Οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν διάρκεια ζωής από 25 έως 30 χρόνια. Πολύ πρόσφατα έχουν κάνει την εμφάνιση τους εταιρείες που επιδιώκουν να ανακυκλώσουν τις πολύτιμες, επαναχρησιμοποιήσιμες πρώτες ύλες που περιέχουν οι συλλέκτες και να τους κρατήσουν μακριά από τις χωματερές.
Στην Odessa του Texas, οι εργαζόμενοι σε μια νεοφυή επιχείρηση που ονομάζεται SolarCycle, ξεφορτώνουν φορτηγά που μεταφέρουν φωτοβολταϊκά panel στο τέλος του κύκλου ζωής τους, πρόσφατα συλλεγμένα από ηλιακά πάρκα σε όλες τις ΗΠΑ. Οι εργαζόμενοι διαχωρίζουν τα panels από τα πλαίσια αλουμινίου και τον ηλεκτρικό εξοπλισμό και στη συνέχεια τα τροφοδοτούν σε μηχανήματα που διαχωρίζουν το γυαλί.
Ακολούθως, τα panel τεμαχίζονται και υποβάλλονται σε μια κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία που εξάγει τις πολύτιμες πρώτες ύλες, κυρίως άργυρο, χαλκό και κρυσταλλικό πυρίτιο. Αυτές οι πρώτες ύλες θα πωληθούν, όπως και τα χαμηλότερης αξίας υλικά, αλουμίνιο και γυαλί, και κάποιες από αυτές θα αποτελέσουν δευτερογενείς πρώτες ύλες για την επόμενη γενιά ηλιακών panel.
Τα παραπάνω βήματα είναι μια πολύ συνοπτική περιγραφή μιας αρκετά πολύπλοκης διαδικασίας ανακύκλωσης. Στα αμέσως επόμενα χρόνια αναμένεται σημαντική αύξηση των αποσυρόμενων ηλιακών panels εφόσον η βιομηχανία ηλιακής ενέργειας αντιπροσωπεύει σήμερα μια ταχύτατα αναπτυσσόμενη βιομηχανία ειδικά στις ΗΠΑ. Είναι ωστόσο απογοητευτικό ότι περίπου το 90% των panels στις ΗΠΑ, των οποίων η απόδοση έχει μειωθεί λόγω ηλικίας ή ελαττωμάτων στην κατασκευή, καταλήγουν σε χωματερές επειδή αυτή η επιλογή κοστίζει πολύ λιγότερο από ότι η ανακύκλωση τους.
Οι υποστηρικτές της ανακύκλωσης στις ΗΠΑ τονίζουν ότι η επαναχρησιμοποίηση πολύτιμων πρώτων υλών, όπως ο άργυρος και ο χαλκός, θα βοηθούσε στη τόνωση της κυκλικής οικονομίας, σύμφωνα με την οποία τα απόβλητα και η ρύπανση μειώνονται με τη συνεχή επαναχρησιμοποίηση πρώτων υλών. Με βάση μία αναφορά του 2021 από το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL), η ανακύκλωση φωτοβολταϊκών panel θα μπορούσε να μειώσει τον κίνδυνο διαρροής τοξικών ουσιών στο περιβάλλον από τους χώρους υγειονομικής ταφής, να προσφέρει ασφάλεια του εφοδιασμού ο οποίος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις εισαγωγές από τη ΝΑ Ασία, να επιτύχει μείωση του κόστους των πρώτων υλών και να προσφέρει επιχειρηματικές ευκαιρίες για τους ανακυκλωτές στις ΗΠΑ.
Φυσικά, η επαναχρησιμοποίηση υποβαθμισμένων, αλλά λειτουργικών, panel είναι μια ακόμη καλύτερη επιλογή. Εκατομμύρια από αυτά τα panel καταλήγουν, επί του παρόντος, σε αναπτυσσόμενες χώρες, ενώ άλλα επαναχρησιμοποιούνται εντός των ΗΠΑ. Για παράδειγμα, η SolarCycle κατασκευάζει μια μονάδα παραγωγής ενέργειας για το εργοστάσιο της στο Texas που θα χρησιμοποιεί ανακατασκευασμένα panel.
Η προοπτική μιας μελλοντικής υπερπροσφοράς ηλιακών panel στο τέλος του κύκλου ζωής τους, ενισχύει τον προβληματισμό και τις προσπάθειες των ανακυκλωτών να αντιμετωπίσουν την αναντιστοιχία μεταξύ της τρέχουσας συσσώρευσης δυναμικότητας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας από επιχειρήσεις κοινής ωφελείας, πόλεις και ιδιωτικές εταιρείες -εκατομμύρια panel εγκαθίστανται παγκοσμίως κάθε χρόνο- και την έλλειψη εγκαταστάσεων που μπορούν να διαχειριστούν αυτό το υλικό με ασφάλεια όταν φτάσει στο τέλος της ωφέλιμης ζωής του, σε περίπου 25 έως 30 χρόνια.
Η παραγωγική δυναμικότητα της ηλιακής ενέργειας στις ΗΠΑ αναμένεται να αυξάνεται 21% κατά μέσο όρο ετησίως από το 2023 έως το 2027, σύμφωνα με την τελευταία τριμηνιαία αναφορά της Solar Energy Industries Association και της εταιρείας συμβούλων Wood Mackenzie. Η αναμενόμενη αύξηση θα υποστηριχθεί από τον νόμο-ορόσημο για τη μείωση του πληθωρισμού του 2022 (Inflation Reduction Act), ο οποίος, μεταξύ άλλων κινήτρων για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, θα παρέχει πίστωση φόρου 30% για οικιακές εγκαταστάσεις στις ΗΠΑ που αξιοποιούν την ηλιακή ενέργεια.
Η έκταση που καλύπτεται από ηλιακούς συλλέκτες που εγκαταστάθηκαν στις ΗΠΑ έως το 2021 και πρόκειται να αποσυρθούν έως το 2030, θα καλύπτει περίπου 3.000 γήπεδα αμερικανικού ποδοσφαίρου, σύμφωνα με εκτίμηση του NREL. «Θα προκύψει μία πολύ μεγάλη ποσότητα αποβλήτων», αναφέρει ο Taylor Curtis, νομικός - αναλυτής στο NREL. Αλλά το ποσοστό ανακύκλωσης του κλάδου, επί του παρόντος σε επίπεδα μικρότερα του 10%, υστερεί πολύ σε σχέση με τις αισιόδοξες προβλέψεις για την ανάπτυξη του κλάδου.
Ο Jesse Simons, συνιδρυτής της SolarCycle, η οποία απασχολεί περίπου 30 άτομα και ξεκίνησε τη λειτουργία της το Δεκέμβριο του 2022, υποστηρίζει ότι οι χώροι υγειονομικής ταφής στερεών αποβλήτων συνήθως χρεώνουν 1 έως 2 δολάρια για την αποδοχή ενός ηλιακού panel, ποσό που αυξάνεται περίπου στα 5 δολάρια εάν το υλικό θεωρείται επικίνδυνο απόβλητο. Αντίθετα, η εταιρεία του χρεώνει 18 δολάρια για την ανακύκλωση ενός panel. Οι πελάτες είναι πρόθυμοι να πληρώσουν το επιπλέον ποσό επειδή μπορεί να μην μπορούν να βρουν χώρο υγειονομικής ταφής με άδεια να δέχεται επικίνδυνα απόβλητα, ενώ επιπλέον δεν επιθυμούν να αναλάβουν νομικές ευθύνες και θέλουν να ελαχιστοποιήσουν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των παλαιών panels τους, δήλωσε ο Simons.
Η SolarCycle παρέχει στους πελάτες της μια περιβαλλοντική ανάλυση που δείχνει τα οφέλη της ανακύκλωσης των panels. Για παράδειγμα, η ανακύκλωση αλουμινίου χρησιμοποιεί 95% λιγότερη ενέργεια από την παραγωγή πρωτογενούς αλουμινίου, στο οποίο ενσωματώνεται το κόστος της εξόρυξης της πρώτης ύλης, του βωξίτη, και στη συνέχεια της μεταφοράς και επεξεργασίας του.
Η εταιρεία εκτιμά ότι η ανακύκλωση κάθε panel αποτρέπει τις εκπομπές 45 κιλών CO2 και ο αριθμός αυτός αυξάνεται σε περισσότερο από 1,5 τόνους CO2 εάν ένα panel επαναχρησιμοποιηθεί. Σύμφωνα με έναν προτεινόμενο κανόνα της Επιτροπής Κεφαλαιαγοράς των ΗΠΑ, οι δημόσιες εταιρείες θα πρέπει να αναφέρουν τους κινδύνους που σχετίζονται με το κλίμα, οι οποίοι είναι πιθανό να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην επιχείρηση τους, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
Το αλουμίνιο που ανακτάται από τα ηλιακά panels στο εργοστάσιο της SolarCycle πωλείται σε μια γειτονική εγκατάσταση εμπορίας μετάλλων. Το γυαλί πωλείται σε ιδιαίτερα χαμηλή τιμή για επαναχρησιμοποίηση σε βασικά προϊόντα, όπως μπουκάλια, αλλά ο Simons ελπίζει ότι τελικά θα έχει αρκετό από αυτό για να το πουλήσει σε υψηλότερη τιμή σε έναν κατασκευαστή νέων φύλλων για ηλιακά panel.
Το κρυσταλλικό πυρίτιο, που χρησιμοποιείται ως βασικό υλικό σε ηλιακά panels, αξίζει επίσης να ανακτηθεί, είπε. Αν και πρέπει να υποστεί επεξεργασία για χρήση σε μελλοντικά panels, η επανάχρηση του αποφεύγει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της εξόρυξης και της επεξεργασίας πρωτογενούς πυριτίου.
Η SolarCycle είναι μία από τις συνολικά πέντε εταιρείες στις ΗΠΑ που περιλαμβάνονται στον κατάλογο της Solar Energy Industry Association (SEIA) ως ικανές να παρέχουν υπηρεσίες ανακύκλωσης ηλιακών panels. Ωστόσο, η βιομηχανία της ανακύκλωσης ηλιακών panels είναι ακόμα στα πρώτα της βήματα και εξακολουθεί να ψάχνει πώς να κερδίσει χρήματα από την ανάκτηση και στη συνέχεια την πώληση πρώτων υλών που περιέχονται στα panels, σύμφωνα με την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA) των ΗΠΑ. «Μεμονωμένες επιχειρηματικές προσπάθειες ανακύκλωσης ηλιακών panels είναι πλέον μια πραγματικότητα στις ΗΠΑ, αλλά όχι σε μεγάλη κλίμακα», αναφέρει η EPA σε μια κλαδική αναφορά.
Το 2016, ο Διεθνής Οργανισμός Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (IRENA) προέβλεψε ότι στις αρχές της δεκαετίας του 2030, η παγκόσμια ποσότητα παροπλισμένων φωτοβολταϊκών panel θα ισούται με περίπου το 4% ττων εγκατεστημένων panel. Μέχρι τη δεκαετία του 2050, ο όγκος των αποσυρθέντων ηλιακών panel θα αυξηθεί σε τουλάχιστον 5 εκατ. μετρικούς τόνους ετησίως, ανέφερε ο οργανισμός.
Η Κίνα, ο μεγαλύτερος παραγωγός ηλιακής ενέργειας στον κόσμο, αναμένεται να έχει αποσύρει συνολικά τουλάχιστον 13,5 εκατ. μετρικούς τόνους panel μέχρι το 2050, μακράν τη μεγαλύτερη ποσότητα μεταξύ των μεγάλων χωρών παραγωγής ηλιακής ενέργειας και σχεδόν διπλάσια από τον όγκο που θα αποσύρουν οι ΗΠΑ μέχρι εκείνη τη χρονική στιγμή, σύμφωνα με την έκθεση του IRENA.
Οι πρώτες ύλες που θα είναι τεχνικά ανακτήσιμες από φωτοβολταϊκά panels παγκοσμίως θα μπορούσαν να φτάσουν σωρευτικά τα 450 εκατ. δολάρια σε αξία (σε όρους του 2016) έως το 2030, σύμφωνα με την έκθεση, αξία περίπου ίση με το κόστος των πρώτων υλών που απαιτούνται για την παραγωγή περίπου 60 εκατ. νέων panel ή 18 γιγαβάτ παραγωγικής ικανότητας. Μέχρι το 2050, ανέφερε η έκθεση, η ανακτήσιμη αξία θα μπορούσε σωρευτικά να ξεπεράσει τα 15 δισ. δολάρια.
Προς το παρόν, ωστόσο, οι ανακυκλωτές ηλιακών panel αντιμετωπίζουν σημαντικές οικονομικές, τεχνολογικές και ρυθμιστικές προκλήσεις. «Μέρος του προβλήματος, είναι η έλλειψη δεδομένων για τα ποσοστά ανακύκλωσης panel, η οποία εμποδίζει πιθανές πολιτικές παρεμβάσεις που θα μπορούσαν να παρέχουν περισσότερα κίνητρα στους φορείς εκμετάλλευσης ηλιακών πάρκων να ανακυκλώνουν τα panel στο τέλος του κύκλου ζωής τους, αντί να τα απορρίπτουν», λέει ο Curtis του NREL.
«Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι η Toxicity Characteristic Leaching Procedure, μια μέθοδος εγκεκριμένη από την EPA που χρησιμοποιείται για να προσδιοριστεί εάν ένα προϊόν ή ένα υλικό περιέχει επικίνδυνα στοιχεία που θα μπορούσαν να διαρρεύσουν στο περιβάλλον, είναι γνωστό ότι δεν είναι επαρκής. Κατά συνέπεια, ορισμένοι ιδιοκτήτες ηλιακών πάρκων καταλήγουν να «υπερ-διαχειρίζονται» τα panel τους ως επικίνδυνα απόβλητα χωρίς να προχωρούν σε επίσημη εκτίμηση. Καταλήγουν να πληρώνουν περισσότερα για την απόρριψη τους σε χώρους υγειονομικής ταφής που επιτρέπεται να χειρίζονται επικίνδυνα απόβλητα ή να τα ανακυκλώνουν», εξηγεί ο Curtis.
Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας αξιολόγησε εάν οι ηλιακοί συλλέκτες που περιέχουν μόλυβδο, κάδμιο και σελήνιο θα επηρεάσουν την ανθρώπινη υγεία εάν απορριφθούν είτε ως επικίνδυνα απόβλητα ή σε δημόσιους χώρους υγειονομικής ταφής και διαπίστωσε ότι ο κίνδυνος ήταν χαμηλός. Ωστόσο, o ΔΕΑ σε μία έκθεση του 2020, αναφέρει ότι τα ευρήματα του δεν αποτελούν έμμεση «έγκριση» της υγειονομικής ταφής. Η ανακύκλωση, ανέφερε, θα «μετρίαζε περαιτέρω» τις περιβαλλοντικές ανησυχίες.
Το NREL μελετά επί του παρόντος μια εναλλακτική διαδικασία για τον προσδιορισμό του εάν τα panel αποτελούν επικίνδυνα απόβλητα ή όχι. «Πρέπει να καταλήξουμε σε μία μέθοδο εκτίμησης. τα αποτελέσματα της οποίας σίγουρα θα επηρεάσουν το συμπέρασμα αν η ανακύκλωση είναι οικονομικά ανταγωνιστική», είπε ο Curtis.
Παρά αυτές τις αβεβαιότητες, τέσσερις πολιτείες των ΗΠΑ θέσπισαν πρόσφατα νόμους που αφορούν την ανακύκλωση φωτοβολταϊκών μονάδων. Η Καλιφόρνια, που έχει τις περισσότερες εγκαταστάσεις παραγωγής ηλιακής ενέργειας, επιτρέπει την απόρριψη των panel σε χώρους υγειονομικής ταφής, αλλά μόνο αφού έχουν επαληθευτεί ως μη επικίνδυνα από ένα διαπιστευμένο εργαστήριο, διαδικασία η οποία μπορεί να κοστίσει πάνω από 1.500$. Μέχρι τον Ιούλιο του 2022, η Καλιφόρνια είχε μόνο ένα εργοστάσιο ανακύκλωσης που δεχόταν ηλιακά panels.
Στην πολιτεία της Washington, ένας, υπό διαβούλευση, νόμος παρέχει έναν περιβαλλοντικά ορθό τρόπο για την ανακύκλωση φωτοβολταϊκών panel και πρόκειται να εφαρμοστεί από τον Ιούλιο του 2025. Στο New Jersey, αναμένεται μία έκθεση για τη διαχείριση των αποβλήτων από ηλιακά panelμέχρι το καλοκαίρι του 2023. Τέλος, η Βόρεια Καρολίνα έχει εκδώσει οδηγίες στις περιβαλλοντικές υπηρεσίες της πολιτείας να μελετήσουν τον παροπλισμό έργων ηλιακής ενέργειας μεγάλης κλίμακας. (η Βόρεια Καρολίνα απαιτεί, επί του παρόντος, τα ηλιακά panel να απορρίπτονται ως επικίνδυνα απόβλητα εάν περιέχουν βαρέα μέταλλα όπως άργυρο ή -στην περίπτωση παλαιότερων panel- εξασθενές χρώμιο, μόλυβδο, κάδμιο και αρσενικό).
Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, τα φωτοβολταϊκά panels στο τέλος του κύκλου ζωής τους αντιμετωπίζονται από το 2012 ως ηλεκτρονικά απόβλητα, σύμφωνα με την οδηγία της ΕΕ για τα απόβλητα ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού, γνωστή ως WEEE. «Η οδηγία απαιτεί από όλα τα κράτη-μέλη να συμμορφώνονται με κάποια ελάχιστα πρότυπα, αλλά το πραγματικό ποσοστό ανακύκλωσης ηλεκτρονικών αποβλήτων ποικίλλει από χώρα σε χώρα. Παρά την ύπαρξη αυτής της οδηγίας, το ποσοστό ανακύκλωσης των φωτοβολταϊκών στην ΕΕ δεν είναι μεγαλύτερο από το αντίστοιχο ποσοστό στις ΗΠΑ -περίπου 10%- σε μεγάλο βαθμό λόγω της δυσκολίας ανάκτησης πολύτιμων υλικών από τα panel», δήλωσε ο Marius Mordal Bakke, αναλυτής στη Rystad Energy, μιας εταιρείας συμβούλων με έδρα στο Oslo της Νορβηγίας.
Ωστόσο, ο Bakke προέβλεψε ότι η ανακύκλωση θα γίνει πιο διαδεδομένη όταν ο αριθμός των panel που βρίσκονται στο τέλος του κύκλου ζωής τους αυξηθεί σε σημείο που να παρουσιάζει μια επιχειρηματική ευκαιρία, παρέχοντας στους ανακυκλωτές σημαντικές ποσότητες πρώτων υλών που μπορούν να πουλήσουν. »Οι κυβερνήσεις μπορούν να βοηθήσουν στην επιτάχυνση αυτής της μετάβασης, απαγορεύοντας την απόρριψη φωτοβολταϊκών panel σε χώρους υγειονομικής ταφής και παρέχοντας κίνητρα, όπως φορολογικές ελαφρύνσεις, σε οποιονδήποτε χρησιμοποιεί ηλιακούς συλλέκτες. Κάποια στιγμή στο μέλλον, θα δείτε αρκετά panels να παροπλίζονται και αυτό θα δώσει ώθηση στην ανακύκλωση. Σε αυτό το σημείο, η ανακύκλωση θα καταστεί κερδοφόρα, ανεξάρτητα από τις τιμές των υλικών που θα ανακτηθούν», καταλήγει ο Bakke.
Με πληροφορίςς από grist.org