Güneş paneli atıklarının önümüzdeki on yılda yüzde 4000'den fazla artması bekleniyor.Güneş paneli geri dönüşüm endüstrisi bu hacimleri karşılamaya hazır mı?Yeni panellere olan talebin katlanarak artması ve hammaddelerin kıt olması nedeniyle yarış devam ediyor.
Güneş paneligeri dönüşüm gerçek bir zorluk haline geliyor.Birleşik Krallık'ın net sıfır stratejisi açısından kritik öneme sahip olan güneş enerjisi, işletmeler ve haneler için kalıcı ve sürdürülebilir bir seçenektir ve hızla büyümektedir.
2021'de Birleşik Krallık, 730 MW'lık yeni güneş enerjisi kapasitesi ekleyerek toplam hacmi 2020'ye göre yüzde 5,3 artışla 14,6 GW'a çıkardı ve 2022'nin ikinci çeyreğinde güneş enerjisi, Birleşik Krallık'ın toplam elektrik üretiminin yüzde 6,4'üne katkıda bulundu.Nisan ayının Enerji Güvenliği Stratejisi kapsamında, İşletme, Enerji ve Endüstriyel Strateji Departmanı (BEIS), 2035 yılına kadar Birleşik Krallık'ın güneş enerjisi dağıtımının beş kat artarak toplam hacmin 70 GW'a çıkmasının beklendiğini doğruladı: Birleşik Krallık'ın tahmininin yaklaşık yüzde 15'i. McKinsey'e göre (ve artan) elektrik gereksinimleri.
Güneş panelleri 30 yıllık ömrünün sonuna ulaştığında ne yapılması gerektiği ortaya çıkan bir konudur.Pazar büyümesi geleceğe doğru artmaya devam ettikçe, güneş enerjisi atıklarının filizlenen yığını da artacak.Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı'na (IRENA) göre İngiltere'nin önümüzdeki on yılda 30.000 ton güneş atığı üreteceği tahmin ediliyor.Ayrıca, kullanılmayan panellerdeki artışın 2030'larda piyasaya çıkması bekleniyor.Solar panellermilenyumdan itibaren sarsılmaya başlıyor.IRENA, güneş panellerinden kaynaklanan küresel atıkların 2030'da 1,7 milyon ila sekiz milyon ton arasında olacağını tahmin ediyor.
Ayrıca, panellere olan talebin, işlenmemiş bileşenlerin mevcudiyetini aşacak şekilde ayarlanmasıyla birlikte, hammadde tedarikinde potansiyel bir darboğaz ortaya çıkıyor.
Güneş paneli geri dönüşüm endüstrisinin, kullanılmayan panellerin yükselişiyle başa çıkmak ve yeni güneş panellerinin üretimini desteklemek amacıyla kapasitesini artırması yönünde baskı artıyor.Temmuz ayında, güneş enerjisi endüstrisi uzmanı Sam Vanderhoof, küresel olarak on fotovoltaik (PV) panelden yalnızca birinin geri dönüştürüldüğünü, geri kalanının çöp sahasına atıldığını, yine IRENA'nın verilerine atıfta bulunduğunu öne sürdü.
Düzenleme ve uyumluluk
Birleşik Krallık içinde,güneş panelleri resmi olarak şu şekilde sınıflandırılır:Elektrik ve ElektronikTeçhizat(EEE), özel bir Kategori 14 kapsamındadır. Bu nedenle, PV panelleri Atık EEE (WEEE) Düzenlemeleri kapsamındadır;kullanım ömürleri izleniyor ve katı güneş paneli geri dönüşüm altyapısının geliştirilmesi halihazırda devam ediyor.
Güneş paneli üreticileri, piyasaya sunulan tonajları rapor ederek ve bu birimlerin gelecekteki geri dönüşümünü kapsayan uyumluluk notları alarak bir Üretici Uygunluk Programına (PCS) katılmakla yükümlüdür.Ayrıca kullanıcılara ve arıtma tesislerine malzeme bileşimi ve doğru imha konusunda tavsiyede bulunmak için ürünleri işaretlemelidirler.
Aynı zamanda distribütörlerin kullanım ömrü sona eren ürünleri toplaması gerekmektedir.PV atığı için bir geri alma prosedürüne sahip olmalı veya Hükümet onaylı bir geri alma planına katkıda bulunmalıdırlar.
Bununla birlikte, WEEE uyumluluk ücretleriyle finanse edilen bir STK olan Material Focus'un İcra Kurulu Başkanı Scott Butler'a göre, güneş panellerinin geri kazanılmasını etkileyecek bazı ayırt edici hususlar vardır: "PV ile bir kurulumcu/demontajcı ilişkisi olmasını beklersiniz. haneler.Yerli bir ürün olmasına rağmen pek çok insanın tek başına becerebileceği bir şey değil.
"Söküm işleminin şebeke elektriği konusunda kayıtlı bir profesyonelin katılımını gerektirdiğini düşünüyorum... ve onlar bu [atığı] yönetmenin anahtarı olabilir.Atıkları işlemeye hazır olmadıkları için zor olsa da atık taşıyıcısı olmak o kadar da zor değil.”
Butler, artık kullanım ömrünün sonuna yaklaşan güneş panellerinin üretimdeki çeşitlilik nedeniyle geri dönüştürülmesinin zor olabileceğini belirtiyor: "Geri dönüşüm açısından, PV'lerle ilgili zorluğun kimyayı anlamak olacağını düşünüyorum çünkü özellikle başlangıçta, çok sayıda farklı kimyasal karışımlar oluyor.Şimdi ortaya çıkacak şeyler oldukça eski, 20 yıl oldukça uzun bir döngü.Belki de kimin piyasaya neyi sürdüğü ve bunun ne olduğu konusunda kapatılması gereken bir bilgi açığı vardır.”
Geri dönüşüm süreçleri
Panellerin geri dönüşüm işlemleri güneş paneli bileşimine göre değişiklik göstermektedir ve en yaygın olanı silikon bazlıdır.Uygun fiyatı ve esnekliğiyle bilinen silikon güneş panelleri, 2020 yılında pazarın yüzde 73,3'ünü oluştururken;ince film yüzde 10,4'ü oluşturuyordu ve diğer malzemelerden (boyaya duyarlı hale getirilmiş, konsantre fotovoltaik, organik hibritler) üretilen paneller geri kalan yüzde 16,3'ü temsil ediyordu (Chowdhury ve diğerleri, 2020).
Toplandığında herhangiPV panelisökülmesi zordur.Alüminyum çerçeve ve bağlantı kutusu yeterince basit bir şekilde çıkarılabilir;zorlu kısım, düşük miktarlarda demir ve demir dışı metaller, plastikler ve yarı iletken malzeme içeren lamine düz cam levhadır.Arıtma çözümleriyle ilgili olarak, piroliz, kriyojenik ayırma (dondurma) ve mekanik parçalama, farklı malzemeler için ayırma teknikleri olarak mevcut olduğundan, zorluk teknik bir sorun değildir.En büyük zorluk, PV panellerin ambalaj atıklarına veya kısa ömürlü sarf malzemelerine benzer atıklar üretmemesidir.Dolayısıyla asıl soru ekonomiktir: Atığın ne zaman geleceği hakkında hiçbir fikri olmayan bir arıtma hattına kim yatırım yapar?
İnce film paneller, bileşik metal 'kadmiyum tellür'ün çevresel açıdan sağlıklı bir şekilde geri kazanılması için bazı ek adımlar gerektiren bir arıtma sürecini içerir.Daha az popüler bir seçim olsa da, ince film paneller daha verimli bir malzeme kullanımına sahiptir, daha ince bir yarı iletken barındırır ve üretim sırasında maliyet ve karbondan tasarruf sağlar.Bu paneller, düşük ışıkta ve 'aşırı' açılarda daha iyi performans göstererek dikey yüzeyler ve cepheler için kullanışlıdır.
Malzemelerin geri kazanılması için ince film PV paneller, katı ve sıvı parçalar dönen bir vidayla ayrılmadan önce laminasyonu gidermek üzere parçalanıyor.Daha sonra film asit ve peroksit kullanılarak çıkarılır, ardından ara katman malzemeleri titreşimle çıkarılır, kalan cam ve metal ayrılıp geri kazanılır.
Büyük ölçekte güneş paneli geri dönüşümü
Mevcut geri dönüşüm girişimlerinin istikrarlı bir şekilde artmasına rağmen, şu anda geri dönüşüme giren güneş paneli malzemelerinin yalnızca yüzde 80 ila 95'i geri kazanılıyor.Bunu ilerletmek için atık yönetimi şirketi Veolia, EIT RawMaterials tarafından finanse edilen devam eden bir proje kapsamında endüstriyel ölçekte tam güneş paneli geri dönüşümü sağlamaya yönelik bir projeye liderlik ediyor.ReProSolar, tüm silikon bazlı PV modülü bileşenlerinin geri kazanılmasına olanak tanıyan, kullanım ömrü sonundaki panellerin geri dönüşümü için oldukça verimli bir süreç geliştiriyor.
Güneş pilini cam plakadan ayırmak için delaminasyon teknolojisini kullanan fiziksel ve kimyasal işlemler, saf gümüş ve silikon da dahil olmak üzere tüm malzemeleri PV modüllerine zarar vermeden kurtarır.
FLAXRES GmbH ve ROSI Solar ortaklığıyla ikiteknoloji şirketleriPV panellerden hammadde geri kazanımı için yeni yöntemler geliştiren proje, yıl sonuna kadar endüstriyel ölçekte fizibiliteyi test edecek ve 2024 yılında Almanya'daki bir tanıtım tesisinde yıllık 5.000 ton kullanım dışı PV modülü işlenecek.
Eksiksiz bir geri dönüşüm sürecinin ticarileştirilmesi, mevcut pazar sorununun üstesinden gelmenin anahtarıdır; panellere yönelik artan talebi karşılamak için güçlü bir geri kazanılmış PV panel bileşeni tedariki sağlamak ve güneş paneli atıklarının artan hacimlerini ele almak.
Talep arttıkça yüksek değerli PV panel bileşenlerinin geri kazanılmasıyla önemli ekonomik kazançlar elde edilebilir.Örneğin gümüş, panel ağırlığının yüzde 0,05'ini oluştururken, piyasa değerinin yüzde 14'ünü oluşturuyor.Diğer değerli ve geri kazanılabilir metaller arasında alüminyum, bakır ve tellür bulunur.Rystad Energy'ye göre, kullanım ömrü sonundaki PV panellerden geri kazanılan malzemelerin değeri şu anda 170 milyon dolar olsa da, 2030'da 2,7 milyar doların üzerinde bir değere sahip olmaları bekleniyor.
Güneş panellerinin yeniden tasarlanması
Güneş paneli geri dönüşümü dünyasındaki yeniliklerin yanı sıra panellerin tasarımı da yeniden kullanım düşünülerek yeniden tasarlanıyor.Hollanda Uygulamalı Bilimsel Araştırma Örgütü (TNO), Aralık 2021'de kullanım ömrü sonu dikkate alınarak üretilen yeni geliştirilen 'Geri Dönüşüme Yönelik Tasarım' (D4R) güneş panellerini açıkladı.Test edilmiş 30 yıllık kullanım ömrüne sahip paneller, bileşenlere zarar vermeden kolayca sökülebilecek şekilde tasarlanmıştır.
Yapışkan bir folyo ile kapsüllenmiş paneller, hücrelerin ve çerçevelerin ayrılması için entegre bir tetikleme mekanizmasına sahiptir.İşlem düşük enerjilidir ve toksik elementler içermez.
Araştırma iki proje tarafından yürütülüyor; bunlardan ilki, simüle edilmiş bir hizmet ömrünün ardından temiz bir şekilde sökülmesini sağlamak için D4R panellerini küçük ölçekte kavramsallaştıran ve test eden DEREC projesidir.PARSEC projesi daha sonra teknolojiyi ticari ve konut kullanımı için tam boyutlu D4R panellere ölçeklendirecek.
Paneller ikenüretilmişYaklaşık 30 yıl önce, geri dönüşümcülerin karşılaştığı mevcut zorluk olan D4R panelleri, sektörü ileriye taşımak için panel geri dönüşümünü kolaylaştırabilir.Konsorsiyum, yeni panellere ek olarak, yeniden kullanım için saf silikon elde etmek amacıyla mevcut güneş paneli modelleri için geri dönüşüm teknikleri de araştırıyor.
Sonuç olarak
Kümülatif olarak, bu yenilikler ticarileştirmeye odaklanma konusunda ümit verici olsa da, hem eski panellerin hacmi hem de yenilerine olan talebin artması nedeniyle gerekli ölçeğin karşılanıp karşılanmayacağına dair endişeler devam ediyor.Ancak ticarileştirme çabaları iyi giderse ve tamamen geri kazanılmış malzemelerden panel üretme planları gerçekleştirilebilirse güneş paneli endüstrisi sağlam bir döngüsel ekonomiye bakıyor.
Gönderim zamanı: Ocak-11-2023