情報

ソーラーパネルは有毒なゴミ問題になり始めています

ソーラーパネルは有毒なゴミ問題になり始めています

ソーラーパネルは、気候変動との戦いにおいて重要な役割を果たす再生可能エネルギーのますます重要な供給源です。それらはまた、寿命の終わりに大きくてかさばる電子廃棄物に変わる複雑な技術であり、現在、世界のほとんどはそれに対処する計画を持っていません。

しかし、過剰なソーラーe-wasteが来ているので、すぐに開発する必要があります。 2050年までに、国際再生可能エネルギー庁は、最大7800万メートルトンのソーラーパネルが耐用年数の終わりに達し、世界が年間約600万メートルトンの新しいソーラーe-wasteを生成すると予測しています。最新の数は、人類が毎年生産する電子廃棄物全体のごく一部ですが、標準的な電子リサイクル方法では、ソーラーパネルには十分ではありません。銀やシリコンなど、最も価値のある材料を回収するには、特注のリサイクルソリューションが必要です。そして、それらの広範な採用をサポートするポリシーと一緒にこれらのソリューションを開発しなければ、何が起こるかはすでにわかっています。

「リサイクルを実施しない場合、モジュールの多くは埋め立てになります」と、アリゾナ州立大学のソーラー研究者であるMeng Tao氏は述べています。彼は最近、95個のシリコンソーラーパネルのリサイクルに関するレビュー記事を書きました。ソーラー市場のパーセント。

ソーラーパネルは、太陽光を電気に変換する光起電力(PV)セルで構成されています。これらのパネルが埋め立てられると、貴重なリソースが無駄になります。また、ソーラーパネルには鉛などの有毒物質が含まれているため、分解すると浸出する可能性があるため、埋め立て地は新たな環境上の危険をもたらします。

ほとんどの太陽光発電メーカーは、パネルの寿命は約25年であり、世界は2000年代初頭まで太陽光発電を広く展開し始めなかったと主張しています。その結果、今日ではかなり少量のソーラーパネル。 Jan Clyncke所長によると、ソーラーパネルの回収とリサイクルを専門とする非営利団体であるPV CYCLEは、欧州連合全体で毎年数千トンのソーラー電子廃棄物を収集しています。この数字には、耐用年数の終わりに達したソーラーパネルだけでなく、嵐で損傷した、何らかのメーカーの欠陥があった、または新しいモデルに交換されたために早期にサービスを中止したソーラーパネルも含まれています。効率的。

ソーラーパネルが今日寿命に達すると、いくつかの運命に直面する可能性があります。 EU法の下では、生産者はソーラーパネルが適切にリサイクルされていることを確認する必要があります。日本、インド、オーストラリアでは、リサイクル要件が進行中です。米国では、それはワイルドウェストです。ワシントンの州法を除いて、米国にはソーラーリサイクルの義務はありません。業界主導の自主的なリサイクルの取り組みは、範囲が限られています。 「現時点では、リサイクルされたソーラーパネルの数は約10%であると確信しています」と、太陽光発電のリサイクルを専門とする唯一の米国企業の1つであるRecycle PVSolarのCEOであるSamVanderhoofは述べています。残りは埋め立てに行くか、環境保護が弱い開発途上国で再利用するために海外に輸出されると彼は言います。

リサイクルが起こったとしても、改善の余地はたくさんあります。ソーラーパネルは本質的に電子サンドイッチです。フィラーは結晶性シリコンセルの薄層であり、ポリマーとガラスシートによって両側の要素から分離および保護されています。すべてがアルミニウムフレームにまとめられています。パネルの背面にあるジャンクションボックスには、発電時に電気を送る銅線が含まれています。

リサイクル業者は、パネルフレームとそのジャンクションボックスを取り外してアルミニウムと銅を再生し、銀電極でコーティングされたガラス、ポリマー、シリコンセルなど、モジュールの残りの部分を細断することがよくあります。それらはスズと鉛ではんだ付けされています。 (その混合物の重量の大部分はガラスであるため、結果として得られる製品は不純な破砕ガラスと見なされます。) Taoと彼の同僚は、標準の60セルシリコンパネルを分解するリサイクル業者は、回収された材料(アルミニウム、銅、ガラス)で約3ドルを得ることができると見積もっています。一方、Vanderhoof氏によると、米国でのパネルのリサイクル費用は、輸送費を差し引いた後、12ドルから25ドルの範囲であり、「多くの場合、リサイクル費用に相当します」。同時に、それを許可している州では、「米国でのリサイクルの大きな盲点は、コストが収益をはるかに上回っていることだと思う」とメン氏は述べた。 「それは10対1の比率のオーダーです。」

ソーラーパネルの最も価値のあるコンポーネント、つまりシリコンとシルバーを効率的に分離および精製できれば、コスト収益を向上させることができます。少数の専用太陽光発電リサイクル業者がこれを行おうとしています。

フランスで世界で唯一の商業規模の光起電性シリコンリサイクルプラントを運営しているVeoliaは、パネルを細断し、次に光学技術を使用して低純度シリコンを回収します。 Vanderhoofによると、Recycle PV Solarは当初、銀や低純度シリコンなど、パネルに存在する材料の90%以上を回収できる「ヒートプロセスおよびボールミルプロセス」を使用していました。しかし、同社は最近、ヨーロッパのパートナーから「95%以上の回収」を行うことができるいくつかの新しい機器を受け取り、回収された材料をはるかにうまく分離できると彼は述べた。

一部のPV研究者は、それよりもさらに良いことをしたいと考えています。別の最近のレビュー記事では、国立再生可能エネルギー研究所の科学者が率いるチームが、リサイクルを最も経済的にすることを目的として、すべての金属と鉱物を高純度で回収する新しいリサイクルプロセスの開発を求めています。実行可能であり、可能な限り環境に有益です。研究の筆頭著者であるGarvinHeathが説明するように、そのようなプロセスには、ガラスをシリコンセルから分離するための熱または化学処理の使用、続いてシリコンおよびさまざまなものを分離および精製するための他の化学的または電気的技術の適用が含まれる可能性があります。微量金属。

「私たちが求めているのは、私たちが高価値の統合リサイクルシステムと呼んでいるものです」とヒースはグリストに語った。 「価値が高いということは、これらのモジュールから価値のあるすべての構成材料を回収したいということです。統合とは、これらすべての材料を追跡でき、あるリサイクル業者から別のリサイクル業者にカスケードする必要がないリサイクルプロセスを指します。

より良いリサイクル方法を開発することに加えて、使用済みのソーラーパネルはそれらに含まれる金属や鉱物よりも高い価格を要求する可能性が高いため、ソーラー業界は可能な限りパネルを再利用する方法を検討する必要があります(再利用は一般的にリサイクルよりも少ないエネルギーで済みます)。リサイクルの場合と同様に、EUはこれの最前線にいます。太陽エネルギー産業向けの循環型ビジネスモデルプログラムを通じて、欧州委員会は、それらを再利用する方法を示す一連の実証プロジェクトに資金を提供しています。屋上ソーラーパネルとソーラーファーム、ベルリンの電気自転車充電ステーションやベルギーの団地にも電力を供給します。

Recycle PV Solarはまた、受け取った損傷のないパネルを再認証して再販します。これは、Vanderhoofがリサイクルのコストを相殺するのに役立つと言います。しかし、彼とタオの両方は、いくつかの米国のリサイクル業者が中古の品質管理されたソーラーパネルを海外で開発途上国に販売していることを懸念しています。 「そしてそれらの国々は通常e-wasteの規制を持っていない」とタオは言った。 「結局、あなたは自分の問題を貧しい国に変えているのです。」

ソーラーリサイクル業界が持続的に成長するためには、最終的には支援的な政策と規制が必要になります。生産者にソーラーパネルの回収とリサイクルに資金を提供させるというEUのモデルは、米国がエミュレートするのに適している可能性があります。しかし、それが起こる前に、米国の立法者は、問題が存在し、拡大しているだけであることを認識しなければなりません。そのため、Vanderhoofは彼らの教育に多くの時間を費やしています。

「ソーラーパネルは時間の経過とともに故障するという事実に直面する必要があり、それらはたくさんあります」と彼は言いました。 「そして、彼らが失敗し始めたとき、私たちは何をしますか?その責任を消費者に負わせるのは正しくありません、そしてそれは私たちが今いるところです。


ビデオ: ソーラーパネルは環境破壊と思っている人に聞いてほしいことがあります (九月 2021).