Утилизация солнечных батарей в США — надвигающаяся проблема, которая может нанести ущерб развитию отрасли и ее репутации

Солнечная промышленность не может претендовать на звание экологически чистого источника энергии, если она оставляет за собой след опасных отходов.

3 декабря 2020 г. Эрик Весофф

• Установки
• Рынки и политика
• Политика
• Жилой фотоэлектрический
• устойчивость
• Промышленные весы PV
• Соединенные Штаты

Надпись: Только один производитель солнечной энергии в США — First Solar — разработал собственное оборудование для переработки своих тонкопленочных панелей. Тем не менее, по оценкам, около 26 000 тонн фотоэлектрических панелей в этом году превратятся в отходы, в США необходимо сделать больше на фронте переработки.

Изображение: Цикл PV

Делиться

Солнечная промышленность не может претендовать на звание экологически чистого источника энергии, если она оставляет за собой след опасных отходов. Но в отсутствие убедительной политики утилизации фотоэлектрических систем США рискуют отправить на свалку миллионы солнечных модулей и тонны токсичных веществ в ближайшие годы. Новая инициатива Recycle PV Solar направлена ​​на решение этой проблемы.

Солнечная промышленность США продолжила бурный рост в 2020 году, что было обусловлено лидирующими на рынке ценами и опасениями по поводу изменения климата. Расширение отрасли замедлилось, но не было остановлено проблемами пандемии Covid-19 и финансовым весом импортных тарифов эпохи Трампа. Рынки солнечной энергии для коммунальных предприятий и жилых помещений переживают бум, а само количество развернутых солнечных модулей ошеломляет.

Недостатком является то, что солнечные панели имеют ограниченный срок службы; трудно и дорого перерабатывать; и выводятся из эксплуатации во все больших количествах. Соединенные Штаты отстают от Европы и других регионов в своих программах утилизации фотоэлектрических систем и прогрессе в политике, при этом большая часть непригодных солнечных панелей оказывается на свалке.

ЕС против США

В Европейском Союзе установщики фотоэлектрических модулей несут ответственность за свои электронные отходы и требуют, чтобы производители солнечной энергии перерабатывали их, а Япония возлагает на разработчиков проектов и владельцев ответственность за утилизацию отходов и требует внесения платежей в фонд вывода из эксплуатации. Тем не менее, существует вакуум, когда речь идет о федеральном руководстве США по переработке солнечной энергии и обращению с выработавшими свой ресурс фотоэлектрическими модулями. На данный момент будущее утилизации солнечных батарей находится в руках штатов.

В частности, в штате Вашингтон под руководством губернатора Джея Инсли действует программа управления и возврата фотоэлектрических модулей, которая требует, чтобы каждый поставщик фотоэлектрических модулей представил план утилизации к июлю 2022 года. Однако полное внедрение может быть отложено до получения рекомендаций от группа заинтересованных сторон, в которую войдут промышленные и экологические группы.

Только один производитель солнечной энергии в США — First Solar — разработал собственные возможности по переработке, которые в настоящее время ограничиваются переработкой собственных тонкопленочных панелей из теллурида кадмия. Единственная отраслевая инициатива по переработке, спонсируемая Ассоциацией производителей солнечной энергии (SEIA), имеет пять дополнительных партнеров по переработке, с 12 точками, и еще три ожидаются в США.

Правила обращения с солнечными отходами в пяти ведущих штатах США, занимающихся солнечной энергетикой:

• Калифорния: фотоэлектрические модули будут считаться «универсальными отходами», менее опасными отходами, что облегчает некоторые транспортные проблемы и затраты.
• Северная Каролина: Регламент NC H329, принятый в 2019 году, касается управления солнечными панелями.
• Аризона: регулирование общих отходов
• Флорида: регулирование общих отходов
• Техас: регулирование общих отходов

Свалка не зеленая

В большинстве случаев кабели и алюминиевые рамы удаляются, а оставшаяся часть модуля отправляется на свалку. Стекло солнечного модуля можно восстановить — оно составляет большую часть веса солнечного модуля — но представляет собой очень небольшую часть стоимости модуля. А поскольку стекло содержит металлы, возможности его вторичного использования ограничены. Ценные материалы, такие как кремний, серебро и медь, по большей части в настоящее время не перерабатываются в Соединенных Штатах.

Новый проект, инициированный в конце 2019 года компанией Recycle PV Solar (RPVS) в сотрудничестве с базирующейся в Европе компанией PV Cycle, направлен на решение этих проблем. Выступая перед журналом pv, генеральный директор и ветеран солнечной энергетики с 40-летним стажем Сэм Вандерхоф сказал: «Я был частью проблемы. Я отвечаю за развертывание миллионов солнечных панелей. Для меня и моих приятелей в первые дни работы в Schott, Sharp и Kyocera нашей целью была «дешевизна». Мы не думали об окончании срока службы. Предпосылка заключалась в том, что мы продавали экологически чистую устойчивую энергию, которая работает вечно и не требует обслуживания».

Но, как он указывает, солнечные панели в настоящее время не производятся для разборки, а свалка не является зеленой. «Мы сделали [солнечные модули] на 30 лет, и в результате очень сложно вытащить материалы. Ситуация с переработкой солнечной энергии в США такова: мы извлекаем из модуля алюминиевый лом на сумму от 1,25 до 1,75 долларов, а остальное попадает на свалки.Наша цель в RPVS — извлечь от 94% до 95% материала». Тем не менее, «на данный момент регенерированные материалы не покрывают стоимость переработки», — сказал он.

Стоимость против выгоды

По словам Гарвина Хита, старшего научного сотрудника Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, в настоящее время переработка панели стоит от 20 до 30 долларов по сравнению с 1-2 долларами за отправку ее на свалку, поэтому, по его словам, исследования должны быть сосредоточены на восстановлении кремния солнечного качества для повысить экономичность переработки панелей.

Между тем, в ноябре Джигар Шах, соучредитель Generate Capital, заявил во время обсуждения инноваций для устойчивой инфраструктуры, организованного Институтом инженеров по электротехнике и электронике США в Санта-Клара-Вэлли, что подход расширенной ответственности производителя, который делает производителей будущих отходов ответственными за утилизацию от имени своих клиентов — может помочь, когда дело доходит до переработки.

«Производителям намного выгоднее работать вместе, совместно владеть предприятиями по переработке, где они пытаются значительно снизить стоимость всего этого коллективно. Это происходит через политику. Это не происходит из-за того, что люди соглашаются», — сказал Шах.

Вандерхоф соглашается. Он говорит, что Министерство энергетики должно возглавить усилия, занимаясь круговой экономикой возобновляемых источников энергии сегодня, а не через десять лет. Законодательство об отходах фотоэлектрических панелей может использовать в качестве модели прежнее законодательство об электронных отходах, заставляя производителей платить за свои отходы заранее и формируя фонд утилизации, аналогичный PV Cycle, который устанавливает авансовую надбавку в размере 70 центов за солнечную панель.

Существуют и другие творческие способы утилизации, такие как учет процессов и затрат по окончании срока службы в соглашении о покупке электроэнергии (PPA) и переговорах по эксплуатации и техническому обслуживанию.Покупатели и инвесторы в области экологического, социального и корпоративного управления также хотят видеть устойчивость по всей цепочке поставок; а регулирующие органы могли бы создать механизмы рыночного ценообразования, которые позволили бы перерабатывать дорогостоящие материалы.

Вандерхоф хочет увидеть создание в Соединенных Штатах фотоэлектрической экономики замкнутого цикла, которая включает в себя «интеллектуальную» политику повторного использования и переработки, основанную на трех правилах сокращения, повторного использования и переработки, для создания возможностей для роста бизнеса и экономического развития.

Согласно отчету Международного энергетического агентства (МЭА) и Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA) за 2016 год, экономические выгоды от экономики замкнутого цикла в США могут составить около 135,3 млн долларов в 2020 году, 1,4 млрд долларов к 2030 году и 10,1 млрд долларов к 2050 году». Экономические мультипликаторы значительно увеличат эти суммы», — сказал Вандерхоф.

Модернизированный и модернизированный

В то время как индустрия переработки знает (если не готова) о волнах 25-летних панелей, срок службы которых подходит к концу в 2030-х годах, генеральный директор RPVS определил еще один надвигающийся поток бывших в употреблении солнечных панелей — систем, которые были модернизированы и перенастроен.

Вандерхоф отметил, что инвесторы в солнечную энергетику обычно возвращаются на седьмой год. В 12 году они модернизируют проект и получают новый инвестиционный налоговый кредит. PPA может быть на 25 лет, но панели могут быть заменены хотя бы один раз в течение всего срока действия проекта.

Он утверждает, что модернизация панелей задолго до истечения срока их полезного использования будет все чаще применяться к коммерческим солнечным крышам и жилым установкам, потому что солнечные панели также подвержены погодным повреждениям, а мы сталкиваемся с большим количеством проблем, связанных с погодой.

В целом, SEIA заявила, что в США ежедневно устанавливается около 140 000 солнечных панелей. BloombergNEF также подсчитал, что около 26 000 тонн фотоэлектрических панелей в этом году превратятся в отходы. Это число вырастет до миллионов тонн по мере того, как в 2030-х годах многие панели будут изнашиваться.Действительно, в Северной Америке установлено более 80 ГВт солнечных батарей, и к 2030 году это число может вырасти до более чем 400 ГВт.

Этот контент защищен авторским правом и не может быть повторно использован. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, обращайтесь по адресу: editors@pv-magazine.com.