توسط : با نزدیک‌شدن به پایان عمر مفید میلیون‌ها پنل خورشیدی در جهان، صنعت انرژی پاک با چالشی جدی روبه‌روست: چگونه از دفن میلیون‌ها تن پسماند حاوی فلزات و مواد معدنی ارزشمند جلوگیری کنیم؟ پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد حجم این پسماندها تا سال ۲۰۵۰ به ۷۸ میلیون تن خواهد رسید، اما کارشناسان معتقدند با توسعه فناوری‌های بازیافت پیشرفته، می‌توان این بحران را به فرصتی چندمیلیارددلاری برای تأمین مواد اولیه و ایجاد کسب‌وکارهای جدید تبدیل کرد.
عمر مفید پنل‌های خورشیدی معمولاً حدود ۳۰ سال است، بنابراین تا سال ۲۰۵۰ بخش بزرگی از ظرفیت فتوولتائیک نصب‌شده تا سال ۲۰۲۵ نیاز به تعویض خواهد داشت. به گزارش manufacturingdigital، آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) برآورد می‌کند که نرخ بازیافت جهانی پنل‌های فتوولتائیک در سال ۲۰۲۱ حدود ۱۴ درصد بوده است.
وقتی این پنل‌ها در محل دفن زباله رها می‌شوند، مقادیر قابل‌توجهی از مواد معدنی و فلزات ارزشمند نیز با آن‌ها دفن می‌شوند. اگر فرایند دفع این زباله‌ها به‌درستی مدیریت و در مقیاس گسترده اجرا نشود، می‌تواند منجر به تولید حجم عظیمی از پسماند شود.
«سونیا دانلوپ»، مدیرعامل شورای جهانی خورشیدی، می‌گوید: «دستیابی به هدف جهانیِ سه‌برابر کردن ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر تا پایان این دهه، تنها با انرژی خورشیدی ممکن است. ما تا سال ۲۰۳۰ به نصب ۱ تراوات ظرفیت خورشیدی در هر سال و پیشرفت این حوزه در کشورهای نیاز داریم.» این یعنی باید همین حالا برای آینده آماده شویم: شبکه‌های هوشمندتر، صدور مجوزهای سریع‌تر، سرمایه‌گذاری‌های بزرگ‌تر در بازارهای نوظهور و برنامه‌ریزی جدی برای نیروی کار.
مدیریت پسماند پنل‌های خورشیدی
پنل‌های خورشیدی به‌مرور به‌دلیل قرار گرفتن در معرض نور خورشید، شرایط جوی و تغییرات دمایی، دچار افت عملکرد می‌شوند. آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر آمریکا (NREL) گزارش می‌دهد که پنل‌ها به‌طور متوسط سالانه تا ۰.۸ درصد از بازدهی خود را از دست می‌دهند.
پس از حدود ۳۰ سال، تعویض پنل‌های خورشیدی از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه می‌شود، زیرا خروجی تولید برق آن‌ها به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد و درعین‌حال، فناوری‌های جدید با بازده بالاتر وارد بازار می‌شوند.
طبق برآوردهای آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) و آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA)، حجم پسماند پنل‌های خورشیدی تا سال ۲۰۵۰ به حدود ۷۸ میلیون تن خواهد رسید. دفع این پنل‌ها در محل دفن زباله باعث ازدست‌رفتن مواد ارزشمند (و در برخی موارد خطرناک) مانند سیلیکون، نقره، آلومینیوم، مس و کادمیوم می‌شود. بسیاری از این مواد، مانند شیشه و آلومینیوم، به‌طور معمول بازیافت می‌شوند، اما بازیافت پنل‌های خورشیدی با چالش‌های اقتصادی، زیرساختی و مقرراتی روبه‌روست.
IEA و IRENA پیش‌بینی می‌کنند تا سال ۲۰۳۰، نرخ بازیافت جهانی پنل‌های خورشیدی بسته به تغییرات سیاسی و شرایط اقتصادی، به ۲۲ تا ۴۹ درصد برسد. ارزش مواد قابل بازیافت از پنل‌های فتوولتائیک از رده خارج‌شده، بیش از ۱۵ میلیارد دلار برآورد می‌شود.
IEA پیشنهاد می‌کند که بازیافت می‌تواند بین سال‌های ۲۰۴۰ تا ۲۰۵۰ بخش قابل‌توجهی از تقاضا برای مواد اولیه را تأمین کند و به‌این‌ترتیب، فرصتی مهم برای کسب‌وکارهای این حوزه و بهره‌برداری از منابع فراهم آورد.
پنل‌های خورشیدی ساخته‌شده از شیشه بازیافتی با عملکرد مشابه پنل‌های نو
افزایش بازدهی پنل‌های خورشیدی در ۲۵ سال گذشته
شرکت آمریکایی First Solar، یکی از تولیدکنندگان بزرگ پنل‌های خورشیدی، مدعی است که تنها بازیافت‌کننده پنل‌های خورشیدی در مقیاس جهانی است و بیش از ۱۵ سال سابقه فعالیت در این حوزه دارد. تا پایان سال ۲۰۲۳، ظرفیت سالانه بازیافت این شرکت به ۸۸ هزار تن رسیده است.
«پت بیولر»، مدیر ارشد محصول در First Solar، می‌گوید: «اگر صنعت تولید پنل‌های خورشیدی همچنان با رویکرد فعلی و اتکا بر برق ارزان و یارانه‌ای حاصل از زغال‌سنگ برای تولید سیلیکون ادامه دهد، ممکن است از نظر شدت انتشار کربن حتی از صنعت آلومینیوم نیز پیشی بگیرد. اکنون زمان آن رسیده که مسیر خود را تغییر دهیم؛ با کاهش فعالانه ردپای کربن فناوری‌های خورشیدی و هم‌زمان سرمایه‌گذاری در بازیافت باارزش و باکیفیت که امکان مدیریت پایدار پنل‌های از رده خارج را فراهم می‌کند. این صنعت باید پایداری را به‌صورت عملی، و نه در حرف، محقق کند.»
راهکارهای نوآورانه از شرکت SOLARCYCLE
استارتاپ SOLARCYCLE مستقر در کالیفرنیا نیز در حوزه بازیافت پیشرفته پنل‌های خورشیدی فعالیت می‌کند. تمرکز اصلی این شرکت بر بازیابی مواد ارزشمندی مانند سیلیکون، مس، نقره، آلومینیوم و شیشه از پنل‌های خورشیدی از رده خارج و بازگرداندن آن‌ها به زنجیره تأمین صنعت خورشیدی است.
این شرکت که با استفاده از فناوری خاصی، بیش از ۹۵ از مواد باارزش پنل‌های خورشیدی را بازیابی می‌کند، حالا با همکاری ENGIE North America، طرحی آزمایشی به نام پیش‌بازیافت (Precycling) را اجرا می‌کند که هدف آن جلوگیری از دفن حدود ۲۲ میلیون کیلوگرم مواد در محل‌های دفن زباله است.
«جسی سایمونز»، هم‌بنیان‌گذار و مدیر ارشد بازرگانی SOLARCYCLE، می‌گوید: «طرح پیش‌بازیافت ENGIE استاندارد جدیدی برای صنعت نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ‌مقیاس ایجاد می‌کند. ما خوشحالیم که با رهبرانی مانند ENGIE همکاری داریم تا با تعهد آن‌ها به اقتصاد بازیافت، از انرژی و پایداری حمایت کنیم.»
همچنین بخوانید: بهبود عملکرد باتری‌های لیتیوم حالت جامد با شیشه بازیافتی از پنل‌های خورشیدی
