Плануецца, што адходы сонечных батарэй павялічацца больш чым на 4000 працэнтаў у наступнае дзесяцігоддзе.Ці гатовая прамысловасць перапрацоўкі сонечных панэляў справіцца з гэтымі аб'ёмамі?З-за таго, што попыт на новыя панэлі расце ў геаметрычнай прагрэсіі, а сыравіна не хапае, гонка працягваецца.
Сонечная панэльперапрацоўка становіцца сапраўднай праблемай.Сонечная энергія, якая мае вырашальнае значэнне для брытанскай стратэгіі чыстага нуля, з'яўляецца працяглым і ўстойлівым варыянтам для прадпрыемстваў і хатніх гаспадарак, і яна хутка расце.
У 2021 годзе Вялікабрытанія дадала 730 МВт новых сонечных магутнасцей, павялічыўшы агульны аб'ём да 14,6 ГВт, павялічыўшыся на 5,3 працэнта ў параўнанні з 2020 годам, а ў другім квартале 2022 года сонечная энергія склала 6,4 працэнта ад агульнай вытворчасці электраэнергіі ў Вялікабрытаніі.У рамках красавіцкай Стратэгіі энергетычнай бяспекі Міністэрства бізнесу, энергетыкі і прамысловай стратэгіі (BEIS) пацвердзіла, што да 2035 года разгортванне сонечнай энергіі ў Вялікабрытаніі, як чакаецца, павялічыцца ў пяць разоў, давёўшы агульны аб'ём да 70 ГВт: каля 15 працэнтаў ад прагназуемага Вялікабрытаніі. (і растуць) патрэбы ў электраэнергіі, у адпаведнасці з McKinsey.
Узнікае пытанне, што рабіць з сонечнымі батарэямі, калі яны дасягаюць канца свайго 30-гадовага тэрміну службы.Па меры росту рынку ў будучыні, будзе расці і куча сонечных адходаў.Па дадзеных Міжнароднага агенцтва аднаўляльных крыніц энергіі (IRENA), у наступным дзесяцігоддзі ў Вялікабрытаніі будзе выраблена 30 000 тон сонечных адходаў.Акрамя таго, прагназуецца, што ўсплёск неіснуючых панэляў выйдзе на рынак у 2030-я гады, калісонечныя панэліз тысячагоддзя пачынаюць хістацца.IRENA прагназуе, што глабальныя адходы ад сонечных батарэй складуць ад 1,7 да васьмі мільёнаў тон у 2030 годзе.
Акрамя таго, узнікае патэнцыяльнае вузкае месца ў пастаўках сыравіны, прычым попыт на панэлі будзе перавышаць даступнасць першапачатковых кампанентаў.
На індустрыю перапрацоўкі сонечных панэляў расце ціск з мэтай павелічэння сваіх магутнасцей, каб справіцца з павелічэннем колькасці неіснуючых панэляў і падтрымаць вытворчасць новых сонечных панэляў.У ліпені Сэм Вандэрхуф, эксперт па сонечнай прамысловасці, выказаў здагадку, што ва ўсім свеце толькі адна з дзесяці фотаэлектрычных (PV) панэляў перапрацоўваецца, а астатнія трапляюць на сметнік, зноў спасылаючыся на дадзеныя IRENA.
Рэгуляванне і адпаведнасць
У Вялікабрытаніі,сонечныя панэлі фармальна класіфікуюцца якЭлектрычныя і электронныяАбсталяванне(EEE), пад спецыяльнай катэгорыяй 14. Такім чынам, фотаэлектрычныя панэлі падпадаюць пад Палажэнні аб адходах EEE (WEEE);іх тэрмін службы кантралюецца, і ўжо вядзецца распрацоўка інфраструктуры па перапрацоўцы цвёрдых сонечных панэляў.
Вытворцы сонечных панэляў абавязаны далучыцца да схемы адпаведнасці вытворцаў (PCS), паведамляючы аб танажах, прадстаўленых на рынку, і атрымліваючы нататкі аб адпаведнасці для ахопу будучай перапрацоўкі гэтых блокаў.Яны таксама павінны маркіраваць прадукты, каб інфармаваць карыстальнікаў і ачышчальныя збудаванні аб складзе матэрыялу і правільнай утылізацыі.
Адначасова дыстрыб'ютары павінны збіраць прадукцыю са скончаным тэрмінам службы.Яны павінны мець працэдуру вяртання фотаэлектрычных адходаў або ўнесці свой уклад у зацверджаную ўрадам схему вяртання.
Аднак, па словах Скота Батлера, выканаўчага дырэктара Material Focus, няўрадавай арганізацыі, якая фінансуецца за кошт платы за выкананне патрабаванняў WEEE, ёсць некаторыя адметныя меркаванні, якія паўплываюць на аднаўленне сонечных панэляў: «З фотаэлектрычнай сістэмай вы чакаеце, што будуць адносіны ўсталёўшчык/дэінсталятар для хатніх гаспадарак.Нягледзячы на тое, што гэта айчынны прадукт, з ім не многія людзі змогуць справіцца самастойна.
«Я мяркую, што ў дэўсталёўцы павінны ўдзельнічаць зарэгістраваныя спецыялісты па электрасетках... і яны могуць быць ключом да кіравання гэтым [адходам].Нягледзячы на тое, што гэта можа быць складана, таму што яны не падрыхтаваны да апрацоўкі адходаў, стаць перавозчыкам адходаў не так складана».
Батлер адзначае, што сонечныя панэлі, якія цяпер набліжаюцца да канца тэрміну службы, можа апынуцца складанай задачай для перапрацоўкі з-за змены ў вытворчасці: «З пункту гледжання перапрацоўкі, я думаю, што праблема з фотаэлектрычнымі батарэямі будзе заключацца ў разуменні хіміі, таму што, асабліва ў пачатку, існуе мноства розных хімічных сумесяў.Рэчы, якія пачнуць выходзіць цяпер, даволі старыя, 20 гадоў — гэта даволі доўгі цыкл.Такім чынам, магчыма, існуе прабел у інфармацыі, які, магчыма, трэба ліквідаваць адносна таго, хто што выпусціў на рынак і што гэта такое».
Працэсы перапрацоўкі
Працэсы перапрацоўкі панэляў вар'іруюцца ў залежнасці ад складу сонечных панэляў, найбольш распаўсюджаным з якіх з'яўляецца крэмній.Крамянёвыя сонечныя панэлі, вядомыя сваёй даступнасцю і гнуткасцю, у 2020 годзе займалі 73,3 працэнта рынку;тонкая плёнка складала 10,4 працэнта, а панэлі, вырабленыя з іншых матэрыялаў (сенсібілізаваных да фарбавальнікаў, канцэнтраваных фотаэлектрычных, арганічных гібрыдаў), складалі астатнія 16,3 працэнта (Chowdhury et al, 2020).
Калі сабраны, любыФотаэлектрычная панэльцяжка разабраць.Алюмініевая рама і размеркавальная скрынка здымаюцца досыць проста;складанай часткай з'яўляецца ламінаванае плоскае шкло, якое змяшчае невялікую колькасць чорных і каляровых металаў, пластмас і паўправадніковых матэрыялаў.Што датычыцца рашэнняў па ачыстцы, праблема не з'яўляецца тэхнічнай, паколькі піроліз, крыягенная сепарацыя (замарозка) і механічнае драбненне існуюць як метады падзелу розных матэрыялаў.Самая вялікая праблема заключаецца ў тым, што фотаэлектрычныя панэлі не ствараюць адходаў, падобных да адходаў упакоўкі або расходных матэрыялаў з кароткім тэрмінам службы.Таму галоўнае пытанне эканамічнае: хто будзе інвеставаць у ачышчальную лінію, якая не ведае, калі прыедуць адходы?
Тонкаплёнкавыя панэлі ўключаюць працэс апрацоўкі, які патрабуе некаторых дадатковых крокаў для экалагічна бяспечнага аднаўлення злучэння металу "тэлурыд кадмію".У той час як тонкаплёнкавыя панэлі з'яўляюцца менш папулярным выбарам, яны маюць больш эфектыўнае выкарыстанне матэрыялу, змяшчаючы больш тонкі паўправаднік, эканомячы кошт і вуглярод падчас вытворчасці.Гэтыя панэлі працуюць лепш пры слабым асвятленні і пад «экстрэмальнымі» вугламі, карысныя для вертыкальных паверхняў і фасадаў.
Каб аднавіць матэрыялы, тонкаплёнкавыя фотаэлектрычныя панэлі здрабняюцца для выдалення ламінацыі, перш чым цвёрдыя і вадкія аскепкі аддзяляюцца шрубай, якая верціцца.Затым плёнка выдаляецца з дапамогай кіслаты і перакісу, пасля чаго адбываецца выдаленне праслойных матэрыялаў з дапамогай вібрацыі, у той час як астатняе шкло і метал аддзяляюцца і аднаўляюцца.
Масштабная перапрацоўка сонечных панэляў
Нягледзячы на тое, што цяперашнія ініцыятывы па перапрацоўцы няўхільна растуць, у цяперашні час аднаўляецца толькі ад 80 да 95 працэнтаў матэрыялаў сонечных панэляў, якія трапляюць на перапрацоўку.Каб прасунуць гэта, кампанія па перапрацоўцы адходаў Veolia вядзе праект па поўнай перапрацоўцы сонечных панэляў у прамысловых маштабах у бягучым праекце, які фінансуецца EIT RawMaterials.ReProSolar распрацоўвае высокаэфектыўны працэс перапрацоўкі панэляў са скончаным тэрмінам службы, які дазваляе аднаўляць усе кампаненты фотаэлектрычных модуляў на аснове крэмнія.
Выкарыстоўваючы тэхналогію расслаення для аддзялення сонечнай батарэі ад шкляной пласціны, фізічныя і хімічныя працэсы аднаўляюць усе матэрыялы, у тым ліку чыстае срэбра і крэмній, без разбурэння фотаэлектрычных модуляў.
У партнёрстве з FLAXRES GmbH і ROSI Solar, дватэхналагічныя кампанііякія распрацоўваюць новыя метады аднаўлення сыравіны з фотаэлектрычных панэляў, да канца года праект будзе правяраць тэхніка-эканамічную магчымасць у прамысловых маштабах, пры гэтым 5000 тон выведзеных з эксплуатацыі фотаэлектрычных модуляў будуць штогод перапрацоўвацца на дэманстрацыйным заводзе ў Германіі ў 2024 годзе.
Камерцыялізацыя поўнага працэсу перапрацоўкі з'яўляецца ключом да вырашэння сучасных праблем рынку, прыносячы значную колькасць адноўленых кампанентаў фотаэлектрычных панэляў для задавальнення растучага попыту на панэлі і апрацоўкі нарастаючых аб'ёмаў адходаў сонечных панэляў.
Значныя эканамічныя выгады могуць быць атрыманы ад аднаўлення каштоўных кампанентаў фотаэлектрычных панэляў па меры росту попыту.Срэбра, напрыклад, займаючы 0,05 працэнта вагі панэлі, складае 14 працэнтаў яе рынкавага кошту.Іншыя каштоўныя і аднаўляемыя металы ўключаюць алюміній, медзь і тэлур.Па дадзеных Rystad Energy, у той час як адноўленыя матэрыялы з фотаэлектрычных панэляў са скончаным тэрмінам службы ў цяперашні час каштуюць 170 мільёнаў долараў, у 2030 годзе яны будуць каштаваць больш за 2,7 мільярда долараў.
Рэдызайн сонечных батарэй
У дадатак да інавацый у свеце перапрацоўкі сонечных панэляў, дызайн панэляў таксама пераасэнсоўваецца з улікам паўторнага выкарыстання.У снежні 2021 г. Нідэрландская арганізацыя прыкладных навуковых даследаванняў (TNO) прадставіла свае нядаўна распрацаваныя сонечныя панэлі «Дызайн для перапрацоўкі» (D4R), вырабленыя з улікам заканчэння тэрміну службы.Панэлі з правераным 30-гадовым тэрмінам службы распрацаваны для лёгкай разборкі без пашкоджання кампанентаў.
Панэлі, інкапсуляваныя клейкай фальгой, утрымліваюць убудаваны спускавы механізм для падзелу вочак і рамак.Працэс з'яўляецца нізкаэнергетычным і не ўключае таксічных элементаў.
Даследаванне праводзіцца ў рамках двух праектаў, першым з якіх з'яўляецца праект DEREC, які канцэптуалізаваў і пратэставаў панэлі D4R у невялікім маштабе, каб забяспечыць іх чысты дэмантаж пасля мадэляванага тэрміну службы.Затым праект PARSEC пашырыць тэхналогію да поўнапамерных панэляў D4R для камерцыйнага і жылога выкарыстання.
Пакуль гэта панэлівырабленыамаль 30 гадоў таму, што стварае бягучую праблему для перапрацоўшчыкаў, панэлі D4R могуць спрасціць перапрацоўку панэляў, каб прасоўваць галіну наперад.І, у дадатак да новых панэляў, кансорцыум даследуе метады перапрацоўкі сучасных мадэляў сонечных панэляў, каб атрымаць чысты крэмній для паўторнага выкарыстання.
У заключэнне
У сукупнасці гэтыя новаўвядзенні паказваюць шматабяцальнасць з-за сваёй арыентацыі на камерцыялізацыю, хаця застаецца занепакоенасць тым, ці будзе выкананы патрабаваны маштаб, з павелічэннем як аб'ёмаў неіснуючых панэляў, так і попыту на новыя.Аднак калі намаганні па камерцыялізацыі пойдуць добра і калі планы па вытворчасці панэляў з цалкам адноўленых матэрыялаў будуць рэалізаваны, індустрыя сонечных панэляў глядзіць на надзейную цыркулярную эканоміку.
Час публікацыі: 11 студзеня 2023 г