel at suportahan ang paggawa ng mga bagong solar panel.Noong Hulyo, iminungkahi ni Sam Vanderhoof, isang dalubhasa sa industriya ng solar, na — sa buong mundo — isa lang sa sampung panel ng photovoltaic (PV) ang nire-recycle at ang iba ay napupunta sa landfill, muling tumutukoy sa data mula sa IRENA.

Regulasyon at pagsunod

Sa loob ng UK,ang mga solar panel ay pormal na inuri bilangElectrical at ElectronicKagamitan(EEE), sa ilalim ng nakatalagang Kategorya 14. Dahil dito, ang mga PV panel ay sakop ng Waste EEE (WEEE) Regulations;ang kanilang end-of-life ay sinusubaybayan at ang pagbuo ng solidong solar panel recycling infrastructure ay isinasagawa na.

Ang mga producer ng solar panel ay obligadong sumali sa isang Producer Compliance Scheme (PCS), na nag-uulat ng mga toneladang ipinakilala sa merkado at kumuha ng mga tala sa pagsunod upang masakop ang hinaharap na pag-recycle ng mga unit na iyon.Dapat din nilang markahan ang mga produkto upang payuhan ang mga gumagamit at pasilidad ng paggamot sa komposisyon ng materyal at tamang pagtatapon.

Kasabay nito, ang mga distributor ay dapat mangolekta ng mga end-of-life na produkto.Dapat silang magkaroon ng pamamaraan sa pagkuha-balik para sa PV waste o mag-ambag patungo sa isang inaprubahang pamamaraan ng pagkuha-back na inaprubahan ng Gobyerno.

Gayunpaman, ayon kay Scott Butler, Chief Executive ng Material Focus, isang NGO na pinondohan mula sa WEEE compliance fees, mayroong ilang mga natatanging pagsasaalang-alang na makakaapekto sa pagbawi ng mga solar panel: “Sa PV ay aasahan mong magkakaroon ng ugnayan ng installer/deinstaller para sa mga kabahayan.Bagama't ito ay isang domestic product, hindi ito isang bagay na magagawa ng maraming tao sa kanilang sarili.

“Inaakala ko na ang pag-deinstall ay kailangang may kinalaman sa isang rehistradong propesyonal para sa mga mains electrics... at maaaring sila ang susi sa pamamahala nitong [basura].Bagama't maaaring maging mahirap dahil hindi sila nakatuon sa paghawak ng basura, hindi ganoon kahirap maging tagadala ng basura."

Sinabi ni Butler na ang mga solar panel na malapit nang matapos ang buhay ay maaaring maging mahirap na i-recycle dahil sa pagkakaiba-iba sa pagmamanupaktura: "Sa mga tuntunin ng pag-recycle, sa palagay ko ang hamon sa mga PV ay ang pag-unawa sa kimika dahil, lalo na sa simula, mayroong maraming iba't ibang mga paghahalo ng kemikal na nangyayari.Ang mga bagay na magsisimulang lumabas ngayon ay medyo luma na, ang 20 taon ay medyo mahabang ikot.Kaya marahil mayroong isang puwang ng impormasyon na maaaring kailangang isaksak kung sino ang naglagay ng kung ano sa merkado at kung ano ito."

Mga proseso ng pag-recycle

Ang mga proseso ng pag-recycle para sa mga panel ay nag-iiba ayon sa komposisyon ng solar panel, ang pinakakaraniwan ay batay sa silicon.Kilala sa kanilang affordability at flexibility, ang mga silicon solar panel ay bumubuo ng 73.3 porsyentong bahagi ng merkado noong 2020;Ang manipis na pelikula ay umabot ng 10.4 porsyento at ang mga panel na ginawa mula sa iba pang mga materyales (dye-sensitised, concentrated photovoltaic, organic hybrids) ay kumakatawan sa natitirang 16.3 porsyento (Chowdhury et al, 2020).

Kapag nakolekta, anumanPV panelmahirap i-disassemble.Ang aluminum frame at ang junction box ay maaaring alisin nang sapat lamang;ang mapaghamong bahagi ay ang laminated flat glass sheet, na naglalaman ng mababang halaga ng ferrous at non-ferrous na mga metal, plastik at semiconductor na materyal.Tungkol sa mga solusyon sa paggamot, ang hamon ay hindi teknikal, dahil umiiral ang pyrolysis, cryogenic separation (nagyeyelo), at mechanical shredding bilang mga diskarte sa paghihiwalay para sa iba't ibang materyales.Ang pinakamalaking hamon ay ang mga panel ng PV ay hindi gumagawa ng basura na katulad ng mga basura sa packaging o mga consumable na may maikling buhay.Samakatuwid, ang pangunahing tanong ay isang pang-ekonomiya: sino ang mamumuhunan sa isang linya ng paggamot na walang ideya kung kailan darating ang basura?

Ang mga panel ng manipis na pelikula ay nagsasangkot ng proseso ng paggamot, na nangangailangan ng ilang karagdagang mga hakbang upang mabawi ang compound metal na 'cadmium telluride' nang maayos sa kapaligiran.Bagama't hindi gaanong popular na pagpipilian, ang mga thin-film panel ay may mas mahusay na paggamit ng materyal, na naglalaman ng mas manipis na semiconductor, na nakakatipid sa gastos at carbon sa panahon ng pagmamanupaktura.Ang mga panel na ito ay gumaganap nang mas mahusay sa mas mababang liwanag at sa 'matinding' anggulo, kapaki-pakinabang para sa mga patayong ibabaw at facade.

Upang mabawi ang mga materyales, ang mga manipis na film PV panel ay ginutay-gutay upang alisin ang lamination, bago ang solid at liquid shards ay paghiwalayin ng umiikot na turnilyo.Ang pelikula ay pagkatapos ay aalisin gamit ang acid at peroxide, na sinusundan ng pag-alis ng mga interlayer na materyales na may vibration, habang ang natitirang salamin at metal ay pinaghihiwalay at nakuhang muli.

Pag-recycle ng solar panel sa sukat

Sa kabila ng mga kasalukuyang pagkukusa sa pagre-recycle na patuloy na lumalaki, sa kasalukuyan ay 80 hanggang 95 porsyento lamang ng mga materyales ng solar panel na nagpapatuloy sa pagre-recycle ang nare-recover.Upang isulong ito, ang kumpanya ng pamamahala ng basura na Veolia ay nangunguna sa isang proyekto upang dalhin ang buong solar panel recycling sa isang pang-industriya na sukat, sa isang patuloy na proyekto na pinondohan ng EIT RawMaterials.Gumagawa ang ReProSolar ng isang napakahusay na proseso para sa pag-recycle ng mga end-of-life panel, na nagbibigay-daan para sa lahat ng bahagi ng PV module na nakabatay sa silikon na mabawi.

Gamit ang teknolohiya ng delamination upang paghiwalayin ang solar cell mula sa glass plate, ang mga pisikal at kemikal na proseso ay nabawi ang lahat ng mga materyales, kabilang ang purong pilak at silikon, nang hindi sinisira ang mga PV module.

Sa pakikipagtulungan sa FLAXRES GmbH at ROSI Solar, dalawamga kumpanya ng teknolohiyana bumubuo ng mga bagong paraan upang mabawi ang mga hilaw na materyales mula sa mga panel ng PV, susubok ang proyekto ng pagiging posible sa isang pang-industriya na sukat sa pagtatapos ng taon, na may 5,000 tonelada ng mga decommissioned na PV module na ipoproseso taun-taon sa isang planta ng demonstrasyon sa Germany sa 2024.

Ang pagkomersyal ng kumpletong proseso ng pag-recycle ay susi upang matugunan ang kasalukuyang hamon sa merkado, na nagdadala ng malakas na supply ng mga na-recover na bahagi ng panel ng PV upang matugunan ang tumataas na pangangailangan para sa mga panel at pangasiwaan ang tumataas na dami ng basura ng solar panel.

Malaking pakinabang sa ekonomiya ang maaaring makuha mula sa pagbawi ng mataas na halaga ng mga bahagi ng PV panel habang lumalakas ang demand.Ang pilak, halimbawa, habang nasa 0.05 porsiyento ng timbang ng panel, ay bumubuo ng 14 na porsiyento ng halaga nito sa pamilihan.Kabilang sa iba pang mahalaga at mababawi na metal ang aluminyo, tanso, at tellurium.Ayon sa Rystad Energy, habang ang mga nakuhang materyales mula sa mga end-of-life PV panel ay kasalukuyang nagkakahalaga ng $170 milyon, ang mga ito ay nakatakdang nagkakahalaga ng higit sa $2.7 bilyon sa 2030.

Muling pagdidisenyo ng mga solar panel

Bilang karagdagan sa mga inobasyon sa mundo ng pag-recycle ng solar panel, ang disenyo ng mga panel ay nire-reimagine din na may muling paggamit sa isip.Inihayag ng Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO) ang kanilang bagong binuo na 'Design for Recycling' (D4R) solar panel noong Disyembre 2021, na ginawa para sa mga pagsasaalang-alang sa katapusan ng buhay.Ang mga panel, na may nasubok na 30-taong tagal ng buhay, ay idinisenyo para sa madaling pag-disassembly nang hindi nakakasira ng mga bahagi.

Ang mga panel, na naka-encapsulated ng isang malagkit na foil, ay mayroong pinagsamang mekanismo ng pag-trigger para sa paghihiwalay ng mga cell at frame.Ang proseso ay mababa ang enerhiya at hindi nagsasangkot ng mga nakakalason na elemento.

Ang pananaliksik ay matatagpuan sa pamamagitan ng dalawang proyekto, ang una ay ang proyekto ng DEREC, na nagkonsepto at sumubok sa mga panel ng D4R sa isang maliit na sukat upang matiyak ang kanilang malinis na pagkalansag kasunod ng isang simulate na buhay ng serbisyo.Ang proyekto ng PARSEC ay magpapalaki ng teknolohiya sa buong laki ng mga panel ng D4R para sa komersyal at tirahan na paggamit.

Habang ito ay mga panelginawahalos 30 taon na ang nakararaan na nagbibigay ng kasalukuyang hamon sa mga recycler, ang mga panel ng D4R ay maaaring gawing simple ang pag-recycle ng panel upang isulong ang industriya.At, bilang karagdagan sa mga bagong panel, ang consortium ay nagsasaliksik ng mga diskarte sa pag-recycle para sa kasalukuyang mga modelo ng solar panel, upang makamit ang purong pagkuha ng silikon para sa muling paggamit.

Sa konklusyon

Sa kabuuan, ang mga inobasyong ito ay nagpapakita ng pangako sa kanilang pagtuon sa komersyalisasyon, bagama't nananatili ang pag-aalala kung ang kinakailangang sukat ay matutugunan, na may parehong dami ng mga hindi na gumaganang mga panel at demand para sa mga bago.Gayunpaman, kung magiging maayos ang mga pagsusumikap sa komersyalisasyon, at kung maihahatid ang mga planong gumawa ng mga panel mula sa ganap na nakuhang mga materyales, ang industriya ng solar panel ay tumitingin sa isang matatag na pabilog na ekonomiya.