Kaj pa vsi odpadki?

Avtor: Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

Zaradi pritiskov podnebnih sprememb in nujnosti vključitve alternativnih virov energije, kot sta veter in sonce, osredotočenost na domnevne koristi tehnologij energetskega prehoda zasenči osupljivo realnost – odsotnost strategije pri ugotavljanju in količinski opredelitvi drugih zunanjih učinkov življenjskega cikla, kot so odpadki. odstranjevanje ali vplivi na okolje.

Energetska industrija, vlade in družba še niso v celoti razumeli prihajajočih količin odpadkov in dolgoročnih učinkov, povezanih z izrabljenimi sončnimi fotonapetostmi. Če je trajnostna in krožna prihodnost prednostna pot naprej, je potrebno nadzorovano upravljanje izrabljenih plošč v dovoljenih obratih za recikliranje, obdelavo in odstranjevanje.

Kaj je na kocki: sončni odpadki

Predvideva se, da bodo kumulativne projekcije sončnih odpadkov po vsem svetu do leta 78 dosegle okoli 2050 milijonov ton. Vendar pa mnoge od teh napovedi predvidevajo polno življenjsko dobo plošč 25-30 let in ne upoštevajo zgodnje zamenjave, hitre zastarelosti in razširjene prezgodnje razgradnje, ki jo povzroča sončna energija. davčne olajšave, odškodninske stopnje, cena namestitve, hudi vremenski dogodki in vloga Kitajske, ki bi lahko te številke na koncu še povečala. Poleg privlačnih davčnih subvencij, ki so povzročile ogromno sončno rast brez primere, se je učinkovitost pretvorbe plošč iz leta v leto izboljševala, zahvaljujoč proizvodnim inovacijam na Kitajskem, ki prevladuje in nadzoruje solarni trg. V ZDA je bila sončna energija predstavljena kot kritična rešitev za boj proti podnebnim spremembam, privlačna naložba za podjetja in vlagatelje, ki je v skladu z njihovimi okoljsko socialnimi in cilji upravljanja ter ustvarja delovna mesta. 

Toda grozeče količine odpadkov so v nasprotju s krožnim gospodarstvom in predstavljajo grožnjo globalnim in nacionalnim trajnostnim ciljem. 

Seciranje solarne fotovoltaične (PV) plošče in razumevanje njene anatomije razkrije visoko integriran sistem, zaradi katerega je razstavljanje in recikliranje drag, zapleten in energetsko in vire intenziven proces. Sestava plošče vključuje aluminij, steklo, kompleksno plastiko in vrsto kovin, vključno s kadmijem, kromom, svincem, selenom in srebrom, med drugim, ki ostanejo neobdelani in neobdelani, lahko onesnažijo tla in izcedijo v sisteme podzemne vode. Zaradi prisotnosti težkih kovin in drugih sestavin, ki presegajo zakonske mejne vrednosti za strupenost, se lahko plošče ob koncu življenjske dobe razvrstijo kot nevarne odpadke, ki jih ureja zvezna država v skladu z zakonom o ohranjanju in predelavi virov, zakonu, ki ureja ravnanje z nevarnimi odpadki. Ta razvrstitev uvršča sončne kolektorje v celoten spekter predpisov o nevarnih odpadkih ameriške agencije za varstvo okolja in vsebuje številne stroge regulativne obveznosti, zaradi katerih je razvrščanje, shranjevanje, ravnanje in transport plošč za recikliranje ali odstranjevanje v skladu z veljavno zakonodajo drago in obremenjujoče.

Vprašanje ob koncu življenjske dobe odraža pomanjkanje ekonomsko izvedljivih in trajnostnih možnosti ob koncu življenjske dobe, pri čemer so prevladujoče metode odlaganje na odlagališčih, sežig ali "donacija" (prostovoljno recikliranje) sekundarnim trgom, ki breme ravnanja z odpadki prelagajo na razvoj. gospodarstva. 

Kompleksnost procesa solarnega recikliranja

Recikliranje sončnih fotonapetostnih naprav je zelo zapleteno in je lahko energetsko in vire intenziven proces, ki ustvarja lastne odpadke in emisije (slika 1). Tehnologije recikliranja, zlasti v ZDA, so še vedno v nastajanju in so stroškovno previsoke, kar močno omejuje možnosti končnega odlaganja na odlaganje, sežig in izvoz – najcenejše poti. Zaradi oznake "nevarni odpadki" veljavni predpisi zahtevajo, da odpadne sončne celice upravljajo usposobljeni prevozniki in v dovoljenih obratih za obdelavo, skladiščenje, odstranjevanje in recikliranje. Glede na predvidene količine sončnih odpadkov je negotovo, ali so obstoječi obrati za nevarne odpadke in recikliranje primerni za obvladovanje pritoka plošč glede na dolgotrajne časovne okvire za dovoljenje za lokacijo, gradnjo in obseg obratov za recikliranje v ZDA. 

Te zapletene regulativne ovire, skupaj z neposrednimi stroški recikliranja, spodbujajo opuščanje, nezakonito odlaganje in kopičenje odpadnih sončnih kolektorjev, medtem ko se pojavljajo cenovno dostopnejše možnosti. Čeprav je natančne številke težko dobiti zaradi napačne razvrščanja plošč med elektronske odpadke (e-odpadke) ali drugih materialov, pomanjkanja sledilnih mehanizmov in preglednosti podatkov, ocenjujejo, da se v ZDA reciklira približno 10 % sončnih kolektorjev in je ni jasno, ali ta številka pomeni popolne ali delne rezultate recikliranja.

Čeprav se industrija recikliranja sončne energije sooča z izzivi nezadostnih vložkov, visokih obratovalnih stroškov in nizke donosnosti zaradi majhnih koncentracij dragocenih materialov, obstaja možnost za močan trg recikliranja sončne energije, če bi obstajala infrastruktura in sodelovanje v dobavni verigi za zbiranje, obdelavo in prodajo različne komponente. Vendar nobena od teh ureditev trenutno ni vzpostavljena. Treba je razviti nove krožne poslovne modele in vzpostaviti sekundarne trge, ki temeljijo na recikliranem, ponovno uporabljenem in predelanem siliciju, kovinah in materialih za plošče druge življenjske dobe in druge aplikacije, ki formalizirajo ponovno uporabo, popravilo in predelavo vrednostnih verig v solarni fotonapetostni industriji. 

Vir: Sestavili iz različnih virov Rachel Meidl in Mathilde Saada.

Prihodnji regulativni modeli v ZDA

Nacionalni okvir za sončne odpadke ob koncu življenjske dobe v ZDA ne obstaja, vendar po kalifornijskem vodstvu EPA trenutno pretehta, ali je treba plošče, ki so ob koncu življenjske dobe, urediti kot "univerzalne odpadke", kategorijo nevarnih odpadkov s poenostavljenimi predpisi, namenjeni zmanjšanju bremen upravljanja ter olajšanju zbiranja in recikliranja. Kalifornija je prva država, ki je izrabljene sončne celice uredila kot univerzalni odpadek, njihov nedavni zakon pa bi lahko služil kot model za prihodnji razvoj nacionalnega okvira za recikliranje sončnih odpadkov in načrt, ki bi mu sledile druge države. Havaji, Severna Karolina in Rhode Island prav tako razmišljajo o pravilih za urejanje sončnih kolektorjev, da bi spodbudili recikliranje. Ta okvir ni najpomembnejši le za države OECD, ampak je ključnega pomena za gospodarstva v razvoju, ki se soočajo z rastjo sončne energije brez primere (npr. Kitajska in Indija), saj v teh regijah sveta manjkajo uradna omrežja za odstranjevanje odpadkov, infrastruktura za recikliranje in predpisi. . Ko se pojavlja industrija recikliranja sončne energije in na trg vstopajo številni akterji, bo eden največjih izzivov dodelitev odgovornosti za ogromno količino nakopičenih odpadkov sirote. 

Upravljanje na ravni sistemov za krožno gospodarstvo

Recikliranje – ali pravilno odstranjevanje nevarnih materialov, če recikliranje ni mogoče – je dejansko bistvena sestavina krožnega gospodarstva. V prvi vrsti pa potrebujemo zakonske predpise, ki spodbujajo zbiranje in ustrezno ravnanje s sončnimi odpadki ob koncu življenjske dobe. To lahko pomaga pri izgradnji zmogljivosti za recikliranje sončne energije, medtem ko se industrija in sekundarni trgi povečujejo kot del celovite infrastrukture ob koncu življenjske dobe. V sklopu rešitev za spodbujanje razvoja industrije recikliranja sončne energije je treba upoštevati tudi investicijske spodbude. 

V naglici za razogljičenje in elektrifikacijo naše družbe je ravnanje z odpadki pogosto spregledano. Obstajajo priložnosti za razvoj metodologij z ustreznim obsegom, ki upoštevajo vplive življenjskega cikla na celotne dobavne verige pogosto prezrtih dejavnikov solarnih naprav, kot so raba zemljišč, izguba biotske raznovrstnosti, okoljska pravičnost, upravljanje voda in svetovni promet. Poleg tega lahko tehnologije, kot je blockchain, zagotovijo velik zagon za pregledno in odgovorno upravljanje panelov ob koncu življenjske dobe. Bistveno je, da načrtujemo, pripravljamo in načrtujemo energetske sisteme za ponovno uporabo, predelavo, predelavo in recikliranje v sedanjosti, sicer tvegamo ustvarjanje novih okoljskih, družbenih in gospodarskih bremen v prihodnosti.

Rachel A. Meidl, LP.D., CHMM, je sodelavec na področju energije in okolja na Inštitutu za energijske študije Univerze Rice. Pred tem je bila imenovana za namestnico pridružene administratorke pri Upravi za varnost cevovodov in nevarnih materialov, agenciji ameriškega ministrstva za promet. 

Mathilde Saada je raziskovalna asistentka v Centru za energetske študije na Bakerjevem inštitutu Univerze Rice in študentka magisterija globalnih zadev Univerze Rice.