I rifiuti di pannelli solari anu da aumentà di più di 4000 per centu in a prossima dicada.L'industria di riciclamentu di pannelli solari hè pronta per trattà questi volumi?Cù a dumanda di novi pannelli cresce in modu esponenziale è e materie prime scarse, a corsa hè in corso.
Pannellu solareu riciclamentu hè diventatu una vera sfida.Critica per a strategia netta zero di u Regnu Unitu, l'energia solare hè una opzione durabile è sustenibile per l'imprese è e famiglie, è cresce rapidamente.
In u 2021, u Regnu Unitu hà aghjustatu 730 MW di nova capacità solare, purtendu u voluminu generale à 14,6 GW, un aumentu di 5,3 per centu da u 2020, è - in u sicondu trimestre di u 2022 - l'energia solare hà cuntribuitu à 6,4 per centu di a generazione di elettricità totale di u Regnu Unitu.In a Strategia di Sicurezza Energetica d'aprile, u Dipartimentu per l'Affari, l'Energia è a Strategia Industriale (BEIS) hà cunfirmatu chì, per u 2035, l'implementazione solare di u Regnu Unitu hè prevista per quintuplicà, purtendu u voluminu generale à 70GW: circa u 15 per centu di i prughjetti di u Regnu Unitu. (è crescente) esigenze di elettricità, secondu McKinsey.
Un prublema emergente hè ciò chì deve fà cù i pannelli solari una volta ghjunghjenu à a fine di a so vita di 30 anni.Siccomu a crescita di u mercatu cuntinueghja à cresce in u futuru, cusì sarà a pila di rifiuti solari.Sicondu l'Agenzia Internaziunale per l'Energia Rinnovabile (IRENA), u Regnu Unitu hè previstu di generà 30 000 tunnellate di rifiuti solari in a prossima dicada.In più, una crescita di pannelli difunti hè prevista per ghjunghje à u mercatu in l'anni 2030, quandupannelli solarida u millenniu cumincianu à faltà.L'IRENA prevede chì i rifiuti mundiali da i pannelli solari seranu trà 1,7 è ottu milioni di tunnellate in u 2030.
In più, un putenziale collu di buttiglia in l'offerta di materie prime si sviluppa, cù a dumanda di pannelli per superà a dispunibilità di cumpunenti vergini.
A pressione hè in crescita per l'industria di riciclamentu di pannelli solari per aumentà a so capacità per trattà l'aumentu di pannelli difunti è sustene a fabricazione di novi pannelli solari.In lugliu, Sam Vanderhoof, un espertu di l'industria solare, hà suggeritu chì - in u mondu - solu unu in deci pannelli fotovoltaici (PV) hè riciclatu cù u restu finiscinu in discarica, riferenu dinò à e dati da IRENA.
Regulamentu è cunfurmità
In u Regnu Unitu,pannelli solari sò formalmente classificate cum'èElettricu è ElettronicaEquipamentu(EEE), sottu una Category dedicata 14. Comu tali, i pannelli PV sò cuparti da i Regolamenti di Waste EEE (WEEE);a so fine di a vita hè monitorata è u sviluppu di l'infrastruttura di riciclamentu di pannelli solari solidi hè digià in corso.
I pruduttori di pannelli solari sò obbligati à unisce à un Schema di Conformità di i Produttori (PCS), rappurtandu i tunnellati introdutti in u mercatu è ottenendu note di conformità per copre u futuru riciclamentu di queste unità.Deve ancu marcà i prudutti per avvisà l'utilizatori è e facilità di trattamentu di a cumpusizioni di materiale è a eliminazione curretta.
À u listessu tempu, i distributori anu da cullà i prudutti di a fine di a vita.Deve avè una prucedura di ripresa per i rifiuti PV o cuntribuisce à un schema di ripresa appruvatu da u Guvernu.
Tuttavia, secondu Scott Butler, Chief Executive di Material Focus, una ONG finanziata da i tariffi di cunfurmità RAEE, ci sò alcune considerazioni distintive chì affettanu a ricuperazione di pannelli solari: "Cù PV vi aspettate chì ci sia una relazione installatore / disinstallatore per famiglie.Ancu s'ellu hè un pruduttu domesticu, ùn hè micca qualcosa chì parechje persone puderanu trattà.
"Immaginu chì a disinstallazione deve implicà un prufessiunale registratu per l'electricità di rete ... è puderanu esse a chjave per a gestione di questu [rifiu].Mentre pò esse difficiule perchè ùn sò micca adattati per trattà i rifiuti, ùn hè micca cusì difficiule di diventà un trasportatore di rifiuti ".
Butler nota chì i pannelli solari chì si avvicinanu avà à a fine di a vita puderanu esse sfida à riciclà per via di a variazione in a fabricazione: "In quantu à u riciclamentu, pensu chì a sfida cù i PV serà capisce a chimica perchè, in particulare à u principiu, ci sò assai mischi chimichi diffirenti.Stuff chì hà da cumincià à esce avà hè abbastanza vechju, 20 anni hè un ciculu abbastanza longu.Allora forse ci hè una lacuna di l'infurmazioni chì puderia avè bisognu à esse colmata in quantu à quale mette ciò chì in u mercatu è ciò chì hè ".
I prucessi di riciclamentu
I prucessi di riciclamentu per i pannelli varianu secondu a cumpusizioni di u pannellu solare, u più cumuni di quale hè basatu in siliciu.Cunnisciuti per a so accessibilità è flessibilità, i pannelli solari di siliciu custituiscenu una parte di u mercatu di 73,3 per centu in 2020;A film sottile rapprisenta u 10,4 per centu è i pannelli fabbricati da altri materiali (sensibili à a tinta, fotovoltaica concentrata, ibridi organici) rapprisentanu u 16,3 per centu restante (Chowdhury et al, 2020).
Quandu si cullighjanu, qualsiasipannellu PVhè difficiule di disassemble.U quadru d'aluminiu è a scatula di junction pò esse sguassati abbastanza;a parte sfida hè a foglia di vetru appartamentu laminatu, chì cuntene una quantità minima di metalli ferrosi è non ferru, plastica è materiale semiconductor.In quantu à e suluzione di trattamentu, a sfida ùn hè micca una tecnica, postu chì a pirolisi, a separazione criogenica (congelamentu) è a triturazione meccanica esistenu cum'è tecniche di separazione per i diversi materiali.A sfida più grande hè chì i pannelli PV ùn generanu micca rifiuti simili à i rifiuti di imballaggio o consumabili cù una vita corta.Dunque, a quistione principale hè una ecunomica: quale investirà in una linea di trattamentu chì ùn hà micca idea di quandu ghjunghjeranu i rifiuti?
I pannelli di film sottili implicanu un prucessu di trattamentu, chì richiede alcuni passi supplementari per ricuperà u "tellururo di cadmiu" di metalli cumposti in modu ecologicu.Mentre una scelta menu populari, i pannelli di film sottile anu un usu di materiale più efficau, allughjendu un semiconductor più sottile, risparmiendu u costu è u carbone durante a fabricazione.Questi pannelli funzionanu megliu in luce più bassa è in anguli "estremi", utili per superfici verticali è facciate.
Per ricuperà i materiali, i pannelli PV di film sottili sò sbuchjati per sguassà a laminazione, prima chì i frammenti solidi è liquidi sò siparati da un viti rotanti.A film hè sguassata cù l'acidu è u perossu, seguita da a rimuzione di materiali interlayer cù vibrazione, mentre chì u vetru restante è u metale sò siparati è recuperati.
Riciclamentu di pannelli solari à scala
Malgradu l'iniziativi di riciclamentu attuali chì crescenu in modu stabile, attualmente solu 80 à 95 per centu di i materiali di pannelli solari chì facenu u riciclamentu sò recuperati.Per avanzà questu, a cumpagnia di gestione di i rifiuti Veolia conduce un prughjettu per purtà u riciclamentu di pannelli solari cumpletu à scala industriale, in un prughjettu in corso finanziatu da EIT RawMaterials.ReProSolar sviluppa un prucessu altamente efficiente per u riciclamentu di i pannelli di fine di vita, chì permette di ricuperà tutti i cumpunenti di moduli fotovoltaici basati in siliciu.
Aduprendu a tecnulugia di delaminazione per separà a cellula solare da a piastra di vetru, i prucessi fisichi è chimichi ricuperanu tutti i materiali, cumpresi l'argentu puru è u siliciu, senza distrughje i moduli PV.
In partenariatu cù FLAXRES GmbH è ROSI Solar, duicumpagnie di tecnulugiachì sviluppanu novi metudi per ricuperà e materie prime da i pannelli fotovoltaici, u prugettu testerà a fattibilità à scala industriale à a fine di l'annu, cù 5.000 tunnellate di moduli fotovoltaici dismessi da esse processati annu in una pianta di dimostrazione in Germania in 2024.
A cummercializazione di un prucessu cumpletu di riciclamentu hè chjave per scuntrà a sfida attuale di u mercatu, purtendu una forte fornitura di cumpunenti di pannelli fotovoltaici recuperati per risponde à a crescente dumanda di pannelli è gestisce i volumi di muntagna di rifiuti di pannelli solari.
Un guadagnu economicu considerableu puderia esse fattu da a ricuperazione di cumpunenti di pannelli PV d'altu valore mentre a dumanda aumenta.L'argentu, per esempiu, mentre cunta per 0,05 per centu di u pesu di u pannellu, custituisce u 14 per centu di u so valore di u mercatu.Altri metalli preziosi è recuperabili include l'aluminiu, u cobre è u telluriu.Sicondu Rystad Energy, mentre i materiali recuperati da i pannelli fotovoltaici in fine di a vita valenu attualmente $ 170 milioni, valenu più di $ 2,7 miliardi in 2030.
Riprogettazione di pannelli solari
In più di l'innuvazioni in u mondu di u riciclamentu di pannelli solari, u disignu di i pannelli hè ancu esse riimaginatu cù a reutilizazione in mente.L'Organizazione Olandese per a Ricerca Scientifica Applicata (TNO) hà revelatu i so pannelli solari "Design for Recycling" (D4R) di novu sviluppu in dicembre 2021, fabbricati per considerazioni di fine di a vita.I pannelli, cù una vita testata di 30 anni, sò pensati per un disassemblamentu faciule senza danni à i cumpunenti.
I pannelli, incapsulati cù una foglia adesiva, cuntenenu un mecanismu di trigger integratu per a separazione di e cellule è frames.U prucessu hè di bassa energia è ùn implica micca elementi tossichi.
A ricerca hè allughjata da dui prughjetti, u primu hè u prughjettu DEREC, chì hà cuncepitu è pruvatu i pannelli D4R à una piccula scala per assicurà u so dismantling pulitu dopu una vita di serviziu simulata.U prughjettu PARSEC hà da scala a tecnulugia à pannelli D4R full-size per l'usu cummerciale è residenziale.
Mentre chì hè pannellifabricatuQuasi 30 anni fà chì ponenu a sfida attuale à i riciclatori, i pannelli D4R ponu simplificà u riciclamentu di pannelli per guidà l'industria avanti.È, in più di i novi pannelli, u cunsorziu hè a ricerca di tecniche di riciclamentu per i mudelli di pannelli solari attuali, per ottene l'acquistu di siliciu puru per a reutilizazione.
In cunclusioni
Cumulativamente, queste innuvazioni mostranu prumesse in u so focusu nantu à a cummercializazione, anche se a preoccupazione resta per se a scala necessaria serà cumpresa, cù i dui volumi di pannelli difunti è a dumanda di novi aumentendu.Tuttavia, se i sforzi di cummercializazione andanu bè, è se i piani di fabricazione di pannelli da materiali completamente recuperati ponu esse furniti, l'industria di i pannelli solari cerca una robusta ecunumia circular.
Tempu di Postu: 11-Jan-2023