صناعة الطاقة الشمسية المزدهرة لديها مشكلة نفايات لم يتم حلها

إيف هنا. من المثير للقلق أن نرى كيف يركز المتحمسون للطاقة الخضراء ، في محاولة للحفاظ على أنماط الحياة الحديثة ، على الحد من غازات الاحتباس الحراري وتخطي التكاليف البيئية بشكل روتيني. هنا نرى أن التخلص من الألواح الشمسية الميتة لا تتم معالجته (كثيرًا) ، وحتى إذا كان رواد الأعمال سيجدون صعوبة في العمل ، فهناك بعض المكونات التي سيظل من الصعب إعادة معالجتها وليس من الجيد التخلص منها.

لم يتعامل أي شخص على مستوى صنع السياسة بجدية مع كيفية الاكتفاء بأقل من ذلك ، وهو ما لن يؤدي بالضرورة إلى انخفاض كبير في مستويات المعيشة إذا تم القيام به بشكل مدروس. لكن هذا قد يستلزم تقاسم الأعباء ، وتخفيضات كبيرة في الجيش ، وكبح الأثرياء الفاحشين العادات السيئة مثل إدمانهم على الطائرات الخاصة. لذلك نحن مستعدون لمواصلة طريقنا السيئ بالقصور الذاتي.

بقلم تسفيتانا باراسكوفا ، كاتبة في موقع Oilprice.com تتمتع بخبرة تزيد عن عشر سنوات في الكتابة لمنافذ إخبارية مثل iNVEZZ و SeeNews. نُشرت في الأصل في OilPrice

• سيتم إيقاف تشغيل ملايين الألواح الشمسية التي انتهى عمرها الافتراضي خلال العامين المقبلين.
• يتطلع الباحثون والشركات الناشئة والحكومات إلى إنشاء صناعة لإعادة تدوير الألواح الشمسية ، ليس فقط لتقليل النفايات المذكورة ، ولكن أيضًا لاستعادة المواد القيمة.
• يمكن أن تزيد كمية الألواح الشمسية للخردة إلى 200 مليون طن على مستوى العالم بحلول عام 2050.

قالت وكالة الطاقة الدولية (IEA) الأسبوع الماضي إن منشآت الطاقة الشمسية تقود طفرة في طاقة الطاقة المتجددة ، ومن المقرر أن تمثل الإضافات الشمسية ثلثي الزيادة في قدرة الطاقة المتجددة العالمية هذا العام.

إلى جانب الطفرة الشمسية ، مع ذلك ، تأتي طفرة أخرى – يجب التخلص من الألواح الشمسية التي انتهى عمرها الافتراضي ، وستنمو نفايات الألواح الشمسية بشكل كبير مع ازدهار المنشآت.

نشهد الآن بداية مشكلة نفايات رئيسية ، أو فرصة كبيرة للتكنولوجيا النظيفة خلال العقود القليلة القادمة ، اعتمادًا على كيفية تعامل الصناعات والشركات الناشئة والحكومات مع قضية نفايات الألواح الشمسية.

ازدهار صناعة الطاقة الشمسية

ارتفعت منشآت الطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة ، وبما أن عمر الألواح الشمسية في مكان ما يصل إلى حوالي 15 عامًا ، فإن أول الألواح الشمسية على نطاق صناعي تقترب من نهاية عمرها التشغيلي ويجب إيقاف تشغيلها. مع الطفرة الشمسية الحالية ، بعد 15 عامًا من الآن ، سيكون هناك ملايين الأطنان من الألواح الشمسية التي انتهى عمرها الافتراضي ، والتي ، ما لم يتم إعادة تدويرها ، ستضيف إلى مشكلة النفايات البلاستيكية في العالم.

هذا العام ، ولأول مرة على الإطلاق ، من المقرر أن يتجاوز الاستثمار في توليد الطاقة الشمسية الاستثمار في إنتاج النفط في عام 2023 ، حسبما ذكرت وكالة الطاقة الدولية الشهر الماضي.

إن المثال المشرق للنمو في الاستثمار في الطاقة النظيفة هو الطاقة الشمسية ، والتي من المقرر أن تجتذب في عام 2023 رؤوس أموال أكثر من إنتاج النفط العالمي للمرة الأولى على الإطلاق. وهذا يعكس المد المتغير في الطاقة العالمية “، بيرول من وكالة الطاقة الدولية قال.

لكن المستقبل المشرق للطاقة الشمسية له سره المظلم والقذر – الكمية الهائلة من النفايات الناتجة عن الألواح الشمسية التي انتهى عمرها الافتراضي.

يتطلع الباحثون والشركات الناشئة والحكومات إلى إنشاء صناعة لإعادة تدوير الألواح الشمسية ، ليس فقط لتقليل النفايات المذكورة ، ولكن أيضًا لاستعادة المواد القيمة المستخدمة في تصنيع تلك الألواح – الفضة والنحاس والسيليكون.

مع النقص الذي يلوح في الأفق في المعادن الرئيسية لانتقال الطاقة ، فإن استعادة وإعادة تدوير جزء من المواد المستخدمة في تصنيع الألواح الشمسية يمكن أن يكون مصدرًا قيمًا لكميات إضافية من تلك المعادن التي تم تعدينها بالفعل.

“جبل النفايات”

المشكلة هي الحجم. لا تزال الصناعة في مراحلها الأولى ، ولكنها تحتاج إلى تنمية سريعة لتكون قادرة على توفير فرصة اقتصادية دائرية للخروج من مشكلة النفايات هذه.

قال أوتي كوليير ، نائب مدير الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (إيرينا) لبي بي سي: “سيكون جبل نفايات بحلول عام 2050 ، ما لم نبدأ سلاسل إعادة التدوير الآن”.

وفقًا لـ Collier ، لا يزال من الممكن التحكم في 4 ملايين طن من الألواح الشمسية للخردة بحلول عام 2030 ، ولكن يمكن أن ترتفع الكمية إلى أكثر من 200 مليون طن على مستوى العالم بحلول عام 2050 مع ازدهار نشر الطاقة الشمسية.

وتشير بي بي سي إلى أن هذا يمثل نصف كمية البلاستيك التي يتم إنتاجها على مستوى العالم كل عام.

يمكن إعادة تدوير إطار الألمنيوم والزجاج من الألواح بمعدل استرداد مرتفع ، بينما يصعب استخراج وإعادة تدوير المكونات المتشابكة الأصغر ولكن القيمة مثل المعادن.

صناعة إعادة تدوير الألواح الشمسية الناشئة

علاوة على ذلك ، فإن مرافق إعادة تدوير الطاقة الشمسية الحالية لديها قدرة معالجة منخفضة لإعادة تدوير الخلايا الشمسية ، حسبما ذكرت وكالة الطاقة الدولية في تقرير العام الماضي.

وأشارت وكالة الطاقة الدولية إلى أنه “نظرًا لأن عامل قدرة هذه المحطات منخفض حاليًا ، فمن المتوقع ارتفاع تكاليف المعالجة لكل وحدة ، حيث تقوم العديد من المصانع بتخزين الوحدات الكهروضوئية حتى يكون لديها حجم كافٍ للمعالجة”.

وقالت الوكالة إنه على الرغم من أن الزجاج يبدو للوهلة الأولى أنه يُعاد تدويره ، إلا أن استخدام الزجاج المستعاد يقتصر على المنتجات الأقل قيمة ، مع ارتفاع تكاليف النقل التي تمثل مشكلة.

وفقًا لشركة Rystad Energy ، يمكن أن تبلغ قيمة صناعة إعادة تدوير الطاقة الشمسية الكهروضوئية 2.7 مليار دولار بحلول نهاية هذا العقد ، ارتفاعًا من 170 مليون دولار فقط في عام 2022.

مكونات اللوحة ذات أعلى قيمة هي الألومنيوم ، والفضة ، والنحاس ، والبولي سيليكون. قال محللو Rystad إن الفضة تمثل حوالي 0.05٪ من الوزن الإجمالي لكنها تشكل 14٪ من القيمة المادية.

في العام الماضي ، قال علماء من جامعة ليستر إنهم اكتشفوا عملية بديلة تستعيد الفضة والألمنيوم من الخلايا الكهروضوئية المنتهية الصلاحية. وصف الفريق عملية باستخدام كلوريد الحديد وكلوريد الألومنيوم المذاب في المحاليل الملحية لاستخراج الفضة والألمنيوم من الخلايا الشمسية. تسترد العملية باستخدام هذه المذيبات أكثر من 90٪ من الفضة والألمنيوم في فترة 10 دقائق. الفضة المستردة عالية النقاء ، مما يعني أنه يمكن إعادة استخدامها في البيئات الصناعية.

يقول رونج دينج ، زميل باحث من كلية الطاقة الكهروضوئية وهندسة الطاقة المتجددة بجامعة نيو ساوث ويلز ، إن أكبر مشكلة في العملية الحالية هي عدم القدرة على استخراج المعادن النادرة في الألواح مع الحفاظ على انخفاض التكاليف.

قال خبراء الطاقة الشمسية بجامعة نيو ساوث ويلز في سيدني هذا الأسبوع إن العالم يحتاج إلى تقنية مخصصة مصممة لإعادة تدوير العناصر المهمة داخل الألواح الشمسية.

قال دينغ: “لكن إذا واصلنا السير في طريق استخدام التكنولوجيا غير المتخصصة لإعادة تدوير الوحدات الكهروضوئية ، فسنستمر في النهاية في الحصول على أجزاء ملوثة بمواد أخرى والتي لا تعتبر حلاً مستدامًا”.

بالإضافة إلى ذلك ، لم تبدأ إعادة التدوير على نطاق واسع بعد للألواح الشمسية.

“الصناعة جديدة ولا تزال تنمو ، حيث يدرس الباحثون كيفية تسويق إعادة التدوير لاستعادة معظم مكونات الألواح الشمسية اقتصاديًا. يمكن العثور على عناصر عملية إعادة التدوير هذه في الولايات المتحدة ، لكنها لم تحدث بعد على نطاق واسع ، كما تقول وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA).

في أوروبا ، تقول شركة ROSI لإعادة تدوير الطاقة الشمسية ومقرها فرنسا ، إن منشأتها في غرونوبل ، أول مصنع مخصص بالكامل لإعادة تدوير الألواح الشمسية في العالم ، يمكنها استخراج وإعادة استخدام ما يصل إلى 99٪ من مكونات اللوحة ، بما في ذلك المواد الثمينة مثل الفضة والنحاس. ROSI هي الشركة الأوروبية الوحيدة حاليًا التي تعمل على نطاق صناعي.