Áætlað er að sóun á sólarrafhlöðum muni aukast um meira en 4000 prósent á næsta áratug.Er endurvinnsluiðnaðurinn fyrir sólarplötur tilbúinn til að takast á við þetta magn?Þar sem eftirspurn eftir nýjum spjöldum eykst veldishraða og hráefni af skornum skammti er kapphlaupið hafið.
Sólarrafhlaðaendurvinnsla er að verða alvöru áskorun.Mikilvægt fyrir nettó núllstefnu Bretlands, sólarorka er varanlegur og sjálfbær valkostur fyrir fyrirtæki og heimili og hún vex hratt.
Árið 2021 bætti Bretland við 730MW af nýrri sólarorku og tók heildarmagnið upp í 14,6GW, sem er 5,3 prósent aukning frá 2020, og - á öðrum ársfjórðungi 2022 - lagði sólarorka til 6,4 prósent af heildar raforkuframleiðslu Bretlands.Innan orkuöryggisstefnu aprílmánaðar staðfesti Department for Business, Energy and Industrial Strategy (BEIS) að árið 2035 er gert ráð fyrir að sólarorkuuppsetning Bretlands fimmfaldist og fari í heildarmagn í 70GW: um 15 prósent af áætlun Bretlands. (og vaxandi) raforkuþörf, samkvæmt McKinsey.
Vandamál sem koma upp er hvað á að gera við sólarrafhlöður þegar þær ná lok 30 ára líftíma.Eftir því sem markaðsvöxtur heldur áfram að aukast inn í framtíðina, mun vaxandi haugur af sólarúrgangi einnig verða.Samkvæmt Alþjóða endurnýjanlegri orkustofnuninni (IRENA) er spáð að Bretland muni framleiða 30.000 tonn af sólarúrgangi á næsta áratug.Auk þess er spáð að aukning í hornum spjöldum komi á markaðinn á þriðja áratugnum, þegarsólarplöturfrá árþúsundinu byrja að hökta.IRENA spáir því að alheimsúrgangur frá sólarrafhlöðum verði á bilinu 1,7 milljónir til átta milljónir tonna árið 2030.
Ennfremur blasir við hugsanlegur flöskuháls í framboði á hráefni, þar sem eftirspurn eftir plötum er ætlað að fara fram úr framboði á ónýtum íhlutum.
Þrýstingur er að byggjast upp fyrir endurvinnsluiðnaðinn fyrir sólarplötur til að auka afkastagetu sína til að takast á við hækkun á niðurlagnum spjöldum og styðja við framleiðslu á nýjum sólarrafhlöðum.Í júlí lagði Sam Vanderhoof, sérfræðingur í sólariðnaði, til að - á heimsvísu - væri aðeins einn af hverjum tíu ljósvökva (PV) spjöldum endurunninn og afgangurinn endar á urðunarstað, aftur með vísan til gagna frá IRENA.
Reglugerð og fylgni
Innan Bretlands,sólarrafhlöður flokkast formlega semRafmagn og rafeindabúnaðurBúnaður(EEE), undir sérstökum flokki 14. Sem slík falla PV spjöld undir reglugerðir um úrgang EEE (WEEE);Fylgst er með endalokum þeirra og þróun innviða fyrir endurvinnslu sólarplötur er þegar hafin.
Framleiðendur sólarrafhlöðu eru skyldugir til að ganga í framleiðendasamræmiskerfi (PCS), tilkynna um tonnafjölda sem eru kynntar á markaðnum og afla samræmisskýringa til að ná yfir framtíðarendurvinnslu þessara eininga.Þeir verða einnig að merkja vörur til að leiðbeina notendum og meðferðarstöðvum um efnissamsetningu og rétta förgun.
Samhliða verða dreifingaraðilar að safna útlokuðum vörum.Þeir verða að hafa endurheimtunarferli fyrir sólarljósaúrgang eða leggja sitt af mörkum í ríkissamþykkt endurtökukerfi.
Hins vegar, að sögn Scott Butler, framkvæmdastjóra Material Focus, frjálsra félagasamtaka sem fjármagnað er með gjöldum til að uppfylla raf- og rafeindabúnaðarúrgangur, eru nokkur sérstök atriði sem munu hafa áhrif á endurheimt sólarrafhlöðna: „Með PV myndirðu búast við að það væri samband uppsetningar- og afuppsetningaraðila fyrir heimila.Þó að það sé innlend vara, þá er það ekki eitthvað sem margir munu geta séð um sjálfir.
„Ég ímynda mér að við brotthvarfið þurfi að taka til skráðan fagmann fyrir rafmagnsrafmagn... og þeir gætu verið lykillinn að því að stjórna þessum [úrgangi].Þó að það geti verið erfitt vegna þess að þeir eru ekki í stakk búnir til að meðhöndla úrgang, þá er það ekki svo erfitt að verða úrgangsberi.“
Butler bendir á að sólarrafhlöður, sem nálgast nú lok líftímans, gætu reynst krefjandi í endurvinnslu vegna breytileika í framleiðslu: „Hvað varðar endurvinnslu, þá held ég að áskorunin með sólarljósi sé að skilja efnafræðina því, sérstaklega í upphafi, það eru fullt af mismunandi efnablöndur í gangi.Dót sem er að fara að koma út núna er frekar gamalt, 20 ár eru frekar langur hringrás.Þannig að kannski er upplýsingagap sem gæti þurft að bæta um hver setti hvað á markað og hvað það er.“
Endurvinnsluferli
Endurvinnsluferlar fyrir spjöld eru mismunandi eftir samsetningu sólarplötur, sú algengasta er sílikon.Þekkt fyrir hagkvæmni og sveigjanleika, kísil sólarplötur mynduðu 73,3 prósent hlutdeild á markaðnum árið 2020;þunn filma var 10,4 prósent og spjöld framleidd úr öðrum efnum (litarefnanæm, einbeitt ljósvökva, lífrænar blendingar) voru 16,3 prósent sem eftir voru (Chowdhury o.fl., 2020).
Þegar safnað er, hvaðaPV spjaldiðer erfitt að taka í sundur.Hægt er að fjarlægja álgrindina og tengiboxið einfaldlega nóg;krefjandi hlutinn er lagskipt flatglerplatan, sem inniheldur lítið magn af járn- og járnmálmum, plasti og hálfleiðurum.Varðandi meðhöndlunarlausnir er áskorunin ekki tæknileg þar sem hitagreining, frostaðskilnaður (frysting) og vélræn tæting eru til sem aðskilnaðartækni fyrir hin mismunandi efni.Stærsta áskorunin er að PV spjöld mynda ekki úrgang sem er svipaður umbúðaúrgangi eða rekstrarvörum með stuttan líftíma.Þess vegna er aðalspurningin efnahagsleg: hver mun fjárfesta í meðhöndlunarlínu sem hefur ekki hugmynd um hvenær úrgangurinn kemur?
Þunnfilmuplötur fela í sér meðhöndlunarferli, sem krefst nokkurra viðbótaraðgerða til að endurheimta efnasambandið 'kadmíumtellúríð' á umhverfisvænan hátt.Þó að það sé minna vinsælt val, hafa þunnfilmuplötur skilvirkari efnisnotkun, hýsa þynnri hálfleiðara, sem sparar kostnað og kolefni við framleiðslu.Þessar spjöld standa sig betur í lægri birtu og við „öfgafullar“ horn, gagnlegar fyrir lóðrétt yfirborð og framhliðar.
Til að endurheimta efnin eru þunn filmu PV spjöld rifin til að fjarlægja lagskiptingu, áður en fast og fljótandi brot eru aðskilin með snúningsskrúfu.Filman er síðan fjarlægð með því að nota sýru og peroxíð, fylgt eftir með því að fjarlægja millilaga efni með titringi, en afgangurinn af gleri og málmi er aðskilið og endurheimt.
Endurvinnsla sólarplötur í mælikvarða
Þrátt fyrir að núverandi endurvinnsluátaksverkefni vaxi jafnt og þétt, eru nú aðeins 80 til 95 prósent af efnum sólarrafhlöðunnar sem komast í endurvinnslu endurheimt.Til að koma þessu á framfæri leiðir sorpstjórnunarfyrirtækið Veolia verkefni til að koma með fulla endurvinnslu sólarplötur á iðnaðarskala, í áframhaldandi verkefni sem styrkt er af EIT RawMaterials.ReProSolar er að þróa mjög skilvirkt ferli til að endurvinna endingartíma spjöld, sem gerir kleift að endurheimta alla kísil-undirstaða PV einingahluta.
Með því að nota delamination tækni til að aðskilja sólarselluna frá glerplötunni, endurheimta eðlisfræðileg og efnafræðileg ferli öll efni, þar á meðal hreint silfur og sílikon, án þess að eyðileggja PV einingarnar.
Í samstarfi við FLAXRES GmbH og ROSI Solar, tveirtæknifyrirtækisem eru að þróa nýjar aðferðir til að endurheimta hráefni úr PV spjöldum, mun verkefnið prófa hagkvæmni í iðnaðar mælikvarða í lok ársins, með 5.000 tonnum af teknum PV einingum sem verða unnin árlega í sýningarverksmiðju í Þýskalandi árið 2024.
Að markaðssetja fullkomið endurvinnsluferli er lykillinn að því að mæta núverandi áskorun á markaði, koma með sterkt framboð af endurheimtum PV panelíhlutum til að mæta aukinni eftirspurn eftir spjöldum og meðhöndla vaxandi magn sólarplötuúrgangs.
Töluverður efnahagslegur ávinningur gæti orðið af því að endurheimta hágæða PV-plötuíhluti þegar eftirspurn eykst.Silfur, til dæmis, er 0,05 prósent af þyngd spjaldsins, en það er 14 prósent af markaðsvirði þess.Aðrir verðmætir og endurheimtanlegir málmar eru ál, kopar og tellúr.Samkvæmt Rystad Energy, á meðan endurheimt efni úr endanlegum PV spjöldum eru nú að verðmæti 170 milljóna Bandaríkjadala, eiga þau að vera meira virði en 2,7 milljarðar Bandaríkjadala árið 2030.
Endurhönnun sólarplötur
Auk nýjunga í heimi endurvinnslu sólarplötur er einnig verið að endurskoða hönnun spjaldanna með endurnotkun í huga.Hollenska stofnunin fyrir hagnýtar vísindarannsóknir (TNO) afhjúpaði nýþróaðar „Design for Recycling“ (D4R) sólarplötur sínar í desember 2021, framleiddar með tilliti til lífslokasjónarmiða.Spjöldin, með prófaðan 30 ára líftíma, eru hönnuð til að auðvelda í sundur án þess að skemma íhluti.
Spjöldin, hjúpuð með límþynnu, halda innbyggðum kveikjubúnaði fyrir aðskilnað frumna og ramma.Ferlið er orkulítið og inniheldur engin eitruð efni.
Rannsóknin er hýst af tveimur verkefnum, það fyrsta er DEREC verkefnið, sem útfærði og prófaði D4R spjöldin í litlum mæli til að tryggja hreina sundrun þeirra eftir herma endingartíma.PARSEC verkefnið mun síðan stækka tæknina í D4R spjöld í fullri stærð fyrir atvinnu- og íbúðarhúsnæði.
Á meðan það er spjöldframleittFyrir næstum 30 árum, sem eru núverandi áskorun fyrir endurvinnsluaðila, geta D4R spjöld einfaldað endurvinnslu spjaldanna til að knýja iðnaðinn áfram.Og, auk nýju spjaldanna, er hópurinn að rannsaka endurvinnslutækni fyrir núverandi sólarplötumódel til að ná hreinu kísilöflun til endurnotkunar.
Að lokum
Samanlagt sýna þessar nýjungar loforð í áherslu sinni á markaðsvæðingu, þó enn sé áhyggjum af því hvort tilskilinn mælikvarði náist, þar sem bæði magn af látnum spjöldum og eftirspurn eftir nýjum eykst.Hins vegar, ef markaðssetning gengur vel, og ef hægt er að afgreiða áætlanir um að framleiða spjöld úr fullkomlega endurheimtum efnum, er sólarplötuiðnaðurinn að horfa á öflugt hringlaga hagkerfi.
Pósttími: Jan-11-2023