Ερευνητές στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) διεξήγαγαν την πρώτη παγκόσμια αξιολόγηση των πιο ελπιδοφόρων προσεγγίσεων για τη διαχείριση στο τέλος του κύκλου ζωής των ηλιακών φωτοβολταϊκών (PV) μονάδων.
Οι φωτοβολταϊκές μονάδες έχουν γενικά διάρκεια ζωής 30 ετών, αλλά προς το παρόν δεν υπάρχει σχέδιο για τη διαχείριση αυτών των στοιχείων στο τέλος της διάρκειας ζωής τους. Ο όγκος των μονάδων που δεν χρειάζονται πλέον θα μπορούσε να ανέλθει σε 80 εκατομμύρια μετρικούς τόνους μέχρι το 2050.
Εκτός από την ποσότητα, η φύση των απορριμμάτων θέτει επίσης προκλήσεις. Οι φωτοβολταϊκές μονάδες είναι κατασκευασμένες από πολύτιμα, πολύτιμα, κρίσιμα και τοξικά υλικά. Επί του παρόντος δεν υπάρχει πρότυπο για τον τρόπο ανακύκλωσης των πολύτιμων και μετριασμού των τοξικών.
Πολλά άρθρα εξετάζουν μεμονωμένες επιλογές για την ανακύκλωση Φ/Β αλλά, μέχρι τώρα, κανείς δεν έχει κάνει μια συνολική αξιολόγηση όλων των προσπαθειών ανακύκλωσης Φ/Β για να εντοπίσει τις πιο υποσχόμενες προσεγγίσεις.
«Τα φωτοβολταϊκά είναι ένα σημαντικό μέρος της ενεργειακής μετάβασης», λέει ο Garvin Heath, ανώτερος επιστήμονας στο NREL που ειδικεύεται στην επιστήμη της βιωσιμότητας. «Πρέπει να είμαστε καλοί διαχειριστές αυτών των υλικών και να αναπτύξουμε μια κυκλική οικονομία για τις φωτοβολταϊκές μονάδες».
Ο Χιθ είναι ο κύριος συγγραφέας του Προτεραιότητες έρευνας και ανάπτυξης για την ανακύκλωση φωτοβολταϊκών μονάδων πυριτίου που υποστηρίζουν μια κυκλική οικονομία, το οποίο εμφανίζεται στο περιοδικό «Nature Energy». Οι συν-συγγραφείς του από το NREL είναι οι Timothy Silverman, Michael Kempe, Michael Deceglie και Teresa Barnes, μαζί με τους πρώην συναδέλφους του NREL Tim Remo και Hao Cui. Η ομάδα συνεργάστηκε επίσης με εξωτερικούς ειδικούς, ιδιαίτερα στην κατασκευή ηλιακών.
Οι συγγραφείς εστίασαν στην ανακύκλωση του κρυσταλλικού πυριτίου, το οποίο χρησιμοποιείται σε περισσότερο από το 90% των εγκατεστημένων φωτοβολταϊκών συστημάτων σε πολύ καθαρή μορφή. Αντιπροσωπεύει περίπου το ήμισυ της ενέργειας, του αποτυπώματος άνθρακα και του κόστους παραγωγής φωτοβολταϊκών μονάδων, αλλά μόνο ένα μικρό μέρος της μάζας τους. Η αξία του πυριτίου καθορίζεται από την καθαρότητά του.
Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι ορισμένες χώρες έχουν θεσπίσει κανονισμούς ανακύκλωσης φωτοβολταϊκών, ενώ άλλες μόλις αρχίζουν να εξετάζουν λύσεις. Επί του παρόντος, μόνο μία μονάδα ανακύκλωσης φωτοβολταϊκών φωτοβολταϊκών κρυσταλλικού πυριτίου υπάρχει στον κόσμο λόγω της περιορισμένης ποσότητας απορριμμάτων που παράγονται σήμερα.
Με βάση τα ευρήματά τους, οι συγγραφείς συνιστούν έρευνα και ανάπτυξη για τη μείωση του κόστους ανακύκλωσης και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, μεγιστοποιώντας παράλληλα την ανάκτηση υλικών. Προτείνουν να εστιάσουμε σε γκοφρέτες πυριτίου υψηλής αξίας έναντι άθικτων γκοφρέτες πυριτίου. Το τελευταίο έχει διαφημιστεί ως εφικτό, αλλά οι γκοφρέτες πυριτίου συχνά σπάνε και πιθανότατα δεν θα πληρούσαν τα σημερινά αυστηρά πρότυπα για να επιτρέψουν την άμεση επαναχρησιμοποίηση. Για την ανάκτηση πυριτίου υψηλής αξίας, οι συγγραφείς υπογραμμίζουν την ανάγκη για έρευνα και ανάπτυξη διαδικασιών καθαρισμού πυριτίου.
Τέλος, οι συγγραφείς σημειώνουν ότι η εύρεση τρόπων για την αποφυγή των απορριμμάτων είναι ένα σημαντικό μέρος της εξίσωσης, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο οι ηλιακοί συλλέκτες διαρκούν περισσότερο, να χρησιμοποιούν τα υλικά πιο αποτελεσματικά και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια πιο αποτελεσματικά.
ο Γραφείο Τεχνολογιών Ηλιακής Ενέργειας του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ χρηματοδότησε την ανάλυση.
Για να διαβάσετε την αξιολόγηση της NREL σχετικά με τη διαχείριση στο τέλος του κύκλου ζωής των φωτοβολταϊκών μονάδων, κάντε κλικ εδώ.
