Thị trường tái chế tấm quang năng mới nổi đã chín muồi với cơ hội, nhưng các rào cản vẫn còn
Hoa Kỳ có thể sẽ chứng kiến khối lượng đáng kể các tấm pin cuối đời, tạo cơ hội tái chế hoặc tái sử dụng an toàn, bền vững. Một số tiểu bang đang xem xét việc quản lý sản phẩm để tránh thải bỏ.
Sean Gallup qua Getty Images
Mối quan tâm đến năng lượng mặt trời tiếp tục tăng lên, với việc lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời ngày càng tăng trong vài năm qua. Tốc độ tăng trưởng đó có thể sẽ tiếp tục tăng lên nhờ sự bùng nổ trong quan tâm và tài trợ cho các dự án năng lượng sạch. Sự gia tăng đặt ra một câu hỏi quan trọng: Điều gì sẽ xảy ra với tất cả những tấm nền đó khi chúng hết tuổi thọ?
Việc tái chế bảng điều khiển năng lượng mặt trời vẫn còn sơ khai và việc khởi động các chương trình thu gom và tái sử dụng không phải là một nhiệm vụ đơn giản. Những thách thức bao gồm sự hiện diện của các vật liệu nguy hiểm tiềm ẩn, chi phí tái chế cao và giá trị hàng hóa thấp.
"Tất cả năng lượng mặt trời, gió và pin đều được kỳ vọng sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng các mục tiêu về biến đổi khí hậu vì chúng là những nguồn tài nguyên bền vững. Nhưng trớ trêu thay, cơ sở hạ tầng tái chế lại không đủ để giải quyết các loại sản phẩm ra đời từ các dự án đó". Kelly Sarber, Giám đốc điều hành tại công ty tư vấn môi trường Strategic Management Group.
Các tấm pin mặt trời rất cồng kềnh nên ngay cả một lần lắp đặt cũng là một vấn đề lớn tại thời điểm xử lý, chưa kể khi bạn nhân nó với hàng trăm hoặc hàng nghìn đối với các mảng quy mô thương mại. Các tế bào năng lượng mặt trời thường có tuổi thọ ước tính từ 20 đến 25 năm và phần lớn chỉ được lắp đặt trong thập kỷ trước, nhưng chúng thường được thay thế sớm hơn. Giống như tất cả các sản phẩm, chúng có thể ngừng hoạt động sớm hoặc có thể hỏng khi bị hư hỏng - một sự kiện như trận mưa đá có thể lấy đi hàng nghìn tế bào ở một mảng quy mô tiện ích. Các báo cáo về tổn thất hiệu suất năng lượng theo thời gian trong các tế bào cũ hơn cũng là một yếu tố khác thúc đẩy việc nâng cấp lên các tấm nền mới hơn, nhỏ hơn, nhẹ hơn, mạnh mẽ hơn.
Sarber nói: “Khi hiệu suất được cải thiện trên diện tích nhỏ hơn, sẽ có áp lực tài chính để thay thế các tấm pin vì những tấm pin mới tạo ra nhiều năng lượng hơn”.
Những thách thức với các công nghệ năng lượng mặt trời cuối vòng đời đang gia tăng kêu gọi các nhà sản xuất tuân thủ tốt hơn các phương pháp thiết kế để tái chế. Và khi các thiết kế và vật liệu bảng điều khiển năng lượng mặt trời phát triển, các phương pháp tái chế và những người tham gia ngành công nghiệp cũng vậy. Ví dụ, Sarber dự đoán các nhà tái chế TV màn hình phẳng có thể đi sâu vào lĩnh vực tái chế pin mặt trời vì các quy trình có những điểm tương đồng. Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia là một trong số các đơn vị đang cải tiến các kỹ thuật và công nghệ sửa chữa, tái sử dụng và tái chế mới phù hợp với các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn.
Hiệp hội Công nghiệp Năng lượng Mặt trời (SEIA) cũng thúc đẩy và hoạt động để phát triển việc tái chế tấm pin mặt trời. Các thành viên SEIA có thể tham gia vào các chương trình thu hồi và tái chế dựa trên ngành công nghiệp và Nhóm công tác tái chế PV của SEIA cho biết họ tích cực tìm kiếm và phát triển các đối tác tái chế trên toàn quốc. Tổ chức này cho rằng việc tổng hợp các dịch vụ của các nhà sản xuất năng lượng mặt trời và các nhà tái chế sẽ dẫn đến việc quản lý cuối vòng đời có trách nhiệm với môi trường và hiệu quả hơn về mặt chi phí.
Một số chính quyền tiểu bang và địa phương đang giải quyết vấn đề thải bỏ và xây dựng luật quy định những gì sẽ xảy ra với các pin mặt trời đã nghỉ hưu. Trong thời gian chờ đợi, các nhà tái chế, các nhà nghiên cứu, các nhóm công nghiệp và các nhà sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời tiếp tục tìm cách tái sử dụng các thiết bị hoặc các thành phần của chúng một cách có trách nhiệm.
Corey Dehmey, giám đốc điều hành tại tổ chức phi lợi nhuận Sustainable Electronics Recycling International ( SERI), quản lý tiêu chuẩn chứng nhận tái chế R2 cho các máy tái chế thiết bị điện tử. "Chúng tôi biết về một số nhà tái chế R2, những người trong nhiều năm đã nhận được các tấm pin mặt trời. Quay trở lại cách đây 10 năm, các tấm pin năng lượng mặt trời được bán với số lượng nhỏ giọt. Khối lượng đang tiếp tục tăng lên."
Các tấm pin mặt trời có phải là 'CRT mới' không?
Các tấm pin mặt trời đặt ra những thách thức khiến những người tham gia ngành công nghiệp tái chế và rác thải đặt tên cho các thiết bị là "CRT mới", đề cập đến hàng núi vấn đề mà TV ống tia âm cực cuối đời đặt ra khi vật liệu chứa chúng không còn được TV yêu cầu và giám sát các nhà sản xuất.
Ví dụ, các thiết kế pin mặt trời khác nhau chứa các vật liệu - bao gồm chì, cadmium, asen, selen và crom - có thể nguy hiểm nếu không được tái chế hoặc xử lý đúng cách. Điều này gợi nhớ đến lượng chì trong CRT gây nguy hiểm khi bị bỏ rơi hoặc chôn lấp, hoặc không được tái chế một cách an toàn.
Robin Ingenthron, Giám đốc điều hành của Good Point Recycling và người sáng lập Fair Trade Recycling có trụ sở tại Vermont, cho biết nếu luật pháp và các chương trình quản lý phù hợp không được đưa ra trước khi các tấm pin đi vào dòng chất thải, ngành công nghiệp có thể đối mặt với một cuộc khủng hoảng tương tự. Ông cho rằng pin mặt trời, giống như CRT, có giá trị tái sử dụng nhưng có thể bị coi là chất thải độc hại một cách không phù hợp thông qua quy định do các bên đưa ra thông tin sai lệch.
Ingenthron nói: “Điều chúng tôi lo ngại lúc này là chúng tôi không lặp lại những sai lầm của‘ cuộc chiến tái sử dụng ’đã xảy ra 20 năm trước.
Good Point Recycling đang khởi động một dự án thí điểm thương mại công bằng, qua đó nó hy vọng sẽ chứng minh một tương lai khả thi, có đạo đức cho việc sửa chữa và tái sử dụng bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Các tế bào năng lượng mặt trời vẫn hoạt động sẽ được gửi đến các thị trường mới nổi, chẳng hạn như Ghana và các nước châu Phi khác. Các đối tác của dự án hứa rằng mô hình "tái sử dụng đầu tiên" có thể giảm chi phí cơ sở hạ tầng tái chế trong khi cung cấp dữ liệu làm hướng dẫn khi đưa ra các quy định.
Ingenthron nói: “Những gì chúng tôi đang cố gắng làm với phi công của mình là tích cực tìm hiểu sự thật về các tấm pin mặt trời trước khi mọi người bắt đầu đưa ra những giả định sai lầm. "Hiện tại, những người duy nhất chúng tôi thấy có nhiều hứng thú mua chúng là từ lĩnh vực công nghệ, không phải lĩnh vực phế liệu."
Ông nói, một số nhà sản xuất sản phẩm ban đầu lo lắng về các chương trình tái sử dụng gây ra sự ăn mòn thị trường, nhưng thị trường tái sử dụng khác với thị trường đầu tiên của các nhà sản xuất thiết bị.
Ingenthron nói: “Những thứ này được tái sử dụng ở những thị trường mà họ không bán vào… Chẳng hạn, phải mất nhiều thập kỷ trước khi họ bán cho một bệnh viện ở châu Phi. “Đó là chuyên môn của tôi: sử dụng thiết bị đã qua sử dụng để phát triển cơ sở hạ tầng ở các thị trường mới nổi. Chúng tôi hy vọng có thể thuyết phục ngành công nghiệp rằng đó là đôi bên cùng có lợi ”.
Một song song khác với CRT thường được Sarber và các chuyên gia khác trích dẫn là thiếu thị trường sinh lời cho các vật liệu tấm pin mặt trời tái chế.
Sarber nói: "Có một khoảng cách thực sự giữa chi phí để tái chế các tấm pin mặt trời và giá trị của các vật liệu mà bạn thu được từ quá trình đó. Việc thải bỏ các sản phẩm trong các bãi chôn lấp sẽ rẻ hơn".
Phần lớn giá trị nằm ở khung nhôm, và một số còn đến từ đồng, bạc và silicon trong các thành phần như dây điện, mạch điện và kính. Sarber cho biết phải tốn 20-30 đô la để tái chế mỗi bảng điều khiển, trong khi mỗi tấm có thể chỉ chứa 3-4 đô la vật liệu có thể tái sử dụng và bán trên thị trường. Tổng số đó thậm chí có thể ít hơn đối với các mẫu mới hơn nhỏ hơn, trọng lượng nhẹ hơn và chứa ít kim loại hơn.
Sarber nói: “Tái chế các vật liệu để có giá trị hàng hóa là một đề xuất đang mất dần hiện nay… Cấu trúc thị trường không hỗ trợ tái chế mà không có các biện pháp khuyến khích hoặc quản lý sản phẩm. “Những gì chúng tôi thấy đang xảy ra hiện nay là xây dựng năng lực để tái sử dụng và tái chế những vật liệu này, nhưng đó không phải là cách có tổ chức và được thực hiện theo quy định”.
Lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời ở San Francisco
Justin Sullivan qua Getty Images
Cách tiếp cận chính sách
Hoa Kỳ tụt hậu so với các khu vực khác trong quy định về bảng điều khiển năng lượng mặt trời cuối vòng đời. Ví dụ, Liên minh Châu Âu quy định việc tái chế bảng điều khiển năng lượng mặt trời và yêu cầu quản lý nhà sản xuất, yêu cầu thu gom 85% và tái chế 80% vật liệu của các tế bào. Nhiều quốc gia ủng hộ Công ước Basel (trong đó Hoa Kỳ hiện không phải là thành viên ký kết) cũng coi các tấm pin năng lượng mặt trời hết tuổi thọ và các chất thải nguy hại điện tử khác nằm trong danh mục chất thải nguy hại bị cấm.
