Kilde: greenbiz.com
Solcellepaneler har en levetid på 25 til 30 år, men de inneholder verdifulle metaller, inkludert sølv og kobber. Med en bølge av utløpte paneler som forventes snart, dukker det opp selskaper som søker å resirkulere gjenbrukbare materialer og holde panelene borte fra søppelfyllinger.
I Odessa, Texas, laster arbeidere ved en oppstart kalt SolarCycle av lastebiler som frakter utgåtte solcellepaneler, nyplukket fra kommersielle solcellegårder over hele USA. De skiller panelene fra aluminiumsrammene og de elektriske boksene, og mater dem deretter inn i maskiner som løsner glasset deres fra de laminerte materialene som har bidratt til å generere elektrisitet fra sollys i omtrent et kvart århundre.
Deretter males panelene, makuleres og utsettes for en patentert prosess som trekker ut de verdifulle materialene – for det meste sølv, kobber og krystallinsk silisium. Disse komponentene vil bli solgt, det samme vil aluminium og glass med lavere verdi, som til og med kan ende opp i neste generasjon solcellepaneler.
Denne prosessen gir et glimt av hva som kan skje med en forventet økning av pensjonerte solcellepaneler som vil strømme fra en industri som representerer den raskest voksende energikilden i USA i dag, omtrent 90 prosent av panelene i USA som har mistet sin effektivitet på grunn av alder, eller som er defekte, havner på søppelfyllinger fordi det alternativet koster en brøkdel av å resirkulere dem.
Men forkjempere for resirkulering i USA sier økt gjenbruk av verdifulle materialer, som sølv og kobber, vil bidra til å øke den sirkulære økonomien, der avfall og forurensning reduseres ved konstant gjenbruk av materialer. I følge en rapport fra 2021 fra National Renewable Energy Laboratory (NREL), kan resirkulering av PV-paneler også redusere risikoen for at deponier lekker giftstoffer ut i miljøet; øke stabiliteten til en forsyningskjede som i stor grad er avhengig av import fra Sørøst-Asia; redusere kostnadene for råvarer til solenergi og andre typer produsenter; og utvide markedsmulighetene for amerikanske gjenvinnere.
Amerikanske solcellepaneler som skal pensjoneres innen 2030 vil dekke omtrent 3,000 amerikanske fotballbaner.
Selvfølgelig er gjenbruk av forringede, men fortsatt funksjonelle paneler et enda bedre alternativ. Millioner av disse panelene havner i utviklingsland, mens andre gjenbrukes nærmere hjemmet. For eksempel bygger SolarCycle et kraftverk for sin Texas-fabrikk som vil bruke oppussede moduler.
Utsiktene til en fremtidig overflod av utløpte paneler får en håndfull solcelle-resirkuleringsfirmaer til å forsøke å løse et misforhold mellom den nåværende oppbyggingen av fornybar energikapasitet fra verktøy, byer og private selskaper - millioner av paneler installeres globalt hvert år - og en mangel på fasiliteter som kan håndtere dette materialet trygt når det når slutten av sin levetid, om ca. 25 til 30 år.
Solkapasiteten på tvers av alle segmenter i USA forventes å øke med gjennomsnittlig 21 prosent i året fra 2023 til 2027, ifølge den siste kvartalsrapporten fra Solar Energy Industries Association og konsulentfirmaet Wood Mackenzie. Den forventede økningen vil bli hjulpet av den landemerke inflasjonsreduksjonsloven fra 2022 som, blant annet støtte til fornybar energi, vil gi en skattefradrag på 30 prosent for solcelleinstallasjoner i boliger.
Området som dekkes av solcellepaneler installert i USA fra og med 2021 og som skal pensjoneres innen 2030, vil dekke omtrent 3,000 amerikanske fotballbaner, ifølge et NREL-estimat. "Det er en god del avfall," sa Taylor Curtis, en juridisk og regulatorisk analytiker ved laboratoriet. Men industriens gjenvinningsgrad, på under 10 prosent, ligger langt bak de positive prognosene for industriens vekst.
Innen 2050 kan verdien av råvarer som kan utvinnes fra solcellepaneler overstige 15 milliarder dollar.
Jesse Simons, en av grunnleggerne av SolarCycle, som sysselsetter rundt 30 personer og startet sin virksomhet i desember, sa at deponier for fast avfall vanligvis tar $1 til $2 for å akseptere et solcellepanel, og stiger til rundt $5 hvis materialet anses som farlig avfall. Derimot tar selskapet hans $18 per panel. Klienter er villige til å betale den prisen fordi de kanskje ikke kan finne et deponi som er lisensiert til å ta imot farlig avfall og påtar seg juridisk ansvar for det, og fordi de ønsker å minimere miljøpåvirkningen av deres gamle paneler, sa Simons, en tidligere leder av Sierra Club. .
SolarCycle gir sine kunder en miljøanalyse som viser fordelene med panelgjenvinning. For eksempel bruker resirkulering av aluminium 95 prosent mindre energi enn å lage jomfruelig aluminium, som bærer kostnadene ved å utvinne råstoffet, bauksitt, og deretter transportere og raffinere det.
Selskapet anslår at resirkulering av hvert panel unngår utslipp av 97 pund CO2; tallet stiger til mer enn 1,5 tonn CO2 hvis et panel gjenbrukes. I henhold til en foreslått Securities and Exchange Commission-regel vil offentlige selskaper bli pålagt å avsløre klimarelaterte risikoer som sannsynligvis vil ha en vesentlig innvirkning på deres virksomhet, inkludert deres klimagassutslipp.
Fjernet fra solcellepaneler på SolarCycle-anlegget, selges aluminium på et metallverksted i nærheten. Glass selges for bare noen få øre per panel for gjenbruk i basisprodukter som flasker, men Simons håper han til slutt vil ha nok av det til å selge for en høyere pris til en produsent av nye solcellepaneler.
Per juli hadde California bare 1 resirkuleringsanlegg som godtok solcellepaneler.
Krystallinsk silisium, brukt som basismateriale i solceller, er også verdt å gjenvinne, sa han. Selv om det må foredles for bruk i fremtidige paneler, unngår bruken miljøpåvirkningene fra gruvedrift og prosessering av nytt silisium.
SolarCycle er ett av bare fem selskaper i USA som er oppført av SEIA som i stand til å tilby resirkuleringstjenester. Industrien er fortsatt i sin spede begynnelse og er fortsatt i ferd med å finne ut hvordan man kan tjene penger på å gjenopprette og deretter selge panelkomponenter, ifølge US Environmental Protection Agency. "Elementer av denne resirkuleringsprosessen kan finnes i USA, men det skjer ennå ikke i stor skala," sa EPA i en oversikt over industrien.
I 2016 spådde International Renewable Energy Agency (IRENA) at på begynnelsen av 2030-tallet vil den globale mengden av utrangerte solcellepaneler tilsvare rundt 4 prosent av antall installerte paneler. Innen 2050-tallet vil volumet av solcellepanelavfall stige til minst 5 millioner tonn i året, sa byrået. Kina, verdens største produsent av solenergi, forventes å ha trukket tilbake totalt minst 13,5 millioner tonn med paneler innen 2050, den klart største mengden blant store solproduserende nasjoner og nesten det dobbelte av volumet USA vil trekke tilbake på den tiden, ifølge IRENA-rapporten.
Råvarene som er teknisk utvinnbare fra solcellepaneler globalt, kan kumulativt være verdt 450 millioner dollar (i 2016-termer) innen 2030, ifølge rapporten, omtrent lik kostnadene for råmaterialer som trengs for å produsere rundt 60 millioner nye paneler, eller 18 gigawatt kraft- produksjonskapasitet. Innen 2050, sa rapporten, kan gjenvinnbar verdi kumulativt overstige 15 milliarder dollar.
Foreløpig står imidlertid solenergiresirkulatorer overfor betydelige økonomiske, teknologiske og regulatoriske utfordringer. En del av problemet, sier NRELs Curtis, er mangelen på data om gjenvinningsrater for paneler, noe som hindrer potensielle politiske reaksjoner som kan gi flere insentiver for solar-farmoperatører til å resirkulere utgåtte paneler i stedet for å dumpe dem.
Et annet problem er at toksisitetskarakteristiske utlutningsprosedyren - en EPA-godkjent metode som brukes til å bestemme om et produkt eller materiale inneholder farlige elementer som kan lekke ut i miljøet - er kjent for å være feil. Følgelig ender noen solcellegårdseiere opp med å "overstyre" panelene sine som farlige uten å ta en formell avgjørelse om farlig avfall, sa Curtis. De ender opp med å betale mer for å kaste dem på søppelfyllinger som har tillatelse til å håndtere farlig avfall eller resirkulere dem.
Det internasjonale energibyrået vurderte om solcellepaneler som inneholder bly, kadmium og selen ville påvirke menneskers helse hvis de ble dumpet i enten farlig avfall eller kommunale deponier, og fastslo at risikoen var lav. Likevel, sa byrået i en 2020-rapport, at funnene ikke utgjorde en godkjenning av deponering: Resirkulering, sa det, ville "ytterligere dempe" miljøhensyn.
NREL studerer en alternativ prosess for å avgjøre om paneler er farlige. "Vi må finne ut av det fordi det definitivt påvirker ansvaret og kostnadene for å gjøre resirkulering mer konkurransedyktig," sa Curtis.
Til tross for disse usikkerhetene har fire stater nylig vedtatt lover som tar for seg resirkulering av PV-moduler. California, som har flest solcelleinstallasjoner, tillater at paneler dumpes på søppelfyllinger, men først etter at de har blitt bekreftet som ikke-farlige av et utpekt laboratorium, noe som kan koste oppover 1500 dollar. Fra juli hadde California bare ett resirkuleringsanlegg som godtok solcellepaneler.
I delstaten Washington skal en lov utformet for å gi en miljøvennlig måte å resirkulere solcellepaneler implementeres i juli 2025; New Jersey-tjenestemenn forventer å utstede en rapport om håndtering av solcelleavfall denne våren; og North Carolina har instruert statlige miljømyndigheter til å studere avviklingen av solenergiprosjekter i bruksskala. (North Carolina krever at solcellepaneler skal kastes som farlig avfall hvis de inneholder tungmetaller som sølv eller - når det gjelder eldre paneler - seksverdig krom, bly, kadmium og arsen.)
I EU har utrangerte solcellepaneler siden 2012 blitt behandlet som elektronisk avfall i henhold til EUs direktiv om avfall av elektrisk og elektronisk utstyr, kjent som WEEE. Direktivet krever at alle medlemsland overholder minimumsstandarder, men den faktiske frekvensen av e-avfallsgjenvinning varierer fra nasjon til nasjon, sier Marius Mordal Bakke, senioranalytiker for forskning på solenergileverandører ved Rystad Energy, et forskningsfirma med hovedkontor i Oslo, Norge. . Til tross for denne loven, er ikke EUs PV-resirkuleringsgrad bedre enn USAs rate - rundt 10 prosent - hovedsakelig på grunn av vanskeligheten med å trekke ut verdifulle materialer fra paneler, sa Bakke.
Men han spådde at resirkulering vil bli mer utbredt når antallet uttjente paneler stiger til et punkt hvor det gir en forretningsmulighet, og gir gjenvinnere verdifulle materialer de kan selge. Regjeringer kan bidra til å fremskynde denne overgangen, la han til, ved å forby deponering av solcellepaneler på søppelfyllinger og gi insentiver som skattelettelser til alle som bruker solcellepaneler.
"På et tidspunkt i fremtiden vil du se nok paneler bli tatt ut av drift til at du på en måte må begynne å resirkulere," sa Bakke. "Det vil bli lønnsomt av seg selv uavhengig av råvarepriser."
