Šta je sa svim otpadom?

Autori: Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

Uz pritiske klimatskih promjena i hitnost da se inkorporiraju alternativni izvori energije poput vjetra i sunca, fiksacija na navodne prednosti tehnologija tranzicije energije zasjenjuje blistavu stvarnost – odsustvo strategije oko identificiranja i kvantifikacije drugih eksternih efekata životnog ciklusa, kao što je otpad. odlaganje ili uticaj na životnu sredinu.

Energetska industrija, vlade i društvo tek treba da u potpunosti razumiju ulazne količine otpada i dugoročne utjecaje povezanih sa solarnim fotonaponskim jedinicama na kraju vijeka trajanja. Ako je održiva i kružna budućnost poželjan put naprijed, potrebno je kontrolirano upravljanje pločama na kraju životnog vijeka u dozvoljenim objektima za recikliranje, tretman i odlaganje.

Šta je u pitanju: solarni otpad

Predviđa se da će kumulativne projekcije solarnog otpada širom svijeta dostići oko 78 miliona tona do 2050. Međutim, mnoga od ovih predviđanja pretpostavljaju puni životni vijek panela od 25-30 godina i ne uzimaju u obzir ranu zamjenu, brzu zastarjelost i široko rasprostranjeno prijevremeno stavljanje van pogona uzrokovano solarnim djelovanjem. poreske olakšice, stope kompenzacije, cijena instalacije, teški vremenski događaji i uloga Kine koja bi na kraju mogla povećati te brojke još više. Osim atraktivnih poreznih subvencija koje su rezultirale masivnim i neviđenim solarnim rastom, efikasnost konverzije panela se poboljšavala iz godine u godinu, zahvaljujući proizvodnim inovacijama u Kini, koja dominira i kontrolira solarno tržište. U SAD-u, solarna energija je predstavljena kao ključno rješenje za borbu protiv klimatskih promjena, privlačna investicija za kompanije i investitore koja je u skladu s njihovim društvenim ciljevima zaštite životne sredine i ciljevima upravljanja, te kao stvaralac radnih mjesta. 

Ali nadolazeće količine otpada su u suprotnosti s kružnom ekonomijom i predstavljaju prijetnju globalnim i nacionalnim ciljevima održivosti. 

Seciranje solarnog fotonaponskog (PV) panela i razumijevanje njegove anatomije otkriva visoko integrirani sistem koji čini demontažu i recikliranje skupim, komplikovanim procesom koji zahtijeva energiju i resurse. Sastav panela uključuje aluminijum, staklo, složenu plastiku i asortiman metala, uključujući kadmijum, hrom, olovo, selen i srebro, između ostalih, koji se ne tretiraju i kojima se ne upravlja, mogu kontaminirati tlo i ispirati u sisteme podzemnih voda. Zbog prisustva teških metala i drugih sastojaka koji premašuju regulatorne pragove za toksičnost, ploče na kraju životnog vijeka mogu se klasificirati kao opasan otpad reguliran na saveznoj razini prema Zakonu o očuvanju i oporavku resursa, statutu koji uređuje upravljanje opasnim otpadom. Ova klasifikacija podvodi solarne panele pod puni spektar propisa o opasnom otpadu Agencije za zaštitu životne sredine SAD i nosi niz strogih regulatornih obaveza koje čine da je klasifikovanje, skladištenje, rukovanje i transport panela za recikliranje ili odlaganje prema postojećem zakonu skupo i opterećujuće.

Pitanje kraja životnog ciklusa odražava nedostatak ekonomski održivih i održivih opcija na kraju životnog vijeka, a prevladavajuće metode su odlaganje otpada, spaljivanje ili "donacija" (dobrovoljna reciklaža) sekundarnim tržištima koja prebacuju teret upravljanja otpadom na razvoj. ekonomije. 

Složenost procesa solarne reciklaže

Recikliranje solarnih PV-a je vrlo složeno i može biti proces koji zahtijeva energiju i resurse koji stvara vlastiti otpad i emisije (Slika 1). Tehnologije reciklaže, posebno u SAD-u, su još uvijek u nastajanju i visoke cijene, što ograničava mogućnosti konačnog odlaganja na deponiju, spaljivanje i izvoz – najjeftiniji putevi sa velikom maržom. Zbog oznake “opasan otpad”, trenutni propisi zahtijevaju da otpadnim solarnim panelima upravljaju kvalifikovani transporteri iu dozvoljenim objektima za tretman, skladištenje, odlaganje i reciklažu. Sa predviđenim količinama solarnog otpada, neizvjesno je da li su postojeći opasni otpad i postrojenja za reciklažu adekvatni za upravljanje prilivom panela s obzirom na produžene rokove za izdavanje dozvola za postavljanje, izgradnju i skaliranje postrojenja za reciklažu u SAD-u. 

Ove složene regulatorne prepreke, zajedno sa direktnim troškovima recikliranja, potiču napuštanje, ilegalno odlaganje i gomilanje otpadnih solarnih panela dok se pojavljuju pristupačnije opcije. Iako je precizne brojke teško dobiti zbog pogrešne klasifikacije panela kao elektronskog otpada (e-otpada) ili drugih materijala, nedostatka mehanizama za praćenje i transparentnosti podataka, procjenjuje se da se oko 10% solarnih panela reciklira u SAD-u, i to je nejasno da li se ova brojka prevodi u potpune ili djelomične rezultate recikliranja.

Iako se industrija solarne reciklaže suočava s izazovima nedovoljnih inputa, visokih operativnih troškova i niske profitabilnosti zbog male koncentracije vrijednih materijala, postoji potencijal za snažno tržište recikliranja solarne energije ako postoji saradnja u infrastrukturi i lancu opskrbe za prikupljanje, obradu i prodaju razne komponente. Međutim, nijedan od tih aranžmana trenutno nije na snazi. Trebalo bi razviti nove kružne poslovne modele i uspostaviti sekundarna tržišta zasnovana na recikliranom, ponovno korištenom i obnovljenom silicijumu, metalima i materijalima za panele drugog vijeka trajanja i druge aplikacije koje formaliziraju ponovnu upotrebu, popravku i ponovnu proizvodnju lanaca vrijednosti u solarnoj PV industriji. 

Izvor: Sakupili iz različitih izvora Rachel Meidl i Mathilde Saada.

Budući regulatorni modeli u SAD-u

Nacionalni okvir za solarni otpad na kraju životnog vijeka u SAD-u ne postoji, ali slijedeći vodstvo Kalifornije, EPA trenutno vaga da li panele na kraju životnog vijeka treba regulisati kao „univerzalni otpad“, kategoriju opasnog otpada sa pojednostavljenim propisi namijenjeni smanjenju opterećenja upravljanja i olakšavanju prikupljanja i recikliranja. Kalifornija je prva država koja je regulisala solarne panele na kraju životnog veka kao univerzalni otpad i njihov nedavni zakon mogao bi poslužiti kao model za budući razvoj nacionalnog okvira za reciklažu solarnog otpada i plan za druge države. Havaji, Sjeverna Karolina i Rhode Island također razmatraju pravila za upravljanje solarnim panelima kako bi stimulirali recikliranje. Ovaj okvir nije samo najvažniji za zemlje OECD-a, već je kritičan za ekonomije u razvoju koje doživljavaju neviđeni rast solarne energije (npr. Kina i Indija), budući da u ovim regijama svijeta nedostaju formalne mreže za odlaganje otpada, infrastruktura za reciklažu i propisi. . Kako se pojavljuje industrija solarne reciklaže i brojni igrači ulaze na tržište, jedan od najvećih izazova će biti dodjela odgovornosti za ogromnu količinu akumuliranog otpada bez roditelja. 

Upravljanje na nivou sistema za cirkularnu ekonomiju

Reciklaža – ili pravilno odlaganje opasnih materijala ako recikliranje nije moguće – je zaista suštinska komponenta cirkularne ekonomije. Međutim, prije svega, potrebni su nam propisi koji podstiču prikupljanje i pravilno upravljanje solarnim otpadom na kraju životnog vijeka. Ovo može pomoći u izgradnji kapaciteta solarne reciklaže dok se industrija i sekundarna tržišta povećavaju kao dio sveobuhvatne infrastrukture na kraju životnog vijeka. U paketu rješenja za podsticanje razvoja industrije reciklaže solarne energije treba razmotriti i poticaje za ulaganja. 

U žurbi za dekarbonizacijom i elektrifikacijom našeg društva, upravljanje otpadom se često zanemaruje. Postoje mogućnosti za razvoj metodologija pravilnog opsega koje uzimaju u obzir uticaje životnog ciklusa u čitavim lancima snabdevanja često zanemarenih faktora solarnih instalacija kao što su korišćenje zemljišta, gubitak biodiverziteta, ekološka pravda, upravljanje vodama i globalni transport. Uz to, tehnologije kao što je blockchain mogu pružiti veliki poticaj za transparentno, odgovorno upravljanje panelima na kraju životnog vijeka. Od vitalnog je značaja da planiramo, pripremimo i dizajniramo energetske sisteme za ponovnu upotrebu, oporavak, ponovnu proizvodnju i recikliranje u sadašnjosti, ili rizikujemo stvaranje novih ekoloških, društvenih i ekonomskih opterećenja u budućnosti.

Rachel A. Meidl, LP.D., CHMM, stipendista je energetike i okoliša na Institutu Baker-Centar za energetske studije Univerziteta Rice. Prethodno je imenovana zamjenicom pomoćnog administratora u Upravi za sigurnost cjevovoda i opasnih materijala, agenciji američkog Odjela za transport. 

Mathilde Saada je asistent istraživač u Centru za energetske studije na Baker institutu Univerziteta Rajs i student master studija globalnih poslova Univerziteta Rajs.