Trong khi chúng đang được quảng bá trên khắp thế giới như một vũ khí quan trọng trong việc giảm lượng khí thải carbon, các tấm pin mặt trời lại xuống cấp và dần trở nên kém hiệu quả hơn. Sau khoảng 25-30 năm, việc thay thế chúng bằng những cái mới thường tiết kiệm chi phí hơn.
NGUỒN HÌNH ẢNH, LAURENT JULLIAND
Chú thích hình ảnh,
Một chiếc xe nâng làm rơi các tấm pin mặt trời thành một đống
Các chuyên gia cho biết hàng tỷ tấm pin cuối cùng sẽ cần phải được xử lý và thay thế.
Tiến sĩ Rong Deng cho biết: “Thế giới đã lắp đặt hơn một terawatt công suất năng lượng mặt trời. Các tấm pin mặt trời thông thường có công suất khoảng 400W, vì vậy nếu tính cả mái nhà và trang trại năng lượng mặt trời, có thể có tới 2,5 tỷ tấm pin mặt trời”. , một chuyên gia về tái chế tấm pin mặt trời tại Đại học New South Wales ở Úc.
Theo chính phủ Anh, ở Anh có hàng chục triệu tấm pin mặt trời. Nhưng cơ sở hạ tầng chuyên dụng để loại bỏ và tái chế chúng còn thiếu.
Các chuyên gia năng lượng đang kêu gọi chính phủ hành động khẩn cấp để ngăn chặn thảm họa môi trường toàn cầu đang rình rập.
Ute Collier, phó giám đốc Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế, cho biết: “Nó sẽ trở thành một núi rác vào năm 2050, trừ khi chúng ta triển khai các chuỗi tái chế ngay bây giờ”.
“Chúng ta đang sản xuất ngày càng nhiều tấm pin mặt trời - điều này thật tuyệt vời - nhưng chúng ta sẽ xử lý rác thải như thế nào?” Cô ấy hỏi.
BBC Sounds - Câu hỏi về khí hậu - Năng lượng tái tạo có thể tái tạo như thế nào?
Người ta hy vọng một bước tiến quan trọng sẽ được thực hiện vào cuối tháng 6, khi nhà máy đầu tiên trên thế giới chuyên tái chế hoàn toàn các tấm pin mặt trời chính thức khai trương tại Pháp.
ROSI, công ty chuyên tái chế năng lượng mặt trời sở hữu cơ sở này ở thành phố Grenoble thuộc vùng Alpine, hy vọng cuối cùng có thể trích xuất và tái sử dụng 99% các bộ phận của thiết bị.
Cùng với việc tái chế mặt kính và khung nhôm, nhà máy mới có thể thu hồi gần như tất cả các vật liệu quý giá có trong các tấm, chẳng hạn như bạc và đồng, những vật liệu thường khó khai thác nhất.
Những vật liệu quý hiếm này sau đó có thể được tái chế và tái sử dụng để tạo ra các thiết bị năng lượng mặt trời mới, mạnh hơn.
NGUỒN HÌNH ẢNH,ROSI
Chú thích hình ảnh,
Các mảnh bạc được thu hồi từ các tấm pin mặt trời tại nhà máy ROSI ở Grenoble
Các phương pháp tái chế tấm pin mặt trời thông thường thu hồi hầu hết nhôm và kính - nhưng ROSI cho biết kính nói riêng có chất lượng tương đối thấp.
Thủy tinh thu hồi bằng các phương pháp đó có thể được sử dụng để tạo ra gạch lát hoặc trong quá trình phun cát - nó cũng có thể được trộn với các vật liệu khác để tạo ra nhựa đường - nhưng nó không thể được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu kính cao cấp, chẳng hạn như sản xuất kính mới. Tấm năng lượng mặt trời.
Thời kỳ bùng nổ
Nhà máy ROSI mới sẽ mở cửa trong thời kỳ bùng nổ việc lắp đặt tấm pin mặt trời.
Công suất sản xuất năng lượng mặt trời của thế giới đã tăng 22% vào năm 2021. Khoảng 13.000 tấm pin mặt trời quang điện (PV) được lắp đặt ở Anh mỗi tháng - hầu hết chúng đều trên mái nhà riêng.
Trong nhiều trường hợp, các thiết bị năng lượng mặt trời trở nên tương đối kém kinh tế trước khi chúng hết tuổi thọ dự kiến. Các thiết kế mới, hiệu quả hơn phát triển đều đặn, có nghĩa là việc thay thế các tấm pin mặt trời chỉ mới 10 hoặc 15 tuổi bằng các phiên bản cập nhật có thể rẻ hơn.
Bà Collier cho biết, nếu xu hướng tăng trưởng hiện tại được duy trì, khối lượng tấm pin mặt trời phế liệu có thể rất lớn.
“Đến năm 2030, chúng tôi nghĩ rằng chúng ta sẽ có 4 triệu tấn [phế liệu] - con số này vẫn có thể quản lý được - nhưng đến năm 2050, chúng ta có thể có hơn 200 triệu tấn trên toàn cầu.”
Để dễ so sánh, thế giới hiện sản xuất tổng cộng 400 triệu tấn nhựa mỗi năm.
Thử thách tái chế
Sở dĩ có rất ít cơ sở tái chế tấm pin mặt trời là vì cho đến gần đây chưa có nhiều chất thải để xử lý và tái sử dụng.
Thế hệ tấm pin mặt trời đầu tiên trong nước hiện chỉ mới hết thời hạn sử dụng. Với những đơn vị này hiện đang sắp nghỉ hưu, các chuyên gia cho rằng cần phải có hành động khẩn cấp.
Bà Collier nói: “Bây giờ là lúc để suy nghĩ về điều này”.
Nicolas Defrenne cho biết, Pháp đã dẫn đầu trong số các quốc gia châu Âu về xử lý chất thải quang điện. Tổ chức của ông, Soren, hợp tác với ROSI và các công ty khác, điều phối việc ngừng hoạt động các tấm pin mặt trời trên khắp nước Pháp.
Ông Defrenne nhớ lại: “Cái lớn nhất [chúng tôi ngừng hoạt động] mất ba tháng”.
Nhóm của ông tại Soren đã thử nghiệm nhiều cách khác nhau để tái chế những gì họ thu thập được: "Chúng tôi đang ném mọi thứ vào tường và xem thứ gì dính vào."
NGUỒN HÌNH ẢNH, LAURENT JULLIAND
Chú thích hình ảnh,
Các tấm pin mặt trời được tách lớp để thu hồi vật liệu quý
Tại nhà máy công nghệ cao của ROSI ở Grenoble, các tấm pin mặt trời được tháo rời một cách tỉ mỉ để thu hồi các vật liệu quý giá bên trong - chẳng hạn như đồng, silicon và bạc.
Mỗi tấm pin mặt trời chỉ chứa những mảnh nhỏ của những vật liệu quý giá này và những mảnh đó đan xen với các thành phần khác đến mức cho đến nay, việc tách chúng ra vẫn chưa mang lại hiệu quả kinh tế.
Nhưng vì chúng rất có giá trị nên việc khai thác những vật liệu quý giá đó một cách hiệu quả có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi, ông Defrenne nói.
Ông nói: “Hơn 60% giá trị được chứa trong 3% trọng lượng của các tấm pin mặt trời”.
Nhóm nghiên cứu tại Soren hy vọng rằng, trong tương lai, gần 3/4 vật liệu cần thiết để chế tạo các tấm pin mặt trời mới - bao gồm cả bạc - có thể được thu hồi từ các thiết bị PV đã ngừng sử dụng và tái chế - để giúp tăng tốc độ sản xuất các tấm pin mới.
Ông Defrenne cho biết hiện tại không có đủ bạc để chế tạo hàng triệu tấm pin mặt trời cần thiết trong quá trình chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch: "Bạn có thể thấy điểm thắt cổ chai trong sản xuất là bạc".
NGUỒN HÌNH ẢNH, LAURENT JULLIAND
Chú thích hình ảnh,
Một chiếc xe tải chở đầy tấm pin mặt trời
Trong khi đó các nhà khoa học Anh đang cố gắng phát triển công nghệ tương tự ROSI.
Năm ngoái, các nhà nghiên cứu tại Đại học Leicester công bố họ đã tìm ra cách chiết xuất bạc từ các thiết bị quang điện bằng cách sử dụng nước muối.
Nhưng cho đến nay, ROSI là công ty duy nhất trong lĩnh vực của mình đã mở rộng quy mô hoạt động lên cấp độ công nghiệp.
Hơn nữa, công nghệ này rất đắt tiền. Ở châu Âu, hầu hết các nhà nhập khẩu hoặc sản xuất tấm pin mặt trời đều xử lý chúng một cách có trách nhiệm. Và nhiều người thích nghiền hoặc băm nhỏ chất thải - cách này rẻ hơn nhiều.
Ông Defrenne thừa nhận rằng việc tái chế chuyên sâu các tấm pin mặt trời vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Soren và các đối tác đã tái chế gần 4.000 tấn tấm pin mặt trời của Pháp vào năm ngoái.
Nhưng có tiềm năng để làm được nhiều hơn thế. Và anh ấy đang thực hiện sứ mệnh của mình.
“Trọng lượng của tất cả các tấm pin mặt trời mới được bán ở Pháp năm ngoái là 232.000 tấn – vì vậy, vào thời điểm chúng hao mòn sau 20 năm, đó là số tiền tôi cần thu thập mỗi năm.
“Khi điều đó xảy ra, mục tiêu cá nhân của tôi là đảm bảo Pháp sẽ trở thành nước dẫn đầu về công nghệ trên thế giới.”
Nghe Câu hỏi về Khí hậu trên BBC Sounds
Làm rõ ngày 23 tháng 6 năm 2023: Phiên bản trước của bài viết này cho biết các tấm pin mặt trời có tuổi thọ trung bình từ 20-25 năm. Nó đã được cập nhật để làm rõ đây là độ dài trung bình cho hiệu quả tối ưu của chúng.
