Saulės plokštes perdirbti sunku. Šios įmonės bando tai išspręsti.

Ponia Tech | Pikselių kalmarai

Per pastaruosius du dešimtmečius buvo sumontuota milijonai saulės baterijų, o kadangi jos paprastai tarnauja nuo 25 iki 30 metų, daugelis netrukus bus pasiruošę išeiti į pensiją ir tikriausiai pateks į sąvartyną. Tačiau naujos pastangos perdirbti šias plokštes galėtų sumažinti atliekų ir naujų medžiagų, kurias reikia iškasti, kiekį.

Tik apie 10 % plokščių JAV yra perdirbamos – tai neįpareigoja federaliniai teisės aktai, o prietaisų perdirbimas šiuo metu yra daug brangesnis nei tiesiog jų išmetimas. Tačiau saulės kolektorių medžiagų, kurios kiekvienais metais bus pašalintos iš tinklo, vertė iki 2050 m. gali siekti 2 mlrd. USD. Naujomis pastangomis, įskaitant vieną prancūzų startuolių ROSI metodą, bandoma susigrąžinti šias vertingas medžiagas, ypač sidabrą ir silicį, kad būtų galima perdirbti plokštės finansiškai perspektyvesnės.

Susijusi istorija

Kylanti grėsmė saulės energijos augimui

Saulėtomis dienomis smunkančios saulės energijos kainos kenkia ekonomikai statyti daugiau saulės energijos fermų ir kelia pavojų klimato tikslams.

Saulės energijos gamybos plėtra yra labai svarbi siekiant sumažinti išmetamų teršalų kiekį visame pasaulyje. Pasaulyje gaminamos saulės baterijos 720 teravatvalandžių energijos 2019 m., o tai sudaro apie 3 % pasaulyje pagaminamos elektros energijos. Ir užtruko apie 46 milijonai metrinių tonų saulės baterijų, kad tai padarytų.

Iki 2030 m. visame pasaulyje gali sukaupti apie 8 milijonus metrinių tonų nebeeksploatuojamų saulės baterijų. Iki 2050 m. šis skaičius gali pasiekti 80 mln . Perdirbus šias plokštes, gali būti naujas šaltinis medžiagoms, kurias kitu atveju reiktų kasti (galbūt nesaugiose arba išnaudotojas darbo sąlygos ), todėl saulės energija taps tvaresne švarios energijos galvosūkio dalimi.

Kas yra saulės baterijoje?

Saulės baterijos yra išdėstytos kaip sumuštinis su elementais centre. Apie 90% komercinių saulės baterijų naudoja silicį kaip puslaidininkį, kuris šviesą paverčia elektra. Plonos metalo juostelės, dažniausiai sidabrinės, kerta silicio kristalų paviršių kiekvienoje ląstelėje ir perkelia elektros energiją į skydo varinius laidus.

Saulės elementai yra apgaubti apsauginiu barjeru, dažniausiai permatomu plastiku, vadinamu EVA. Kitas stiklo sluoksnis dedamas ant viršaus, o kitokio tipo plastikas, pavyzdžiui, PET, dengia nugarą. Visa tai apsupta aliuminio rėmu.

Ši daugiasluoksnė konstrukcija apsaugo ląsteles nuo elementų, tuo pačiu praleidžiant saulės šviesą, tačiau gali būti sunku išardyti plokštes, kai baigiasi jų eksploatavimo laikas.

Antras gyvenimas

Kai kurios įmonės bando atnaujinti ir pakartotinai panaudoti našumą praradusias plokštes arba bent jau gelbėti kai kuriuos jų komponentus. Pakartotinis naudojimas yra paprasčiausias ir pigiausias būdas perdirbti plokštes – jam reikia mažiausiai apdorojimo, o jo kaina yra didžiausia.

Skydas gali kainuoti apie 55 USD, o naudotas skydelis gali būti perparduotas už maždaug 22 USD. Arba naudojami skydelio komponentai gali būti parduodami už 18 USD Meng Tao , Arizonos valstijos universiteto inžinerijos profesorius ir saulės baterijų perdirbimo startuolio „TG Companies“ įkūrėjas.

Nors kai kurie perpardavėjai siūlo parduoti naudotas plokštes privatiems klientams, jie nesiūlo daug sutaupyti. Plokštės sudaro tik maždaug pusę gyvenamojo saulės energijos bloko kainos, o kita įranga ir leidimai sudaro likusią dalį. Atsižvelgiant į tai, kad naudotos plokštės nesukuria tiek daug elektros energijos, jas perkant sutaupyti pinigai gali būti neverti.

Naudotos plokštės, kurių negalima perparduoti, yra skirtos sąvartynui arba tam tikram perdirbimui. Nesant federalinių įgaliojimų, Vašingtonas neseniai priėmė perdirbimo reikalavimus gamintojams, o kitos valstybės dabar svarsto tą patį padaryti. Tuo tarpu ES reikalauja, kad gamintojai rinktų ir perdirbtų panaudotas saulės baterijas ir finansuotų savo gaminamų technologijų nebenaudojamų sprendimų tyrimus.

Iki 2030 metų gali sukaupti apie 8 milijonus metrinių tonų nebeeksploatuojamų saulės baterijų.

Kai kurie atliekų įrenginiai gali perdirbti saulės baterijas naudojant mechaninius metodus. Dauguma nuima aliuminio rėmą ir sumala visą stiklą, silicį ir kitus metalus į mišinį, vadinamą stiklo duženais, kuris gali būti parduodamas statybinėms medžiagoms ar kitoms pramoninėms reikmėms.

Tačiau skeveldros nėra daug vertos – apie 3 USD už mišinio plokštės vertę. Ir neaišku, ar atsiras pirkėjų visoms nuolaužoms, kurios atsiras perdirbus daug daugiau saulės baterijų, sako Tao. Galimybė išgauti grynas vertingas medžiagas gali padėti perdirbti pelningiau.

2018 m. netoli Paryžiaus įsikūrusi atliekų tvarkymo bendrovė „Veolia“ atidarė, anot jos, pirmąją perdirbimo liniją, sukurtą specialiai saulės kolektorių perdirbimui. Rousset mieste (Prancūzija) įsikūrusioje gamykloje taip pat naudojamas mechaninis perdirbimo procesas, nors kadangi ji skirta saulės kolektoriams, daugiau komponentų perdirbama atskirai nei įrenginiuose, kuriuose naudojama bendra elektroninių atliekų perdirbimo įranga. Tačiau kai kurios bendrovės lažinasi, kad kiti metodai, pavyzdžiui, terminiai ir cheminiai procesai, bus dar efektyvesni.

Senų plokščių kasyba

2017 m. įkurtas prancūzų startuolis ROSI Solar neseniai paskelbė apie planus statyti naują perdirbimo gamyklą Grenoblyje, Prancūzijoje. Yun Luo, ROSI generalinis direktorius, sako, kad bendrovė sukūrė sidabro, silicio ir kitų vertingų medžiagų iš naudotų plokščių išgavimo procesą. Gamykla turėtų būti atidaryta iki 2022 m. pabaigos pagal sutartį su Prancūzijos prekybos asociacija „Soren“.

„Soren“ taip pat bendradarbiauja su prancūzų logistikos įmone „Envie 2E Aquitaine“, kuri bandys rasti kitų uždarytų saulės baterijų panaudojimo būdų. Jei plokštės neveikia, įmonė pašalins aliuminio rėmą ir stiklą prieš perduodama juos ROSI perdirbti, sako Luo.

ROSI daugiausia dėmesio skiria sidabro ir didelio grynumo silicio atgavimui, nes šios dvi medžiagos sudaro daugiau nei 60 % plokštės kainos. Bendrovė naudoja patentuotą cheminį procesą likusiems sluoksniams, daugiausia dėmesio skiriant mažyčių sidabro siūlų, perduodančių elektros energiją per veikiančią saulės bateriją, pašalinimui.

Luo atsisakė detalizuoti, bet teigia, kad įmonė gali atgauti beveik visą sidabrą kietu pavidalu, todėl jį lengviau atskirti nuo kitų metalų, tokių kaip švinas ir alavas. Luo sako, kad bendrovė taip pat atgauna silicį pakankamai grynu pavidalu, kad būtų galima apdoroti ir pakartotinai panaudoti naujose plokštėse ar EV baterijose.

Kad būtų pelninga, ROSI turės perdirbti mažiausiai 2 000–3 000 tonų plokščių per metus, sako Luo. „Soren“ tikisi 2021 metais surinkti apie 7000 tonų plokščių, o iki 2025 metų šis skaičius tikriausiai padidės daugiau nei dvigubai.

Tačiau perdirbtų medžiagų kainos gali būti gana nepastovios. Kai Tao paskelbė apžvalginis dokumentas apie saulės baterijų perdirbimą 2020 m. birželio mėn. jis apskaičiavo, kad žaliavų, kurias būtų galima išgauti iš panaudoto skydelio, vertė būtų apie 10 USD. Pasak jo, iki 2021 m. birželio mėn. šis skaičius išaugo beveik dvigubai – iki 19 USD, nes šoktelėjo saulės energijai tinkamo silicio kaina. Šis padidėjimas privertė jį permąstyti perdirbimo procesą, kurį jis kuria savo startuoliui.

Toks kainų nepastovumas reiškia, kad perdirbimo ekonomika lieka neaiški. Kadangi sidabras yra toks brangus ir ribotas, kai kurie mokslininkai stengiasi sumažinti ar net pakeisti sidabrą naujose saulės baterijose. Nors tai galėtų dar labiau sumažinti jų kainą, tai taip pat pakenktų ekonominiam perdirbimui, sako Tao.

Dar reikia pamatyti pačių perdirbimo pastangų poveikį aplinkai. Kiekybiškai įvertinus jų poveikį taršai ir išmetamiesiems teršalams, galima nuspręsti, koks yra geriausias požiūris į saulės energijos atliekų problemą, sakoma. Garvinas Heathas , Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos vyresnioji energetikos tvarumo analitikė. Heath yra gyvavimo ciklo analizės ekspertas, skaičiuojantis technologijos poveikį aplinkai nuo jos gamybos iki gyvavimo pabaigos.

Tai, kaip technologija veikia aplinką, kol ji naudojama, ne visada atskleidžia visą istoriją. Gaminant, transportuojant ir šalinant bet kokias technologijas susidaro teršalų, todėl svarbu į visa tai atsižvelgti, sako Heathas. Tikslus plokštės gamybos ir perdirbimo būdas padeda nustatyti, kiek ji iš tikrųjų padeda sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį.

Tai yra skaičiavimas, kurį turėtume apsvarstyti daugumos kasdien naudojamų technologijų atveju, priduria Heathas. Gali sumažėti bendras elektroninių atliekų kiekis pasaulyje 120 milijonų metrinių tonų kasmet iki 2050 m , remiantis JT ataskaita.

Visos technologijos turi savo gyvenimo pabaigą, sako Heathas, ir jūs turite valdyti šias technologijas tuo metu.

Ši istorija anksčiau skelbė, kad ROSI atgauna PV klasės silicį. Pataisyta, kad būtų pažymėta, kad norint išgryninti silicį iki PV klasės būtų išgrynintas papildomas apdorojimas.

paslėpti