Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen yeni bir araştırma projesi, güneş enerjisiyle ilgili en büyük zorluklardan birini çözmeyi hedefliyor – güneş panelleri öldükten sonra ne yapacakları.
Güneş enerjisi iklim değişikliğini çözmenin anahtarıdır, ancak teknolojinin kendisinin sürdürülebilir olması için geri dönüştürülebilir olması gerekir. Ne yazık ki, bugün bir güneş paneli öldüğünde, iki kaderden biriyle karşılaşması muhtemeldir: bir parçalayıcı veya bir çöplük.
Arizona Eyalet Üniversitesi (ASU) araştırmacıları, gümüş ve silikon gibi yüksek değerli metalleri ve malzemeleri geri kazanmak için kimyasalları kullanan ve geri dönüşümü ekonomik olarak daha çekici hale getiren yeni bir geri dönüşüm süreci aracılığıyla bunu değiştirmeyi umuyorlar. Ekip, bu ayın başlarında Alınan DOE’nin Gelişmiş Üretim Ofisi’nden, önümüzdeki üç yıl içinde bir pilot geri dönüşüm tesisi için temel oluşturacağını umdukları fikri daha da doğrulamak için iki yıllık, 485.000 dolarlık bir hibe. Eşleşen fonlar ASU ve enerji şirketi tarafından sağlanıyor İlk Güneş, projede endüstriyel danışman olarak hizmet veriyor.
Her şey yolunda giderse, daha temiz ve daha uygun maliyetli bir güneş enerjisi geri dönüşüm süreci, güneş panellerinin ilk dalgası olarak pazara ulaşabilir. atık akışına çarpar.
“Temiz enerji üretimini hızlandırırken, daha fazla temiz enerji teknolojisi üretirken, yaşamın sonunda geri dönüşümü düşünmek daha da önemli hale geliyor” diyor. Diana Bauer, DOE’deki Gelişmiş Üretim Ofisi müdür yardımcısı vekili.
Nispeten az sayıda güneş paneli ömrünün sonuna gelmiş olsa da uzmanlar, bunların çoğunun içindeki değerli metallerin ve malzemelerin kaybolduğu çöplüklerde dolaştığından şüpheleniyor. ASU’da yeni geri dönüşüm çabalarına öncülük eden güneş enerjisi sürdürülebilirliği araştırmacısı Meng Tao, tahmin etti Biz fosil yakıtlardan kurtulmak için gereken tüm güneş panellerini inşa etmeden çok önce, dünyanın bu metallerden en az birinin, gümüşün arz sıkıntısıyla karşı karşıya kalabileceğini. Bu arada güneş sınıfı silikon, yapmak için muazzam miktarda enerji gerektirir ve bunu birden fazla kez kullanmak, güneş enerjisi endüstrisinin elektrik taleplerini ve karbon ayak izini düşük tutmak için önemlidir.
Bugün güneş panelleri geri dönüştürüldüğünde bile, bu malzemeler nadiren geri kazanılmaktadır. Bunun yerine, geri dönüştürücüler tipik olarak paneli bir arada tutan alüminyum çerçeveyi çıkarır, bakır kabloları arkadan sıyırır ve panelin kendisini parçala, kırılmış cam olarak satılan bir güneş enerjisi karması yaratıyor. Tao, bu üç ürünün – alüminyum, bakır ve kırılmış cam – panel başına 3 dolarlık bir geri dönüştürücü getirebileceğini söylüyor. Tao’nun konuştuğu şirketler, hizmetten çıkarma ve nakliye maliyetlerinden sonra bir paneli geri dönüştürmenin 25 dolara kadar maliyeti olduğunu söylüyor.
Yeni güneş enerjisi geri dönüşüm süreçleri daha fazla metal ve mineral geri kazanımı, ekonomiyi önemli ölçüde iyileştirebilir. Tao ve meslektaşları böyle bir süreç öneriyorlar; zarf boyutunda silikon hücreler iç güneş panelleri önce polimer levhalardan ve onları çevreleyen camdan sıcak bir çelik bıçak kullanılarak ayrılır.. Tao’nun geri dönüşüm girişimi tarafından geliştirilen patent bekleyen bir kimyasal karışım TG Şirketleri daha sonra hücrelerden gümüş, kalay, bakır ve kurşun çıkarmak için kullanılır ve geride silikon kalır.
Geri dönüşüm sürecinde sert kimyasallar kullanılırken, Tao, bu kimyasalların “yeniden üretilip tekrar tekrar kullanılabileceğini”, oluşan atık miktarını azaltabileceğini söylüyor – benzersiz olduğuna inandığı geri dönüşüm yönteminin bir özelliği. Tao, kurşunu geri kazanarak, sürecin aynı zamanda, aksi takdirde geri dönüşüm atıkları veya çöplüklere dönüşecek bir çevresel tehlikeyi ortadan kaldırma potansiyeline sahip olduğunu da ekliyor.
Tao, TG Şirketlerinin güneş pillerindeki gümüş, kalay, bakır ve kurşunun yüzde 100’ünü geri kazanmak için halihazırda teknoloji geliştirdiğini iddia ediyor. Yeni DOE hibesi, ekibinin güneş panelleri için geri dönüşüm sürecini daha da optimize etmesine ve silikonun yeni hücreler üretmek için yeterince yüksek bir saflıkta geri kazanılıp kazanılamayacağını doğrulamasına olanak tanıyacak. Siemens süreci. Önümüzdeki iki yıl içinde her şey yolunda giderse, bir sonraki adım, süreci yılda yaklaşık 100.000 güneş panelini geri dönüştürmek için kullanabilecek bir pilot tesisi finanse etmeye özel yatırımcıları çekmek olacak.
Karsten Wambach, kar amacı gütmeyen güneş paneli geri dönüşümünün kurucusu PV DÖNGÜSÜ, Tao ve meslektaşlarının önerdiği gibi bir “yeşil kimya yaklaşımının” “değerli ikincil malzemeleri kurtarmak ve çevrenin korunmasına katkıda bulunmak için büyük bir potansiyele sahip olduğunu” söylüyor.
Ancak Wambach, silikon hücrelerin polimerlerden ve başka yerlerden ayrılması sürecindeki kayıplar nedeniyle, güneş panellerindeki tüm gümüş ve diğer eser metallerin geri kazanılmasının “tamamen gerçekleştirilemeyebileceğini” belirtiyor. Bu sürecin ticari bir versiyonunda, geri kazanılan metallerin miktarı ve kalitesinin “alt kullanıcının özelliklerine göre optimize edileceğini ve arıtma süreçlerinde maliyet tasarrufu potansiyeline sahip olacağını” söylüyor.
Maliyet tasarrufu anahtar olacaktır. Gümüşün fiyatına bağlı olarak Tao, sürecinin panel başına 10-15$ malzeme geri kazanabileceğini düşünüyor. Ancak Wambach, üreticilerin bu durumun değişebileceği konusunda uyarıyor. daha az gümüş kullanmaya devam et zamanla güneş panellerinde Ve panel başına 15 doların bile, panellerin hizmetten çıkarılması ve geri dönüştürülmesinin tüm maliyetini karşılaması pek olası değildir, yani destekleyici politikalar büyütmek gerekebilir.
Wambach’a göre son bir engel, bugün çatılardan çekilen çok fazla güneş paneli olmaması. Ama süre yarım milyon tondan az Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı, 2016 yılında küresel olarak var olan güneş atığının 2030 yılına kadar 8 milyon tona çıkabileceğini tahmin ediyor. 2050 yılına kadar, her gün 6 milyon ton ölü güneş paneli atıyor olabiliriz. yıl, neredeyse yüklediğimiz kadar.
Tao ve meslektaşları, her bir panelin içindeki metal ve minerallerin değerine ilişkin bu projeksiyonlara ve verilere dayanarak, 2028 yılına kadar güneş enerjisi e-atığının bir milyar doların üzerinde hasat edilebilir malzeme içereceğini tahmin ediyor. Geri dönüşüm sorununu aşabilen herkes için bu yüksek teknoloji çöpü bir hazine haline gelebilir.