Što je sa svim otpadom?

Autori Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

Uz pritiske klimatskih promjena i hitnost uključivanja alternativnih izvora energije poput vjetra i sunca, fiksacija na navodne prednosti tehnologija energetske tranzicije zasjenjuje blistavu stvarnost – izostanak strategije oko identificiranja i kvantifikacije drugih eksternih učinaka životnog ciklusa, kao što je otpad. zbrinjavanja ili utjecaja na okoliš.

Energetska industrija, vlade i društvo tek trebaju u potpunosti razumjeti ulazne količine otpada i dugoročne učinke povezane s solarnim fotonaponskim jedinicama na kraju životnog vijeka. Ako je održiva i kružna budućnost preferirani put naprijed, potrebno je kontrolirano upravljanje pločama na kraju životnog vijeka u dopuštenim objektima za recikliranje, obradu i odlaganje.

Što je u pitanju: solarni otpad

Predviđa se da će kumulativne projekcije solarnog otpada u cijelom svijetu doseći oko 78 milijuna tona do 2050. Međutim, mnoge od ovih predviđanja pretpostavljaju puni životni vijek panela od 25-30 godina i ne uzimaju u obzir ranu zamjenu, brzu zastarjelost i široko rasprostranjeno prerano stavljanje izvan pogona uzrokovano solarnim djelovanjem. porezne olakšice, stope kompenzacije, cijena instalacije, teški vremenski događaji i uloga Kine koja bi u konačnici te brojke mogla povisiti. Osim atraktivnih poreznih subvencija koje su rezultirale golemim i neviđenim solarnim rastom, učinkovitost pretvorbe panela se poboljšavala iz godine u godinu, zahvaljujući proizvodnim inovacijama u Kini, koja dominira i kontrolira solarno tržište. U SAD-u je solarna energija prikazana kao ključno rješenje za borbu protiv klimatskih promjena, privlačno ulaganje za tvrtke i investitore koje je u skladu s njihovim društvenim ciljevima zaštite okoliša i ciljevima upravljanja, te kao stvaratelj novih radnih mjesta. 

No, nadolazeće količine otpada su u suprotnosti s kružnim gospodarstvom i predstavljaju prijetnju globalnim i nacionalnim ciljevima održivosti. 

Seciranje solarnog fotonaponskog (PV) panela i razumijevanje njegove anatomije otkriva visoko integrirani sustav koji rastavljanje i recikliranje čini skupim, kompliciranim procesom koji zahtijeva energiju i resurse. Sastav panela uključuje aluminij, staklo, složenu plastiku i niz metala, uključujući kadmij, krom, olovo, selen i srebro, između ostalih, koji se ne tretiraju i kojima se ne upravlja, mogu kontaminirati tlo i ispirati u sustave podzemnih voda. Zbog prisutnosti teških metala i drugih sastojaka koji premašuju regulatorne pragove za toksičnost, ploče na kraju životnog vijeka mogu se klasificirati kao federalno reguliran opasni otpad prema Zakonu o očuvanju i oporavku resursa, statutu koji uređuje gospodarenje opasnim otpadom. Ova klasifikacija dovodi solarne panele pod cijeli spektar propisa o opasnom otpadu Agencije za zaštitu okoliša SAD-a i nosi niz strogih regulatornih obveza zbog kojih je razvrstavanje, skladištenje, rukovanje i transport ploča za recikliranje ili odlaganje prema postojećem zakonu skupo i opterećujuće.

Pitanje završetka životnog ciklusa odražava nedostatak ekonomski isplativih i održivih opcija na kraju životnog vijeka, a prevladavajuće metode su odlaganje otpada, spaljivanje ili "donacija" (dobrovoljno recikliranje) sekundarnim tržištima koja prebacuju teret upravljanja otpadom na razvoj gospodarstva. 

Složenost procesa solarne reciklaže

Recikliranje solarnih PV-a vrlo je složeno i može biti energetski i resursno intenzivan proces koji stvara vlastiti otpad i emisije (Slika 1.). Tehnologije recikliranja, osobito u SAD-u, još su u nastajanju i visoke su cijene, što ograničava mogućnosti konačnog odlaganja na odlaganje otpada, spaljivanje i izvoz – najjeftiniji načini s velikom maržom. Zbog oznake "opasni otpad", trenutni propisi zahtijevaju da otpadnim solarnim panelima upravljaju kvalificirani prijevoznici iu dopuštenim objektima za obradu, skladištenje, odlaganje i recikliranje. Uz predviđene količine solarnog otpada, neizvjesno je jesu li postojeći opasni otpad i postrojenja za reciklažu prikladni za upravljanje priljevom ploča s obzirom na dugotrajne rokove za izdavanje dozvola za postavljanje, izgradnju i skaliranje postrojenja za recikliranje u SAD-u. 

Ove zamršene regulatorne prepreke, zajedno s izravnim troškovima recikliranja, potiču napuštanje, ilegalno odlaganje i gomilanje otpadnih solarnih panela dok se pojavljuju pristupačnije opcije. Iako je precizne brojke teško dobiti zbog pogrešne klasifikacije panela kao elektroničkog otpada (e-otpada) ili drugih materijala, nedostatka mehanizama za praćenje i transparentnosti podataka, procjene su da se u SAD-u reciklira oko 10% solarnih panela, a to je nejasno znači li ova brojka potpune ili djelomične rezultate recikliranja.

Iako se industrija recikliranja solarne energije suočava s izazovima nedovoljnih inputa, visokih operativnih troškova i niske profitabilnosti zbog male koncentracije vrijednih materijala, postoji potencijal za snažno tržište recikliranja solarne energije ako postoje infrastrukturne suradnje i suradnje u lancu opskrbe za prikupljanje, obradu i prodaju razne komponente. Međutim, nijedan od tih aranžmana trenutno nije na snazi. Trebalo bi razviti nove kružne poslovne modele i uspostaviti sekundarna tržišta temeljena na recikliranom, ponovno korištenom i obnovljenom siliciju, metalima i materijalima za panele drugog vijeka trajanja i druge aplikacije koje formaliziraju ponovnu upotrebu, popravak i ponovnu proizvodnju lanaca vrijednosti u solarnoj fotonaponskoj industriji. 

Izvor: iz različitih izvora sastavile Rachel Meidl i Mathilde Saada.

Budući regulatorni modeli u SAD-u

Nacionalni okvir za solarni otpad na kraju životnog vijeka u SAD-u ne postoji, ali slijedeći vodstvo Kalifornije, EPA trenutno vaga bi li paneli na kraju životnog vijeka trebali biti regulirani kao "univerzalni otpad", kategorija opasnog otpada s pojednostavljenim propisi namijenjeni smanjenju opterećenja upravljanja i olakšavanju prikupljanja i recikliranja. Kalifornija je prva država koja je regulirala solarne panele na kraju životnog vijeka kao univerzalni otpad i njihov nedavni zakon mogao bi poslužiti kao model za budući razvoj nacionalnog okvira za recikliranje solarnog otpada i nacrt za druge države. Havaji, Sjeverna Karolina i Rhode Island također razmatraju pravila za upravljanje solarnim panelima kako bi potaknuli recikliranje. Ovaj okvir nije samo najvažniji za zemlje OECD-a, već je kritičan za gospodarstva u razvoju koja doživljavaju neviđeni rast solarne energije (npr. Kina i Indija), budući da u tim regijama svijeta nedostaju službene mreže za odlaganje otpada, infrastruktura za recikliranje i propisi . Kako se razvija industrija solarne recikliranja i brojni igrači ulaze na tržište, jedan od najvećih izazova bit će dodjela odgovornosti za ogromnu količinu akumuliranog otpada bez roditelja. 

Upravljanje na razini sustava za kružno gospodarstvo

Recikliranje – ili pravilno odlaganje opasnih materijala ako recikliranje nije moguće – doista je bitna komponenta kružnog gospodarstva. No, prije svega, potrebni su nam propisi koji će potaknuti prikupljanje i pravilno gospodarenje solarnim otpadom na kraju životnog vijeka. To može pomoći u izgradnji kapaciteta za recikliranje solarne energije dok se industrija i sekundarna tržišta povećavaju kao dio opsežne infrastrukture na kraju životnog vijeka. U paketu rješenja za poticanje razvoja industrije recikliranja solarne energije također treba razmotriti poticaje za ulaganja. 

U žurbi za dekarbonizacijom i elektrifikacijom našeg društva, upravljanje otpadom se često zanemaruje. Postoje mogućnosti za razvoj metodologija pravilnog opsega koje uzimaju u obzir utjecaje na životni ciklus kroz čitave opskrbne lance često zanemarenih čimbenika solarnih instalacija kao što su korištenje zemljišta, gubitak biološke raznolikosti, ekološka pravda, upravljanje vodama i globalni transport. Osim toga, tehnologije kao što je blockchain mogu pružiti veliki poticaj za transparentno, odgovorno upravljanje panelima na kraju životnog vijeka. Od vitalne je važnosti da planiramo, pripremimo i dizajniramo energetske sustave za ponovnu upotrebu, oporavak, ponovnu proizvodnju i recikliranje u sadašnjosti, ili riskiramo stvaranje novih ekoloških, društvenih i gospodarskih opterećenja u budućnosti.

Rachel A. Meidl, LP.D., CHMM, stručnjak je za energetiku i okoliš na Institutu Baker, Centru za energetske studije Sveučilišta Rice. Prethodno je imenovana zamjenicom pomoćnog administratora u Upravi za sigurnost cjevovoda i opasnih materijala, agenciji američkog Odjela za promet. 

Mathilde Saada je znanstveni asistent u Centru za energetske studije na Baker institutu Sveučilišta Rice i student magistra globalnih poslova Sveučilišta Rice.