Бурно развивающаяся солнечная промышленность имеет нерешенную проблему с отходами

Солнечные энергетические установки лидируют в росте мощностей возобновляемых источников энергии, и на долю солнечных дополнений будет приходиться две трети увеличения глобальной мощности возобновляемых источников энергии в этом году, сообщило Международное энергетическое агентство (МЭА) на прошлой неделе.

Однако наряду с солнечным бумом наступает еще один всплеск — солнечные панели с истекшим сроком эксплуатации необходимо утилизировать, а отходы солнечных панелей будут расти в геометрической прогрессии по мере бума установок.

Сейчас мы наблюдаем начало серьезной проблемы с отходами или большие возможности чистых технологий на следующие несколько десятилетий, в зависимости от того, как отрасли, стартапы и правительства подойдут к проблеме отходов солнечных панелей.

В последние годы резко возросло количество установок солнечной энергии, и, поскольку срок службы панелей составляет около 15 лет, теперь первые солнечные панели промышленного масштаба подходят к концу своего срока службы и должны быть выведены из эксплуатации. В условиях нынешнего солнечного бума через 15 лет появятся миллионы тонн солнечных панелей с истекшим сроком эксплуатации, которые, если не будут переработаны, усугубят мировую проблему пластиковых отходов.

В этом году впервые инвестиции в производство солнечной энергии превзойдут инвестиции в добычу нефти в 2023 году, сообщило МЭА в прошлом месяце.

«Ярким примером роста инвестиций в чистую энергетику является солнечная энергия, которая в 2023 году впервые в истории привлечет больше капитала, чем мировая добыча нефти. Это отражает меняющуюся тенденцию в мировой энергетике», — сказал Бироль из МЭА.

Но у светлого будущего солнечной энергии есть свой темный и грязный секрет — огромное количество отходов от отслуживших свой срок солнечных панелей.

Исследователи, стартапы и правительства стремятся создать индустрию по переработке солнечных панелей, чтобы не только сократить количество отходов, но и восстановить ценные материалы, используемые при производстве этих панелей — серебро, медь и кремний.

В условиях надвигающейся нехватки ключевых металлов для энергетического перехода восстановление и переработка части материалов, используемых в производстве солнечных панелей, может стать ценным источником дополнительных количеств тех металлов, которые уже добыты.

Проблема в масштабе. Отрасль находится на очень ранней стадии своего развития, но она нуждается в быстром развитии, чтобы иметь возможность использовать возможности экономики замкнутого цикла из этой проблемы отходов.

«К 2050 году это будет гора отходов, если мы не запустим цепочки переработки отходов сейчас», — заявила BBC Уте Коллиер, заместитель директора Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA).

По мнению Коллиера, к 2030 году все еще может быть приемлемое количество солнечных панелей на металлоломе в 4 миллиона тонн, но к 2050 году это количество может вырасти до более чем 200 миллионов тонн во всем мире, когда произойдет бум в области использования солнечной энергии.

Это будет вдвое меньше, чем ежегодно производится пластика в мире, отмечает BBC.

Алюминиевая рама и стекло панелей могут быть переработаны с высокой степенью восстановления, в то время как более мелкие, но ценные переплетенные компоненты, такие как металлы, сложнее извлечь и переработать.

Более того, существующие предприятия по переработке солнечной энергии имеют низкую производительность по переработке фотоэлектрической энергии, говорится в отчете МЭА в прошлом году.

«Поскольку коэффициент мощности этих электростанций в настоящее время низок, ожидаются высокие затраты на переработку единицы энергии, при этом несколько заводов накапливают запасы фотоэлектрических модулей до тех пор, пока у них не будет достаточного объема для переработки», - отметили в МЭА.

Хотя на первый взгляд кажется, что стекло подвергается вторичной переработке, использование восстановленного стекла ограничивается менее ценными продуктами, а высокие транспортные расходы являются проблемой, говорят в агентстве.

По данным Rystad Energy, к концу этого десятилетия стоимость индустрии переработки солнечных фотоэлектрических систем может составить 2,7 миллиарда долларов по сравнению со 170 миллионами долларов в 2022 году.

Наиболее ценными компонентами панели являются алюминий, серебро, медь и поликремний. Серебро составляет около 0,05% от общего веса, но составляет 14% от материальной стоимости, говорят аналитики Rystad.

В прошлом году ученые из Университета Лестера заявили, что открыли альтернативный процесс, позволяющий восстанавливать серебро и алюминий из отработанных фотоэлектрических элементов. Команда описала процесс использования хлорида железа и хлорида алюминия, растворенных в рассолах, для извлечения серебра и алюминия из солнечных элементов. В процессе с использованием этих растворителей за 10 минут извлекается более 90% серебра и алюминия. Извлеченное серебро имеет высокую чистоту, что означает, что его можно повторно использовать в промышленных условиях.