Recyklace solárních panelů je náročná. Tyto společnosti se to snaží napravit.

paní Tech | Pixel Squid

V posledních dvou desetiletích byly nainstalovány miliony solárních panelů – a protože obvykle vydrží 25 až 30 let, mnoho z nich bude brzy připraveno odejít do důchodu a pravděpodobně zamíří na skládku. Ale nové snahy o recyklaci těchto panelů by mohly snížit jak množství odpadu, tak nový materiál, který je třeba těžit.

Pouze asi 10 % panelů v USA je recyklováno – není to nařízeno federálními předpisy a recyklace zařízení je v současnosti mnohem dražší než pouhé vyřazení. Ale materiály v solárních panelech, které se každý rok odpojí, by mohly mít do roku 2050 odhadovanou hodnotu 2 miliard dolarů. Nové snahy, včetně jednoho přístupu od francouzského startupu ROSI, se snaží znovu získat tyto cenné materiály, zejména stříbro a křemík, aby se recyklace stala panely finančně únosnější.

Související příběh

Skrytá hrozba růstu solární energie

Prudce klesající ceny solární energie za slunečného dne podkopávají ekonomické důvody k výstavbě dalších solárních farem – a ohrožují klimatické cíle.

Rozšíření výroby solární energie je klíčem ke snížení emisí na celém světě. Celosvětově se vyrábí solární panely 720 terawatthodin energie v roce 2019, což představuje přibližně 3 % světové výroby elektřiny. A trvalo to asi 46 milionů metrických tun solárních panelů k tomu.

Do roku 2030 by se na celém světě mohlo nashromáždit asi 8 milionů metrických tun vyřazených solárních panelů. Do roku 2050 by toto číslo mohlo dosáhnout 80 milionů . Recyklace těchto panelů by mohla poskytnout nový zdroj materiálů, které by jinak bylo nutné těžit (potenciálně za nebezpečných nebo vykořisťovatelský pracovní podmínky ), čímž se solární energie stává udržitelnějším kouskem skládačky čisté energie.

Co je v solárním panelu?

Solární panely jsou rozmístěny jako sendvič s články uprostřed. Asi 90 % komerčních solárních panelů používá jako polovodič křemík, který přeměňuje světlo na elektřinu. Tenké proužky kovu, obvykle stříbrné, křižují povrch křemíkových krystalů v každém článku a přenášejí elektřinu do měděného vedení panelu.

Solární články jsou uzavřeny v ochranné bariéře, obvykle v průhledném plastu zvaném EVA. Nahoře jde další vrstva skla a zadní stranu pokrývá jiný druh plastu, jako je PET. Celý je obehnán hliníkovým rámem.

Tato vrstvená konstrukce chrání buňky před živly a zároveň propouští sluneční světlo, ale může být obtížné ji rozložit, když panely dosáhnou konce své životnosti.

Druhý život

Některé společnosti se snaží panely, které ztratily účinnost, renovovat a znovu použít, nebo alespoň zachránit některé jejich součásti. Opětovné použití je nejjednodušší a nejlevnější způsob recyklace panelů – vyžaduje nejmenší zpracování a vyžaduje nejvyšší cenu.

Panel může stát přibližně 55 USD, zatímco použitý panel může být prodán za přibližně 22 USD. Nebo mohou být komponenty použitého panelu prodány za celkovou cenu až 18 $, podle Meng Tao , profesor inženýrství na Arizonské státní univerzitě a zakladatel startupu zabývajícího se recyklací solárních panelů s názvem TG Companies.

Ačkoli někteří prodejci nabízejí použité panely k prodeji rezidenčním zákazníkům, nenabízejí příliš cenové úspory. Panely tvoří nanejvýš asi polovinu nákladů na obytné solární pole, přičemž ostatní vybavení a povolení tvoří zbytek. Vzhledem k tomu, že použité panely nevytvářejí tolik elektřiny, peníze ušetřené jejich nákupem se nemusí vyplatit.

Použité panely, které nelze dále prodat, jsou určeny buď na skládku, nebo k nějakému druhu recyklace. Při absenci federálních mandátů Washington nedávno schválily recyklační požadavky pro výrobce a další státy nyní zvažují, že udělají totéž. EU mezitím vyžaduje, aby výrobci sbírali a recyklovali použité solární panely a financovali výzkum řešení na konci životnosti pro technologii, kterou vyrábějí.

Do roku 2030 by se mohlo nashromáždit asi 8 milionů metrických tun vyřazených solárních panelů.

Některá zařízení na odpad mohou recyklovat solární panely pomocí mechanických metod. Většina se odlepí od hliníkového rámu a rozemele veškeré sklo, křemík a další kovy na směs zvanou skleněné střepy, kterou lze prodávat pro stavební materiály nebo jiné průmyslové aplikace.

Ale střepy za moc nestojí – asi 3 dolary za panel v hodnotě směsi. A není jasné, zda se najdou kupci pro všechny střepy, které by vznikly recyklací mnohem více solárních panelů, říká Tao. Schopnost získávat čisté, hodnotné materiály může pomoci zvýšit ziskovost recyklace.

V roce 2018 společnost Veolia pro nakládání s odpady se sídlem poblíž Paříže otevřela první recyklační linku vyvinutou speciálně pro recyklaci solárních panelů. Závod se nachází ve francouzském Roussetu a také využívá proces mechanické recyklace, ačkoliv je navržen pro solární panely, takže více komponentů se recykluje odděleně než v zařízeních využívajících běžné zařízení na recyklaci elektronického odpadu. Některé společnosti však sázejí na to, že jiné metody, jako jsou tepelné a chemické procesy, budou ještě účinnější.

Těžba starých panelů

ROSI Solar, francouzský startup založený v roce 2017, nedávno oznámil plány na vybudování nového recyklačního závodu ve francouzském Grenoblu. Yun Luo, generální ředitel ROSI, říká, že společnost vyvinula proces extrahování stříbra, křemíku a dalších vysoce hodnotných materiálů z použitých panelů. Závod by se měl otevřít do konce roku 2022 na základě smlouvy od francouzského obchodního sdružení Soren.

Soren také spolupracuje s francouzskou logistickou společností Envie 2E Aquitaine, která se pokusí najít další využití pro vyřazené solární panely. Pokud panely nejsou funkční, společnost odstraní hliníkový rám a sklo, než je předá společnosti ROSI k recyklaci, říká Luo.

ROSI se zaměřuje na obnovu stříbra a vysoce čistého křemíku, protože tyto dva materiály tvoří více než 60 % ceny panelu. Společnost používá proprietární chemický proces na zbývajících vrstvách se zaměřením na odstranění drobných stříbrných vláken, která přenášejí elektřinu přes fungující solární panel.

Luo odmítl upřesnit, ale říká, že společnost dokáže získat téměř všechno stříbro v pevné formě, takže je snazší oddělit se od ostatních kovů, jako je olovo a cín. Luo říká, že společnost také získává křemík v dostatečně čisté formě pro zpracování a opětovné použití v nových panelech nebo bateriích EV.

Aby byla společnost ROSI zisková, bude muset recyklovat alespoň 2 000 až 3 000 tun panelů ročně, říká Luo. Soren očekává, že v roce 2021 nasbírá asi 7 000 tun panelů a do roku 2025 se toto číslo pravděpodobně více než zdvojnásobí.

Ceny za recyklované materiály však mohou být značně kolísavé. Když Tao publikoval recenzní papír o recyklaci solárních panelů v červnu 2020 vypočítal, že hodnota surovin, které by bylo možné získat z použitého panelu, by se pohybovala kolem 10 dolarů. Říká, že do června 2021 se toto číslo téměř zdvojnásobilo na 19 dolarů kvůli skoku v ceně křemíku solární kvality. Tento nárůst ho přiměl přehodnotit proces recyklace, který vyvíjí pro svůj vlastní startup.

Tato cenová volatilita znamená, že ekonomika recyklace zůstává nejistá. A protože je stříbro tak drahé a omezené, někteří výzkumníci pracují na snížení nebo dokonce nahrazení stříbra v nových solárních panelech. I když by to mohlo snížit jejich cenu dále, snížilo by to také ekonomické důvody pro recyklaci, říká Tao.

Co se ještě uvidí, je dopad samotného recyklačního úsilí na životní prostředí. Kvantifikace dopadů, které budou mít na znečištění a emise, může pomoci při rozhodování o nejlepším přístupu k problému solárního odpadu, říká Garvin Heath , hlavní analytik energetické udržitelnosti v National Renewable Energy Laboratory. Heath je odborníkem na analýzu životního cyklu, která porovnává dopady technologie na životní prostředí od její výroby až po konec její životnosti.

Způsob, jakým technologie ovlivňuje životní prostředí, když je používána, nemusí vždy vyprávět celý příběh. Výroba, přeprava a likvidace jakékoli technologie vytváří emise a je důležité to všechno vzít v úvahu, říká Heath. Přesně to, jak je panel vyroben a recyklován, pomáhá určit, jak je skutečně užitečný při snižování emisí.

Je to výpočet, který bychom měli vzít v úvahu pro většinu technologií, které používáme každý den, dodává Heath. Celkové množství celosvětového elektronického odpadu by mohlo zasáhnout 120 milionů metrických tun ročně do roku 2050 , podle zprávy OSN.

Všechny technologie mají konec životnosti, říká Heath, a v tu chvíli musíte tyto technologie spravovat.

Tento příběh dříve uvedl, že ROSI obnovuje křemík fotovoltaické kvality. Bylo opraveno, že by bylo nutné další zpracování, aby se získaný křemík vyčistil na fotovoltaickou kvalitu.

skrýt