Solpaneler er en smerte at genbruge. Disse virksomheder forsøger at rette op på det.

Fru Tech | Pixel blæksprutte

Millioner af solpaneler er blevet installeret i de sidste to årtier - og da de typisk holder mellem 25 og 30 år, vil mange snart være klar til pensionering og sandsynligvis på vej til en losseplads. Men nye bestræbelser på at genbruge disse paneler kan reducere både mængden af ​​affald og det nye materiale, der skal udvindes.

Kun omkring 10% af panelerne i USA genbruges - det er ikke påbudt af føderale regler, og genbrug af enhederne er i øjeblikket meget dyrere end bare at kassere dem. Men materialerne i solpaneler, der kommer offline hvert år, kan være værd at anslå $2 milliarder i 2050. Ny indsats, herunder en tilgang fra en fransk startup kaldet ROSI, forsøger at genvinde disse værdifulde materialer, især sølv og silicium, for at gøre genanvendelse til paneler mere økonomisk levedygtige.

Relateret historie

Den lurende trussel mod solenergiens vækst

Faldende solpriser på solskinsdage underminerer det økonomiske grundlag for at bygge flere solcellefarme - og sætter klimamålene i fare.

Udvidelse af solenergiproduktion er nøglen til at reducere emissioner på verdensplan. Globalt produceres solpaneler 720 terawatt-timer af energi i 2019, der tegner sig for omkring 3 % af verdens elproduktion. Og det tog ca 46 millioner tons af solpaneler til at gøre det.

Omkring 8 millioner tons nedlagte solpaneler kan akkumuleres globalt i 2030. I 2050 kan dette antal nå op på 80 mio . Genbrug af disse paneler kan give en ny kilde til materialer, der ellers skulle udvindes (potentielt under usikre eller udnyttende arbejdsvilkår ), hvilket gør solenergi til en mere bæredygtig del af renenergipuslespillet.

Hvad er der i et solpanel?

Solpaneler er lagt ud som en sandwich med celler i midten. Omkring 90 % af kommercielle solpaneler bruger silicium som halvleder, der omdanner lys til elektricitet. Tynde strimler af metal, normalt sølv, krydser overfladen af ​​siliciumkrystaller i hver celle og flytter elektricitet ind i panelets kobberledninger.

Solcellerne er indkapslet i en beskyttende barriere, normalt en gennemsigtig plast kaldet EVA. Endnu et lag glas går ovenpå, og en anden slags plastik, som PET, dækker bagsiden. Det hele er omgivet af en aluminiumsramme.

Denne lagdelte konstruktion beskytter cellerne mod elementerne, mens den tillader sollys igennem, men det kan være svært at dekonstruere, når panelerne har nået slutningen af ​​deres levetid.

Et andet liv

Nogle virksomheder forsøger at renovere og genbruge paneler, der har mistet effektiviteten, eller i det mindste redde nogle af deres komponenter. Genbrug er den enkleste og billigste måde at genbruge paneler på - det kræver den mindste behandling og den højeste pris.

Et panel kan koste omkring $55, mens et brugt panel kan blive videresolgt for omkring $22. Eller det brugte panels komponenter kan sælges for i alt op til $18, ifølge Meng Tao , en ingeniørprofessor ved Arizona State University og grundlægger af en startup for genbrug af solpaneler kaldet TG Companies.

Selvom nogle forhandlere tilbyder brugte paneler til salg til privatkunder, tilbyder de ikke mange prisbesparelser. Paneler udgør højst kun omkring halvdelen af ​​omkostningerne ved et solcelleanlæg, mens det øvrige udstyr og tilladelser står for resten. I betragtning af at brugte paneler ikke genererer så meget elektricitet, er de penge, der spares ved at købe dem, måske ikke det værd.

Brugte paneler, der ikke kan videresælges, er bestemt til enten lossepladsen eller en form for genbrug. I mangel af føderale mandater, Washington for nylig vedtaget genbrugskrav for producenter, og andre stater overvejer nu at gøre det samme. EU kræver i mellemtiden, at producenterne indsamler og genbruger brugte solpaneler og finansierer forskning i udtjente løsninger til den teknologi, de producerer.

Omkring 8 millioner tons nedlagte solpaneler kan akkumuleres i 2030.

Nogle affaldsanlæg kan genbruge solpaneler ved hjælp af mekaniske metoder. De fleste springer af aluminiumsrammen og maler alt glas, silicium og andre metaller til en blanding kaldet glasaffald, som kan sælges til byggematerialer eller andre industrielle anvendelser.

Men cullet er ikke meget værd - omkring $ 3 for et panels værdi af blandingen. Og det er ikke klart, om der vil være købere til alt det affald, der ville følge af genanvendelse af mange flere solpaneler, siger Tao. At være i stand til at udvinde rene, værdifulde materialer kan være med til at gøre genanvendelse mere rentabel.

I 2018 åbnede affaldshåndteringsfirmaet Veolia, der er baseret i nærheden af ​​Paris, den første genbrugslinje, der er udviklet specifikt til genbrug af solpaneler. Beliggende i Rousset, Frankrig, anvender anlægget også en mekanisk genbrugsproces, selvom da det er designet til solpaneler, genbruges flere komponenter separat end på anlæg, der bruger almindeligt e-affaldsgenbrugsudstyr. Men nogle virksomheder satser på, at andre metoder, såsom termiske og kemiske processer, vil være endnu mere effektive.

Udvinding af gamle paneler

ROSI Solar, en fransk startup grundlagt i 2017, annoncerede for nylig planer om at bygge et nyt genbrugsanlæg i Grenoble, Frankrig. Yun Luo, ROSIs administrerende direktør, siger, at virksomheden har udviklet en proces til at udvinde sølv, silicium og andre højværdimaterialer fra brugte paneler. Anlægget skulle åbne inden udgangen af ​​2022 med en kontrakt fra Søren, en fransk brancheforening.

Søren arbejder også sammen med et fransk logistikfirma kaldet Envie 2E Aquitaine, som vil forsøge at finde andre anvendelser for nedlagte solpaneler. Hvis panelerne ikke er operationelle, vil virksomheden fjerne aluminiumsrammen og glasset, før de sender dem videre til ROSI for at genbruge, siger Luo.

ROSI fokuserer på at genvinde sølv og silicium med høj renhed, da disse to materialer udgør over 60 % af et panels omkostninger. Virksomheden bruger en proprietær kemisk proces på de resterende lag, med fokus på at fjerne de små sølvtråde, der transmitterer elektricitet gennem et fungerende solpanel.

Luo afviste at gå i detaljer, men siger, at virksomheden kan genvinde næsten alt sølvet i en fast form, så det er lettere at adskille fra de andre metaller, såsom bly og tin. Luo siger, at virksomheden også genvinder silicium i en ren nok form til at behandle og genbruge i nye paneler eller EV-batterier.

For at være rentabel skal ROSI genbruge mindst 2.000 til 3.000 tons paneler om året, siger Luo. Søren forventer at indsamle omkring 7.000 tons paneler i 2021, og det tal vil sandsynligvis mere end fordobles i 2025.

Priserne på de genbrugsmaterialer kan dog være ret ustabile. Da Tao udgav et anmeldelsespapir på genbrug af solpaneler i juni 2020, beregnede han, at værdien af ​​råmaterialer, der kunne udvindes fra et brugt panel, ville være omkring $10. I juni 2021, siger han, var dette tal næsten fordoblet til $19 på grund af et hop i prisen på silicium af solenergi. Denne stigning fik ham til at genoverveje den genbrugsproces, han er ved at udvikle til sin egen startup.

Denne prisvolatilitet betyder, at økonomien for genanvendelse forbliver usikker. Og fordi sølv er så dyrt og begrænset, arbejder nogle forskere på at reducere eller endda erstatte sølv i nye solpaneler. Selvom dette kunne drive deres pris yderligere ned, ville det også skære ned på det økonomiske grundlag for genbrug, siger Tao.

Det, der mangler at blive set, er miljøpåvirkningen af ​​selve genbrugsindsatsen. At kvantificere de virkninger, de vil have på forurening og emissioner, kan hjælpe med at beslutte den bedste tilgang til solaffaldsproblemet, siger Garvin Heath , en senior energibæredygtighedsanalytiker ved National Renewable Energy Laboratory. Heath er ekspert i livscyklusanalyser, som sammenholder miljøpåvirkningerne af en teknologi fra dens produktion til slutningen af ​​dens levetid.

Måden en teknologi påvirker miljøet, mens den er i brug, fortæller ikke altid hele historien. Fremstilling, transport og bortskaffelse af enhver teknologi genererer emissioner, og det er vigtigt at tage højde for alt det, siger Heath. Præcis hvordan et panel fremstilles og genbruges, er med til at bestemme, hvor nyttigt det virkelig er til at reducere emissioner.

Det er en beregning, vi bør overveje for det meste af den teknologi, vi bruger hver dag, tilføjer Heath. Den samlede mængde globalt e-affald kan ramme 120 millioner tons årligt i 2050 ifølge en FN-rapport.

Al teknologi har en ende på livet, siger Heath, og du skal styre disse teknologier på det tidspunkt.

Denne historie sagde tidligere, at ROSI genvinder silicium af PV-kvalitet. Det er blevet korrigeret for at bemærke, at yderligere behandling ville være påkrævet for at oprense det genvundne silicium til PV-kvalitet.

skjule