Odpad ze solárních panelů: Druhá strana čisté energie
Sep 09, 2022
Velký počet solárních panelů instalovaných na počátku 21. století se blíží ke konci svého životního cyklu, což představuje vážný problém pro solární průmysl, a současné způsoby likvidace solárních panelů zdaleka nesplňují ekologické požadavky.
Teoreticky je solární energie slibnější než kdy jindy. Výroba solárních článků je stále jednodušší a levnější. Ale solární FV mají některé méně diskutované otázky: Zda jejich výroba a odpad produkují více znečišťujících látek než fosilní paliva, která mají nahradit, je stále něco, co by mělo být zodpovězeno.
Výroba solárních panelů často vyžaduje použití několika toxických chemikálií. Solární panely mají životnost přibližně 20 až 30 let a od prvních rozsáhlých instalací na počátku 21. století se nyní velké množství solárních panelů blíží ke konci své životnosti. Když jsou solární panely naskládány na hromady odpadků, toxické kovy, které obsahují, mohou unikat do životního prostředí. Při vniknutí do podzemních vod může představovat riziko pro veřejné zdraví.
Křemík ve fotovoltaických modulech má být recyklovatelný, ale kovy jako kadmium a olovo se přidávají pro zlepšení elektrické účinnosti solárních článků. To ztěžuje recyklaci solárních článků, protože těžba škodlivých kovů vyžaduje značný energetický vstup. Ve skutečnosti jsou náklady na recyklaci solárních panelů pro podniky často vyšší než náklady na jejich výrobu. Většina solárních FV recyklačních závodů jednoduše získává cenné stříbro a měď z článků a spaluje kontaminované skleněné a plastové obaly v pecích. Vzhledem k tomu, že proces je drahý a časově náročný, je výhodnější vyhozené solární panely vyhodit na skládku nebo je vyvézt do zemí třetího světa.
Studie ukázaly, že těžké kovy (olovo a kadmium) v solárních panelech se mohou vyluhovat z článků do podzemních vod a ovlivňovat rostliny a životní prostředí. Tyto kovy mají také nepříznivé účinky na lidské zdraví, přičemž olovo narušuje vývoj mozku u dětí a kadmium je karcinogen. Rozvojové země nemusí mít infrastrukturu nebo předpisy pro řádnou likvidaci dovezeného odpadu ze solárních panelů a tyto kovy se mohou vyluhovat do okolního prostředí a způsobovat problémy veřejného zdraví. Problém se pravděpodobně v nadcházejících desetiletích zhorší, jak se solární fotovoltaika rozšíří napříč zeměmi, přičemž do roku 2050 se celosvětově předpokládá téměř 80 milionů tun solárního odpadu.
Naštěstí existují účinné způsoby recyklace. Zařízení First Solar, největší solární společnosti ve Spojených státech, dokážou získat 90 % materiálu ze solárních panelů a poté jej recyklovat na nové solární panely nebo elektroniku. Francouzská společnost Veolia otevřela první továrnu v Evropě, která se věnuje recyklaci solárních článků. V současnosti jsou největšími uživateli solárních panelů Čína a USA, ale pouze Evropa podnikla kroky k tomu, aby výrobce povolala k odpovědnosti za jejich fotovoltaický odpad. EU vyžaduje, aby solární společnosti sbíraly a recyklovaly solární panely, přičemž náklady na recyklaci jsou zahrnuty v prodejní ceně. Tímto způsobem je minimalizován odpad a dopad solárních panelů na životní prostředí a spotřebitelé zaplatí za solární panely jen o něco více.
Nucená recyklace není jediným způsobem, jak učinit solární energii ekologičtější, a některé technologické startupy hledají způsoby, jak učinit skutečný výrobní proces čistším. Vědci zkoumají nové způsoby čištění křemíku pro solární články nebo experimentují s nízkokvalitními křemíkovými solárními články. Nedávný objev v solární technologii by mohl zcela eliminovat použití křemíku použitím typu materiálu zvaného perovskit. Místo křemíkových krystalů jsou perovskitové solární články vyrobeny z kovových krystalů, obvykle olova. Suroviny a syntéza perovskitových článků jsou mnohem levnější než vysoce čistý křemík požadovaný pro tradiční solární panely. Existuje jen několik způsobů, jak vyrobit křemíkové solární články, ale existuje mnoho způsobů, jak vyrobit perovskitové články, které mohou produkovat různé unikátní solární panely. Nejslibněji, perovskitové články se snadněji vyrábějí, jsou šetrnější k životnímu prostředí a již mají účinnost srovnatelnou s křemíkovými články. A nebojte se ani obsahu olova, perovskitové články na bázi netoxických kovů jako cín nebo germanium se blíží účinnosti olověných článků.
Jak společnost přechází od fosilních paliv k energii, sluneční energie bude důležitou součástí naší budoucnosti. Proto můžeme v příštích desetiletích očekávat nárůst výroby solárních panelů s potenciálem generovat velké množství nebezpečného odpadu. Přestože solární energie je velkým příslibem jako obnovitelný zdroj energie, společnost musí také čelit problémům se znečištěním, které přináší, jinak by využití síly světla mohlo naši situaci ještě zhoršit než dříve.