Это хороший признак того, что использование солнечной энергии растет, но инфраструктура для отключения этих ячеек едва существует.
Но солнечные панели, вырабатывающие эту энергию, не вечны. Стандартный отраслевой срок службы составляет от 25 до 30 лет, а это означает, что некоторые панели, установленные в самом начале нынешнего бума, не заставят себя долго ждать. И с каждым годом из эксплуатации будет выводиться все больше - стеклянные и металлические фотоэлектрические модули, которые вскоре начнут составлять миллионы, а затем десятки миллионов метрических тонн материала.
«Не за горами то, что они перестанут работать, и у нас возникнет проблема обращения с отходами», - сказал Гарвин Хит, старший научный сотрудник Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и специалист по солнечной энергии. эксперт по мощности.«Справедливо сказать, что это начинает получать все более широкое признание как проблема, над которой нам нужно будет начать работать довольно скоро».
По мере роста установок фотоэлектрических панелей растет и потребность в окончательной утилизации в будущем. © ОЭСР/МЭА, Дизайн: Институт Беккереля. Редактирование: Мэри Брунишольц, МЭА.
Решение, которого ищут многие, - это переработка. Но возможности справиться с наступающим потоком фотоэлектрических модулей еще недостаточно. «Есть некоторая инфраструктура», - сказал Хит. «Я бы не сказал, что на данный момент это особенно хорошо зарекомендовало себя».
Часть проблемы заключается в том, что солнечные панели сложно перерабатывать. Они сделаны из многих материалов, некоторые из которых опасны, и собраны с помощью клеев и герметиков, что затрудняет их разборку.
«Долговечность этих панелей, то, как они собраны и как они делают их, по своей сути затрудняют, если использовать термин, снятие с производства», - сказал Марк Робардс, директор по специальным проектам ECS. Refining, один из крупнейших переработчиков электроники в США. Панели механически разрываются и разлагаются кислотами, чтобы отделить кристаллический кремний, полупроводниковый материал, используемый большинством производителей фотогальванических элементов. Тепловые системы используются для выжигания клеев, которые прикрепляют их к арматуре, а кислотные гидрометаллургические системы используются для разделения драгоценных металлов.
Долговечность этих панелей, то, как они собраны и как они делают их, по своей сути затрудняют, если использовать термин, снятие с производства.
Робардс сказал, что почти 75 процентов отделяемого материала составляет стекло, которое легко перерабатывать в новые продукты, но при этом имеет очень низкую стоимость при перепродаже. Не только это, но и то, что доступно для переработки, является чем-то вроде движущейся цели. По мере совершенствования технологии солнечных панелей производители постепенно находят способы использования компонентов, которые могли бы иметь ценность для переработчиков, таких как медь и серебро..
«Таким образом, базовая стоимость этих товаров продолжает снижаться», - сказал Робардс. Чем меньше ценности может извлечь переработчик, тем меньше у него стимулов к переработке.
Несмотря на трудности, ECS наращивает мощности по переработке фотоэлектрических отходов. «Это довольно приличная область роста в ближайшие несколько лет, но взрыв произойдет примерно в 2020 году и далее», - сказал Робардс, предвидя, что миллионы метрических тонн панелей, как ожидается, будут отключены.
Обучение и стоимость
Пока не будет устойчивого потока, переработчикам будет трудно сосредоточить больше внимания на солнечных панелях. Однако, чтобы убедиться, что они готовы, солнечная промышленность создает программы для обучения коммерческих компаний по переработке, чтобы понять, что находится в продуктах производителей и как их разбить, по словам Эвелин Батлер, старшего директора по кодексам и стандартам для Ассоциация производителей солнечной энергии, торговая группа, представляющая компании, занимающиеся солнечной энергетикой, и производители фотоэлектрических систем.
Батлер сказал, что группа также работает с переработчиками, чтобы обмениваться данными о том, какие компоненты и материалы они перерабатывают, чтобы они могли начать отслеживать и прогнозировать свои отходы.
«Мы все еще находимся на ранней стадии процесса, но мы надеемся, что через пять или 10 лет мы сможем предоставить отраслевые данные по этому вопросу», - сказала она.
Перерабатывающий завод дает производителю фотоэлектрических панелей First Solar возможность извлекать компоненты из вышедших из строя солнечных панелей для возможного повторного использования.
Некоторые фотоэлектрические компании проводят собственные мероприятия по переработке отходов. First Solar, один из крупнейших поставщиков фотоэлектрических систем, уже давно предлагает переработку своей продукции. По словам Сукхванта Раджу, директора компании по переработке, с годами процесс переработки постепенно улучшался.
«Наша компания установила более 100 миллионов модулей, но может пройти еще от 10 до 15 лет, прежде чем они дойдут до конца срока службы», - сказал он. «С течением времени стоимость наших технологий снижается, но в то же время увеличивается объем лома. Это дает нам экономию за счет масштаба».
Со временем стоимость наших технологий снижается, но в то же время увеличивается объем лома.
Долгосрочная цель компании, по словам Раджу, состоит в том, чтобы убедиться, что процесс является дешевым и достаточно эффективным, чтобы справиться с ожидаемым всплеском выведенных из эксплуатации панелей.
" Общая стоимость должна быть настолько низкой, чтобы никому не приходилось думать о каком-либо другом варианте, кроме переработки. За последние восемь лет я наблюдал огромное снижение этой стоимости", - сказал он.
В сочетании с лучшими методами переработки панели компании разработаны так, чтобы способствовать переработке. До 90 процентов стекла и полупроводниковых материалов в его выведенных из эксплуатации панелях можно повторно использовать в новых панелях или других изделиях из стекла.
Законы и правила
В США большая часть этого прогресса происходит без соблюдения правил. В настоящее время не существует федерального стандарта или требования по обращению с фотогальваническими панелями, которые не соответствуют стандарту для опасных отходов, а они, как правило, не соответствуют. Для этих неопасных отходов также не установлено никаких основных государственных правил.
За пределами США есть модель для подражания. Директива Европейского союза об отходах электрического и электронного оборудования требует, чтобы производители финансировали утилизацию солнечных панелей, продаваемых в Европе, по окончании срока службы.
Подобные федеральные правила в США маловероятны в ближайшем будущем, по словам Раджу из First Solar. Но, учитывая огромное количество солнечных панелей, которые, как ожидается, выйдут из эксплуатации в ближайшие десятилетия, эксперты предсказывают, что более всеобъемлющие правила неизбежны.
" Думаю, это всего лишь вопрос времени", - сказал Раджу. «Я лично очень удивлюсь, если через 10 лет у нас не будет аналогичной программы».