Elektronik hurda işleyicileri, giderek daha fazla fotovoltaik modülün pazara girmesi için stratejiler geliştiriyor. | Hill120 / Shutterstock
Bazı açılardan güneş panelleri eski TV'lerle aynı geri dönüşüm zorluklarıyla karşı karşıyadır. Doğru geri dönüşüm maliyetleri çok yüksek, emtia değerleri sınırlı ve tehlikeli metaller içeriyorlar. Aynı zamanda, nispeten az sayıda alt işlemci bunları geri dönüştürüyor ve pazar yeniden kullanıma karşı çıkıyor.
Arizona'daki We Recycle Solar'ın başkan yardımcısı AJ Orben, kurşun cam içeren ve eski, büyük televizyonlarda kullanılan katot ışın tüpüne atıfta bulunarak, 'Güneş panelleri neredeyse yeni CRT'dir' dedi.
Elektronik ve güneş paneli geri dönüşüm endüstrisindeki uzmanlarla yapılan röportajlar, endüstrinin fotovoltaik (PV) modüllerde karşılaştığı zorlukları ortaya çıkardı. Fotovoltaik (PV) modüller, birçok durumda tıpkı CRT'ler gibi depolanabilir, atılabilir, terk edilebilir veya yasa dışı bir şekilde çöp sahasına atılabilir.
Kar amacı gütmeyen Sustainable Electronics Recycling International (SERI), sertifikalı geri dönüşüm tesislerinin potansiyel yanlış yönetimini kısmen önlemek amacıyla, R2 e-atık sertifikasyon standardına güneş panelleri eklemek için çalışıyor. Dünya çapında yaklaşık 1000 elektronik ürün geri dönüşüm tesisi R2 standart sertifikasını geçmiştir.
Aynı zamanda giderek daha fazla güneş paneli hurdaya çıkma aşamasına geçmeye devam edecek. Ancak işleme karmaşıklığı ve beklenen ek düzenlemeler bir iş fırsatıdır.
National Electronic Processor ERI'nin kurucu ortağı ve yönetim kurulu başkanı John Shegerian, şirketinin şu anda haftada bir yarı kamyon römorku kadar geri dönüştürdüğü panel sayısına atıfta bulunarak, 'Bu buzdağının sadece görünen kısmı' dedi. 'Bu sadece oyuna ısınmak için.'
ABD Enerji Bakanlığı'nın verilerine göre şu anda satılan panellerin yaklaşık %95'i kristal silikondan, fotovoltaik hücreler ise silikon yarı iletkenlerden oluşuyor. Güneş panelleri, bu unsurlara onlarca yıl dayanacak şekilde tasarlanmıştır ve plastikle kapsüllenmiş ve cam ile arka levha arasına sıkıştırılmış birbirine bağlı fotovoltaik hücrelerden oluşur. Tipik bir panelde metal bir çerçeve (genellikle alüminyum) ve harici bakır teller bulunur.
Geçen yıl kaynak geri kazanımıyla ilgili bir makalede, güneş enerjisi ekipmanı borsası EnergyBin'den Melissa Ann Schmid, kristalin silikon panellerin çoğunlukla camdan yapıldığını, ancak aynı zamanda plastik, alüminyum, silikon ve bakırın yanı sıra eser miktarda da karbonat içerdiğini açıkladı. gümüş, kalay ve kurşun. .
Geri dönüşüm şirketleri, alüminyum çerçeveyi ve harici bakır teli geri dönüşüm için kolaylıkla ayırabilir. Bununla birlikte, fotovoltaik hücreler bir etilen vinil asetat (EVA) plastik tabakası içinde kapsüllendiğinden ve cama bağlandığından, silikon plakalardaki gümüş, bakır veya yüksek saflıkta silikonun geri kazanılması için ek işlemler gerekir.
We Recycle Solar, Yuma, Arizona'da büyük bir güneş paneli geri dönüşüm tesisine sahiptir. Tesis, Kaliforniya sınırındaki bir şehirde ve New York City'de daha küçük bir fabrikada bulunuyor. We Recycle Solar, beş yıl önce faaliyete geçti ve evlerden, işyerlerinden ve güneş enerjisi çiftliklerinden gelen malzemeleri kullanarak her hafta on binlerce güneş panelini geri dönüştürüyor.
Orben, şirketin Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en büyük güneş paneli geri dönüşüm şirketi olduğunu söyledi, ancak yalnızca birkaç şirketin güneş paneli malzemelerinin tamamını veya neredeyse tamamını geri dönüştürdüğüne dikkat çekti.
We Recycle Solar, alüminyum çerçeveyi ve kabloları söküp panelleri parçalıyor. Ezilmiş karışımın metal, silikon ve camı ayırmak için ikincil kimyasal işleme, elektroliz ve diğer işlemlere tabi tutulduğunu ve daha sonra alt işlemcilere gönderildiğini söyledi.
ERI, Fresno, California'da bulunmaktadır ve pillerden değerli metalleri geri kazanmayı amaçlayan, Carson, Nevada'da bulunan yeni kurulmuş bir şirket olan Redwood Materials için güneş panelleri işlemektedir. Nisan ayında ERI, işlemcinin tüm geri dönüştürülmüş pilleri ve parçalanmış güneş paneli atıklarını Redwood Materials'a göndereceği bir ortaklığı duyurdu. ERI'nin basın açıklamasına göre Redwood, anlaşma kapsamında ERI'ye önemli miktarda yatırım yaptı.
Shegerian, ERI'nin yaklaşık üç yıldır güneş paneli geri dönüşümüne yönelik araştırma ve geliştirme üzerinde çalıştığını söyledi. Alüminyum çerçeveyi çıkardıktan sonra ERI, yeniden oluşturulan parçalayıcıdaki panelin boyutunu küçülttü. Sürecin en önemli adımı, gereksiz emisyonları önlerken camı parçalayıp metal içeren malzemeden ayırmaktır.
Ortaya çıkan metal içeren malzeme topları daha sonra şirketin teknolojisini bakır, gümüş ve kurşun gibi metalleri ayırmak için kullandığı Redwood'a gönderiliyor.
Güneş panellerini işleyen bir diğer e-atık şirketi ise Dallas yakınlarındaki Carrollton, Teksas'ta 166.000 metrekarelik bir geri dönüşüm ve yeniden kullanım tesisi işleten Echo Environmental'dir.
Echo Environmental başkanı Tommy McGuire, Echo çalışanlarının her yıl üreticilerden ve diğer şirketlerden 1 milyon poundun üzerinde güneş paneli aldığını söyledi. Önce alüminyum çerçeveyi söküyorlar ve geri dönüşüm için kabloları kesiyorlar.
Echo daha sonra modülü parçalıyor ve ardından fiberglas yalıtım ve yansıtıcı boya için satılan temiz camın bir kısmını ayırmak için bir frezeleme işlemi kullanıyor. Geriye kalan metal içeren malzemeler, elektronik ürünlerden parçalanmış devre kartlarına karıştırılıyor ve daha sonra eritme işlemine gönderiliyor.
Hurda denklemini karmaşık hale getiren şey, bazı panel türlerinin toksik metal konsantrasyonları nedeniyle tehlikeli olarak kabul edilmesidir. Güney Carolina Sağlık ve Çevre Kontrol Departmanı, tehlikeli olarak kabul edilebilecek farklı türleri listeleyen ve zararsız panellerin belediyenin katı atık depolama sahasına atılabileceğine işaret eden bir bilgi formu hazırladı.
Özel işlem gerektiren türler arasında ince film piller, kristalin silikon panellere göre daha nadirdir. First Solar, bir güneş paneli üreticisidir ve kadmiyum tellür ince film güneş pili modülleri üretmek için 2005 yılından bu yana bir geri dönüşüm programı uygulamaktadır. First Solar'a göre geri dönüşüm süreci, çekiçli değirmende parçalama ve öğütmeyi içeriyor. Bundan sonra EVA laminat temiz camdan ayrılır. Ayrıca üçüncü parti firmalar kadmiyum ve tellürün geri kazanılması için metal çöktürme işlemleri gerçekleştirmektedir.
Echo'dan McGuire, tehlikeli metaller ve ek imha gereklilikleri nedeniyle Echo'nun, müşterilerinin kadmiyum içeren ince film pilleri doğrudan First Solar'ın Ohio'daki geri dönüşüm tesisine göndermelerini önerdiğini söyledi.
Echo'nun testlerinin genel olarak diğer panellerin tehlikeli atık olmadığını gösterdiğine dikkat çekti. Ancak yine de dikkatli bir şekilde ele alınmaları gerekiyor.
McGuire, 'Tipik fotovoltaik modüllerinizin çok fazla tehlikeli etkisi olmayacak, ancak elektronik ürünlerde olduğu gibi, onların da çöplüklerimizi doldurmasını kesinlikle istemiyoruz' dedi.
We Recycle Solar'dan Orben, şirketinin testlerinin Federal Kaynak Koruma ve Geri Dönüşüm Yasası (RCRA) kapsamında panellerin üçte ikisinden fazlasının kurşun veya gümüş konsantrasyonları nedeniyle tehlikeli atık olarak kabul edildiğini gösterdiğini söyledi. Kaliforniya standartlarına göre aynı panellerin yaklaşık %90'ı tehlikeli kabul ediliyor çünkü kabul edilebilir kurşun veya gümüş içeriğini aşmasalar bile bakır veya çinko için eyalet sınırını aşıyorlar.
ABD Çevre Koruma Ajansı'na göre güneş enerjisini geri dönüştüren Yuma tesisimiz, burada aşındırıcı atıklar, kadmiyum, kurşun ve gümüşün işlendiğini belirten tehlikeli atık lisansına sahiptir.
Tehlikeli maddelerin dikkate alınmasının yanı sıra, güneş panellerinin geri dönüşümü ekonomik fizibilite açısından da zorluklarla karşı karşıyadır.
Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) ve Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü'nün Mart 2021 tarihli raporuna göre, 'Fotovoltaik modüllerin geri dönüşümüyle ilgili mevcut teknolojiler, altyapı ve süreçler, yüksek değerli malzemelerin uygun maliyetli geri dönüşümü için optimize edilmemiştir. 'Sonuç olarak, geri dönüşüm maliyetleri genellikle daha ucuz ve daha erişilebilir imha yöntemleriyle dengeleniyor.'
Orben, We Recycle Solar'ın her bir panelinin işlem maliyetinin 25 ABD Doları kadar yüksek olduğunu, alüminyum, bakır, kurşun, cam, gümüş ve silikondan oluşan maliyetin ise 2 ila 4 ABD Doları arasında olduğunu söyledi. OEM'lerin halihazırda yeni nesil daha verimli ürünlerde daha düşük değerli metalleri hafiflettiklerini ve kullandıklarını söyledi; bu, üreticiler ve tüketiciler açısından iyi bir haber, ancak geri dönüşümcüler için değil.
Aynı zamanda Orben, ölçek ekonomileri nedeniyle gelecekte işleme maliyetlerinin önemli ölçüde düşmesini beklemiyor. Maliyetlerin çoğu hâlâ emekle ilgili olacak ve emeğin giderek daha pahalı hale gelmesi bekleniyor.
Alternatif tehlikeli atıkların arıtılması olduğunda, atık üreticilerinin geri dönüşüm panelleri için ödeme yapmasına yönelik ekonomik teşviklerin hala mevcut olduğunu, ancak daha ucuz belediye katı atık depolama alanları mevcut olduğunda bu etkinin ortadan kalkacağını belirtti.
Ayrıca Orben, tüm koleksiyoncuların malzemelerin doğru şekilde işlenmesinin ekonomisini anlamadığını, bunun da baştan itibaren maliyet baskısı yarattığını belirtti.
Güneşi Geri Dönüştürüyoruz, çoğu zaman transfer istasyonlarından, atık depolama alanlarından ve güneş panellerini ücretsiz ya da düşük bir fiyata (örneğin pound başına 10 sent) kabul eden diğer geri dönüşümcülerden çağrılar alıyoruz, çünkü bunların çok sayıda değerli malzeme içerdiğini düşünüyorlar.
Echo Environmental'dan McGuire, güneş panellerinin ticari değerinin esas olarak alüminyum çerçeveye yansıdığını, tel ve temiz cam ürünlerinin de belli bir gelir sağladığını sözlerine ekledi.
Echo'nun parçalanmış fotovoltaik hücre malzemesini bir izabe tesisine gönderilen parçalanmış devre kartı atıklarıyla karıştırma işlemi, devre kartı karışımının değerini pound başına birkaç sent azaltır, ancak bu uygulama aynı zamanda malzemeyi çöp alanlarından uzak tutar ve geri dönüşüme olanak tanır. Metaller ayrıca talebi dengeler izabe tesislerinden gelen akışlar için dedi.
ERI'den Shegerian, şirketinin Fresno tesisinin şimdilik ERI'nin güneş panelleri işleyen tek tesisi olduğuna dikkat çekti. Ancak ERI'nin ülke genelindeki diğer tesislerine her gün güneş paneli geri dönüşümü konusunda çağrılar geliyor.
Shegerian, 'Fırsatlar çok büyük, ancak bunu doğru şekilde yapmak çok paraya mal olacak' dedi.
Güneş panelleri onlarca yıldır elektrik üretecek şekilde tasarlandığından, kullanılmış panellerin yeniden satılması en ekonomik ve çevre dostu seçenek olabilir ve bu değişim gerçekleşir.
Aynı zamanda işleyiciler, bazı piyasa ve vergi politikası güçlerinin de yeniden kullanıma karşı olduğunu söyledi.
McGuire, Echo'nun kullanılmış panellerin enerji çıkışını yeniden satılabilmesi için test etme yeteneğine sahip olduğunu söyledi. Bunun daha yüksek değerli modüller için etkili olduğunu belirterek, tek seferlik yurt içi projelerin yanı sıra ikinci el modüller için de uluslararası pazarların olduğuna dikkat çekti.
Ancak üreticinin kalite kontrol denetiminden geçmeyen panellerin tekrar satılamayacağına dikkat çekti. McGuire, müteahhitlerin sökme ve toplama işlemlerini gerçekleştirip güneş panellerini Echo'ya sevk ettiğinde, genellikle farklı panel türlerinin eşleşmemesiyle sonuçlanan şeyin tutarlı bir envanter tutmayı zorlaştırdığını söyledi.
Ayrıca panel inovasyonunun hızı, verimlilik arttıkça yeni panellerin fiyatının düşmesi nedeniyle yeniden satışı engellemektedir. ABD Enerji Bilgi İdaresi'nden alınan verilere göre, 2019'da (verilerin mevcut olduğu en son yıl) sevk edilen fotovoltaik modüllerin ortalama değeri, en yüksek güç üretiminin watt başına 41 sentti. On yıl önce ortalama watt başına 2,79 ABD dolarıydı.
Güneş enerjisini geri dönüştürüyoruz ve güneş enerjisi ekipmanlarını yeniden satıyoruz. Ancak Orben aynı zamanda bu sorunu elektronik pazarının belirli alanlarının karşılaştığı bir sorunla da karşılaştırıyor. Orben, '15 yıl önce hâlâ üretimde olan bir panele sahip olmak, bugünün Pentium 3'üne sahip olmak gibidir' dedi.
İkincil piyasayı daha da engelleyen şey ABD'nin vergi politikasıdır. McGuire, federal hükümetin yeni fotovoltaik sistemler kuran ev sahiplerine vergi kredisi sağladığını, 2021 yılına kadar bu kredinin sistem maliyetinin %26'sı olacağını belirtti.
McGuire, 'Bu gerçekten dengesiz bir rekabet ortamı, çünkü ikinci el modüllerden vergi kredisi alamıyorsunuz' dedi.
ABD Enerji Bilgi İdaresi'nin verilerine göre, yeni panellerin sevkiyatı son 15 yılda önemli ölçüde arttı. 2019'da fotovoltaik modüllerin sevkiyatı, 16 milyon kilovattan fazla pik güç üretmeye yetti; bu, on yıl önceki sevkiyatlara göre yaklaşık 14 kat artış anlamına geliyor.
Yeni panellerdeki performans iyileştirmeleri ve maliyet düşüşleri nedeniyle birçoğu kullanım ömürleri dolmadan hizmet dışı bırakılacak (ERI'den Shegerian, yatırımın geri dönüşünün çok zorlayıcı olması nedeniyle enerji üreticilerinin bunları beş yıl veya daha kısa sürede değiştirebileceğini söyledi) ).
Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) ve Uluslararası Enerji Ajansı'nın Fotovoltaik Enerji Üretim Sistemi Programı (IEA-PVPS) tarafından hazırlanan bir raporda, 2050 yılına kadar küresel fotovoltaik panel atık miktarının 60-78 milyon tona ulaşacağı tahmin ediliyor. 2016 yılında yaklaşık 43.500-250.000 tonun üzerinde.
Raporda fotovoltaik atıklara ilişkin düzenlemeler gibi tedbirlerin benimsenmesi çağrısında bulunuluyor. Bunların bir kısmı zaten gerçekleşti. Örneğin Avrupa, güneş paneli üreticilerini, ürünlerinin toplanması ve geri dönüştürülmesini finanse etmeye zorlayan yasalar çıkarmıştır.
2017 yılında Washington Eyaleti, güneş panelleri için Genişletilmiş Üretici Sorumluluğu (EPR) programı oluşturan bir yasa tasarısını geçiren ilk eyalet oldu. Temmuz 2023'ten itibaren yasa, üreticilerin panellerin toplanması ve geri dönüştürülmesi için fon sağlamasını zorunlu kılacak.
