Källa: greenbiz.com
Solpaneler har en livslängd på 25 till 30 år, men de innehåller värdefulla metaller, inklusive silver och koppar. Med en ökning av utgångna paneler som väntas snart, växer företag fram som försöker återvinna det återanvändbara materialet och hålla panelerna borta från deponier.
I Odessa, Texas, lastar arbetare vid en startup som heter SolarCycle av lastbilar som bär uttjänta solcellspaneler som nyligen plockats från kommersiella solgårdar över hela USA. De separerar panelerna från aluminiumramarna och elboxarna och matar dem sedan in i maskiner som lossar deras glas från de laminerade materialen som har hjälpt till att generera elektricitet från solljus i ungefär ett kvarts sekel.
Därefter mals panelerna, strimlas och utsätts för en patenterad process som extraherar de värdefulla materialen - mestadels silver, koppar och kristallint kisel. De komponenterna kommer att säljas, liksom det lägre värdet aluminium och glas, som till och med kan hamna i nästa generations solpaneler.
Denna process ger en glimt av vad som kan hända med en förväntad ökning av pensionerade solpaneler som kommer att strömma från en industri som representerar den snabbast växande energikällan i USA idag, ungefär 90 procent av panelerna i USA som har förlorat sin effektivitet på grund av ålder, eller som är defekta, hamnar på deponier eftersom det alternativet kostar en bråkdel av att återvinna dem.
Men återvinningsförespråkare i USA säger att ökad återanvändning av värdefulla material, som silver och koppar, skulle bidra till att stärka den cirkulära ekonomin, där avfall och föroreningar minskas genom att ständigt återanvända material. Enligt en rapport från 2021 från National Renewable Energy Laboratory (NREL), kan återvinning av PV-paneler också minska risken för att deponier läcker ut gifter till miljön; öka stabiliteten i en försörjningskedja som till stor del är beroende av import från Sydostasien; sänka kostnaderna för råvaror för solenergi och andra typer av tillverkare; och utöka marknadsmöjligheter för amerikanska återvinningsföretag.
Amerikanska solpaneler som ska gå i pension till 2030 skulle täcka cirka 3,000 amerikanska fotbollsplaner.
Naturligtvis är återanvändning av förstörda men fortfarande fungerande paneler ett ännu bättre alternativ. Miljontals av dessa paneler hamnar i utvecklingsländer, medan andra återanvänds närmare hemmet. Till exempel bygger SolarCycle ett kraftverk för sin fabrik i Texas som kommer att använda renoverade moduler.
Utsikterna till en framtida överflöd av utgångna paneler föranleder ansträngningar från en handfull solenergiåtervinningsföretag för att komma till rätta med en bristande överensstämmelse mellan den nuvarande uppbyggnaden av förnybar energikapacitet av kraftverk, städer och privata företag - miljontals paneler installeras globalt varje år - och en brist på anläggningar som kan hantera detta material säkert när det når slutet av sin livslängd, om cirka 25 till 30 år.
Solkapaciteten över alla segment i USA förväntas öka med i genomsnitt 21 procent per år från 2023 till 2027, enligt den senaste kvartalsrapporten från Solar Energy Industries Association och konsultföretaget Wood Mackenzie. Den förväntade ökningen kommer att hjälpas av den landmärke Inflation Reduction Act från 2022 som, bland annat stöd för förnybar energi, kommer att ge en skattelättnad på 30 procent för solcellsinstallationer i bostäder.
Området som täcks av solpaneler installerade i USA från och med 2021 och som ska gå i pension till 2030 skulle täcka cirka 3,000 amerikanska fotbollsplaner, enligt en NREL-uppskattning. "Det är en bra bit av slöseri", säger Taylor Curtis, en juridisk och regulatorisk analytiker vid labbet. Men branschens återvinningsgrad, på mindre än 10 procent, ligger långt efter de positiva prognoserna för branschens tillväxt.
År 2050 kan värdet av råvaror som kan återvinnas från solpaneler överstiga 15 miljarder dollar.
Jesse Simons, en av grundarna av SolarCycle, som sysselsätter cirka 30 personer och började arbeta i december, sa att deponier för fast avfall vanligtvis tar $1 till $2 för att acceptera en solpanel, vilket stiger till cirka $5 om materialet anses vara farligt avfall. Däremot tar hans företag 18 USD per panel. Klienter är villiga att betala den avgiften eftersom de kanske inte kan hitta en deponi som är licensierad att ta emot farligt avfall och tar på sig juridiskt ansvar för det, och för att de vill minimera miljöpåverkan från sina gamla paneler, säger Simons, tidigare chef för Sierra Club. .
SolarCycle förser sina kunder med en miljöanalys som visar fördelarna med panelåtervinning. Till exempel förbrukar återvinning av aluminium 95 procent mindre energi än att tillverka jungfruligt aluminium, vilket bär kostnaderna för att bryta råvaran, bauxit och sedan transportera och förädla den.
Företaget uppskattar att återvinning av varje panel undviker utsläppen av 97 pund CO2; siffran stiger till mer än 1,5 ton CO2 om en panel återanvänds. Enligt en föreslagen Securities and Exchange Commission-regel kommer offentliga företag att vara skyldiga att avslöja klimatrelaterade risker som sannolikt kommer att ha en väsentlig inverkan på deras verksamhet, inklusive deras utsläpp av växthusgaser.
Borttagen från solpaneler vid SolarCycle-fabriken säljs aluminium på en närliggande metallgård. Glas säljs för bara några cent per panel för återanvändning i basprodukter som flaskor, men Simons hoppas att han så småningom kommer att få tillräckligt med det för att sälja för ett högre pris till en tillverkare av nya solpanelskivor.
Från och med juli hade Kalifornien bara en återvinningsanläggning som accepterade solpaneler.
Kristallint kisel, som används som basmaterial i solceller, är också värt att återvinna, sa han. Även om den måste förfinas för användning i framtida paneler undviker användningen miljöpåverkan från gruvdrift och bearbetning av nytt kisel.
SolarCycle är ett av endast fem företag i USA som listas av SEIA som kapabla att tillhandahålla återvinningstjänster. Branschen är fortfarande i sin linda och funderar fortfarande på hur man kan tjäna pengar på att återvinna och sedan sälja panelkomponenter, enligt den amerikanska miljöskyddsmyndigheten. "Element av denna återvinningsprocess kan hittas i USA, men det sker ännu inte i stor skala", sa EPA i en översikt över branschen.
Under 2016 förutspådde International Renewable Energy Agency (IRENA) att i början av 2030-talet kommer den globala mängden avvecklade solcellspaneler att motsvara cirka 4 procent av antalet installerade paneler. Till 2050-talet kommer volymen solpanelsavfall att stiga till minst 5 miljoner ton per år, sa byrån. Kina, världens största producent av solenergi, förväntas ha pensionerat sammanlagt minst 13,5 miljoner ton paneler år 2050, den överlägset största kvantiteten bland stora solelproducerande nationer och nästan dubbelt så mycket som USA kommer att gå i pension vid den tiden, enligt IRENA-rapporten.
De råvaror som tekniskt kan återvinnas från solcellspaneler globalt kan kumulativt vara värda 450 miljoner dollar (i 2016 termer) år 2030, enligt rapporten, ungefär lika med kostnaden för råmaterial som behövs för att producera cirka 60 miljoner nya paneler, eller 18 gigawatt effekt. produktionskapacitet. År 2050, enligt rapporten, kan det återvinningsbara värdet kumulativt överstiga 15 miljarder dollar.
Men för närvarande står solåtervinnare inför betydande ekonomiska, tekniska och regulatoriska utmaningar. En del av problemet, säger NRELs Curtis, är bristen på data om återvinningsgraden för paneler, vilket hindrar potentiella politiska svar som kan ge fler incitament för solcellsanläggningsoperatörer att återvinna uttjänta paneler istället för att dumpa dem.
Ett annat problem är att toxicitetskarakteristiska lakningsproceduren - en EPA-godkänd metod som används för att avgöra om en produkt eller ett material innehåller farliga ämnen som kan läcka ut i miljön - är känd för att vara felaktig. Följaktligen slutar vissa solenergigårdsägare med att "överhantera" sina paneler som farliga utan att göra en formell bedömning av farligt avfall, sa Curtis. Det slutar med att de betalar mer för att slänga dem på deponier som får hantera farligt avfall eller återvinna dem.
Internationella energiorganet bedömde om solpaneler som innehåller bly, kadmium och selen skulle påverka människors hälsa om de dumpades i antingen farligt avfall eller kommunala deponier och fastställde att risken var låg. Ändå, sa byrån i en rapport från 2020, att dess resultat inte utgjorde ett stöd för deponering: Återvinning, sade den, skulle "ytterligare mildra" miljöproblem.
NREL studerar en alternativ process för att avgöra om paneler är farliga. "Vi måste ta reda på det eftersom det definitivt påverkar ansvaret och kostnaderna för att göra återvinningen mer konkurrenskraftig," sa Curtis.
Trots dessa osäkerheter har fyra stater nyligen antagit lagar om återvinning av solcellsmoduler. Kalifornien, som har flest solcellsinstallationer, tillåter att paneler dumpas på soptippar, men först efter att de har verifierats som ofarliga av ett utsett laboratorium, vilket kan kosta uppemot 1 500 dollar. Från och med juli hade Kalifornien bara en återvinningsanläggning som accepterade solpaneler.
I delstaten Washington ska en lag som utformats för att tillhandahålla ett miljövänligt sätt att återvinna PV-paneler implementeras i juli 2025; New Jersey-tjänstemän förväntar sig att utfärda en rapport om hantering av solcellsavfall i vår; och North Carolina har instruerat statliga miljötjänstemän att studera avvecklingen av solenergiprojekt i nyttoskala. (North Carolina kräver att solpaneler ska kasseras som farligt avfall om de innehåller tungmetaller som silver eller - när det gäller äldre paneler - sexvärt krom, bly, kadmium och arsenik.)
I Europeiska unionen har uttjänta solcellspaneler sedan 2012 behandlats som elektroniskt avfall enligt EU:s direktiv om avfall från elektrisk och elektronisk utrustning, så kallat WEEE. Direktivet kräver att alla medlemsländer följer minimistandarder, men den faktiska andelen e-avfallsåtervinning varierar från nation till nation, säger Marius Mordal Bakke, senioranalytiker för forskning om solenergileverantörer på Rystad Energy, ett forskningsföretag med huvudkontor i Oslo, Norge . Trots denna lag är EU:s PV-återvinningsgrad inte bättre än den amerikanska andelen - runt 10 procent - till stor del på grund av svårigheten att utvinna värdefulla material från paneler, sa Bakke.
Men han förutspådde att återvinning kommer att bli mer utbredd när antalet uttjänta paneler stiger till den punkt där det utgör en affärsmöjlighet, vilket ger återvinningsföretagen värdefulla material de kan sälja. Regeringar kan hjälpa till att påskynda övergången, tillade han, genom att förbjuda bortskaffande av solcellspaneler på soptippar och ge incitament som skattelättnader till alla som använder solpaneler.
"Någon gång i framtiden kommer du att se tillräckligt många paneler tas ur bruk för att du typ måste börja återvinna," sa Bakke. "Det kommer att bli lönsamt av sig själv oavsett råvarupriser."
