We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Zonnepanelen zijn een steeds belangrijkere bron van hernieuwbare energie die een essentiële rol gaat spelen in de strijd tegen klimaatverandering. Het zijn ook complexe stukjes technologie die aan het einde van hun leven veranderen in grote, omvangrijke stukjes elektronisch afval, en op dit moment heeft het grootste deel van de wereld geen plan om daarmee om te gaan.
Maar we zullen er binnenkort een moeten ontwikkelen, omdat er een teveel aan e-waste op zonne-energie komt. Tegen 2050 verwacht het International Renewable Energy Agency dat tot 78 miljoen ton zonnepanelen het einde van hun nuttige levensduur hebben bereikt en dat de wereld jaarlijks ongeveer 6 miljoen ton nieuw e-afval op zonne-energie zal genereren. Hoewel het laatste aantal een kleine fractie is van de totale hoeveelheid elektronisch afval die de mensheid elk jaar produceert, zijn standaard elektronische recyclingmethoden niet voldoende voor zonnepanelen. Het terugwinnen van de meest waardevolle materialen, waaronder zilver en silicium, vereist recyclingoplossingen op maat. En als we die oplossingen niet ontwikkelen naast beleid dat de brede acceptatie ervan ondersteunt, weten we al wat er zal gebeuren.
"Als we recycling niet afdwingen, gaan veel van de modules naar de vuilstort", zegt onderzoeker Meng Tao, zonne-energieonderzoeker van de Arizona State University, die onlangs een overzichtsartikel schreef over het recyclen van siliciumzonnepanelen. procent van de zonne-energiemarkt.
Zonnepanelen zijn opgebouwd uit fotovoltaïsche (PV) cellen die zonlicht omzetten in elektriciteit. Wanneer deze panelen op stortplaatsen terechtkomen, gaan waardevolle bronnen verloren. En omdat zonnepanelen giftige materialen zoals lood bevatten die kunnen uitlogen als ze kapot gaan, creëren stortplaatsen ook nieuwe gevaren voor het milieu.
De meeste fabrikanten van zonne-energie beweren dat hun panelen ongeveer 25 jaar meegaan, en de wereld begon pas in het begin van de jaren 2000 op grote schaal zonne-energie in te zetten. Als gevolg hiervan wordt een aantal vandaag buiten bedrijf gesteld. vrij kleine hoeveelheid zonnepanelen. PV CYCLE, een non-profitorganisatie die zich toelegt op de terugwinning en recycling van zonnepanelen, zamelt volgens directeur Jan Clyncke elk jaar duizenden tonnen e-waste op zonne-energie in in de hele Europese Unie. Dat cijfer omvat zonnepanelen die het einde van hun levensduur hebben bereikt, maar ook panelen die vroegtijdig uit dienst zijn genomen omdat ze beschadigd waren tijdens een storm, een soort fabrieksfout hadden of werden vervangen door een nieuwer model, en efficiënt.
Wanneer zonnepanelen vandaag het einde van hun leven bereiken, staan ze voor een aantal mogelijke lotgevallen. Volgens de EU-wetgeving moeten producenten ervoor zorgen dat hun zonnepanelen correct worden gerecycled. In Japan, India en Australië gelden recyclingvereisten. In de Verenigde Staten is het het Wilde Westen: met uitzondering van een staatswet in Washington, heeft de VS geen mandaat voor het recyclen van zonne-energie. Door de industrie geleide vrijwillige recyclinginspanningen zijn beperkt in omvang. "Op dit moment zijn we er vrij zeker van dat het aantal gerecyclede zonnepanelen rond de 10 procent ligt", zegt Sam Vanderhoof, CEO van Recycle PV Solar, een van de weinige Amerikaanse bedrijven die zich toelegt op fotovoltaïsche recycling. De rest, zegt hij, gaat naar stortplaatsen of wordt naar het buitenland geëxporteerd voor hergebruik in ontwikkelingslanden met een zwakke milieubescherming.
Zelfs als er wordt gerecycled, is er nog veel ruimte voor verbetering. Een zonnepaneel is in wezen een elektronische sandwich. Het vulmiddel is een dunne laag kristallijne siliciumcellen, die aan beide zijden worden geïsoleerd en beschermd tegen de elementen door polymeer- en glasplaten. Alles wordt bij elkaar gehouden in een aluminium frame. Aan de achterkant van het paneel bevat een aansluitdoos koperen bedrading die elektriciteit kanaliseert terwijl deze wordt opgewekt.
Recyclers verwijderen vaak het paneelframe en de aansluitdoos om het aluminium en koper terug te winnen en versnipperen vervolgens de rest van de module, inclusief het glas, de polymeren en de siliciumcellen, die zijn bedekt met een zilveren elektrode en ze zijn gesoldeerd met tin en lood. (Omdat het overgrote deel van dat gewichtsmengsel glas is, wordt het resulterende product als onzuiver gebroken glas beschouwd.) Tao en zijn collega's schatten dat een recycler die een standaard siliciumpaneel met 60 cellen uit elkaar haalt, ongeveer $ 3 kan krijgen voor het teruggewonnen materiaal: aluminium, koper en glas. Vanderhoof zegt ondertussen dat de kosten voor het recyclen van dat paneel in de VS variëren van $ 12 tot $ 25, na aftrek van transportkosten, die "vaak gelijk zijn aan de kosten van recycling". Tegelijkertijd, in staten die het toestaan, "denken we dat de grote blinde vlek in de Verenigde Staten voor recycling is dat de kosten veel hoger zijn dan de inkomsten", zei Meng. "Het is in de orde van 10 op 1 verhouding."
Als de meest waardevolle componenten van een zonnepaneel, namelijk silicium en zilver, efficiënt zouden kunnen worden gescheiden en gezuiverd, zou dat de kostenopbrengst kunnen verbeteren. Een klein aantal toegewijde fotovoltaïsche recyclers probeert dit te doen.
Veolia, dat 's werelds enige commerciële fabriek voor fotovoltaïsche siliciumrecycling in Frankrijk exploiteert, maalt en versnippert panelen en gebruikt vervolgens een optische techniek om silicium met een lage zuiverheid terug te winnen. Volgens Vanderhoof gebruikte Recycle PV Solar aanvankelijk een "warmteproces en kogelmolenproces" dat meer dan 90 procent van de materialen in een paneel kon terugwinnen, waaronder zilver en laagzuiver silicium. Maar het bedrijf ontving onlangs nieuwe apparatuur van zijn Europese partners die "meer dan 95 procent terugwinning kunnen doen", zei hij, terwijl de teruggewonnen materialen veel beter gescheiden konden worden.
Sommige PV-onderzoekers willen het zelfs nog beter doen. In een ander recent overzichtsartikel roept een team onder leiding van wetenschappers van het National Renewable Energy Laboratory op tot de ontwikkeling van nieuwe recyclingprocessen waarbij alle metalen en mineralen met hoge zuiverheid worden teruggewonnen, met als doel recycling zo economisch mogelijk te maken. levensvatbaar en zo gunstig mogelijk voor het milieu. Zoals de hoofdauteur van het onderzoek, Garvin Heath uitlegt, kunnen dergelijke processen het gebruik van warmte of chemische behandelingen omvatten om het glas van de siliciumcellen te scheiden, gevolgd door de toepassing van andere chemische of elektrische technieken om het silicium te scheiden en te zuiveren. sporen van metalen.
"Wat we vragen is wat we een hoogwaardig geïntegreerd recyclingsysteem noemen", vertelde Heath aan Grist. “Hoge waarde betekent dat we alle samenstellende materialen die waarde hebben uit deze modules willen terugwinnen. Geïntegreerd verwijst naar een recyclingproces dat achter al deze materialen kan gaan en niet van de ene recycler naar de andere hoeft te lopen ”.
Naast het ontwikkelen van betere recyclingmethoden, moet de zonne-energie-industrie nadenken over hoe panelen waar mogelijk kunnen worden hergebruikt, aangezien gebruikte zonnepanelen waarschijnlijk een hogere prijs vragen dan de metalen en mineralen die ze bevatten (en sinds hergebruik vereist doorgaans minder energie dan recycling). Net als bij recycling loopt de EU hierin voorop: via haar circulaire bedrijfsmodelprogramma voor de zonne-energie-industrie financiert de Europese Commissie een reeks demonstratieprojecten die laten zien hoe ze kunnen worden hergebruikt. zonnepanelen op het dak en zonneparken, zelfs om oplaadstations voor elektrische fietsen in Berlijn en wooncomplexen in België van stroom te voorzien.
Recycle PV Solar hercertificeert en verkoopt ook onbeschadigde panelen die het ontvangt, wat volgens Vanderhoof de kosten van recycling helpt te compenseren. Zowel hij als Tao zijn echter bezorgd over het feit dat verschillende Amerikaanse recyclers tweedehands, kwaliteitsgecontroleerde zonnepanelen in het buitenland verkopen aan ontwikkelingslanden. "En die landen hebben meestal geen regelgeving voor e-waste", zei Tao. "Dus uiteindelijk dumpt u uw probleem in een arm land."
Om de zonne-recyclingindustrie duurzaam te laten groeien, heeft deze uiteindelijk ondersteunend beleid en regelgeving nodig. Het EU-model om producenten de terugwinning en recycling van zonnepanelen te laten financieren, zou goed kunnen zijn voor de Verenigde Staten om te evenaren. Maar voordat dat gebeurt, moeten Amerikaanse wetgevers erkennen dat het probleem bestaat en alleen maar groeit, en daarom besteedt Vanderhoof veel tijd aan het opleiden van hen.
"We moeten het feit onder ogen zien dat zonnepanelen na verloop van tijd kapot gaan, en dat zijn er veel", zei hij. “En wat doen we als ze beginnen te falen? Het is niet juist om die verantwoordelijkheid bij de consument te leggen, en daar staan we nu.
