КҮН ПАНЕЛІН ҚАЙТА ӨҢДЕУ ҚИЫНДЫҚТАРЫ

Алдағы онжылдықта күн панельдерінің қалдықтары 4000 пайызға артады.Күн батареяларын қайта өңдеу өнеркәсібі осы көлемдерді өңдеуге дайын ба?Жаңа панельдерге сұраныс экспоненциалды түрде артып, шикізат тапшы болғандықтан, жарыс жалғасуда.

Күн панеліқайта өңдеу нағыз қиындыққа айналуда.Ұлыбританияның таза нөлдік стратегиясы үшін өте маңызды, күн энергиясы бизнес пен үй шаруашылықтары үшін ұзақ және тұрақты нұсқа болып табылады және ол тез дамып келеді.

2021 жылы Ұлыбритания 730 МВт жаңа күн қуатын қосып, жалпы көлемді 14,6 ГВт-қа жеткізді, бұл 2020 жылдан 5,3 пайызға артты, ал 2022 жылдың екінші тоқсанында күн энергиясы Ұлыбританияның жалпы электр энергиясын өндірудің 6,4 пайызын құрады.Сәуір айындағы Энергетикалық қауіпсіздік стратегиясы аясында Бизнес, энергетика және өнеркәсіптік стратегиялар департаменті (BEIS) 2035 жылға қарай Ұлыбританияның күн қуатын орналастыру көлемі бес есеге артып, жалпы көлемі 70 ГВт-қа жетеді деп күтілетінін растады: Ұлыбританияда болжанған энергияның шамамен 15 пайызы. (және ұлғайту) электр энергиясына талаптар, McKinsey сәйкес.

Күн батареялары 30 жылдық қызмет ету мерзімі аяқталғаннан кейін олармен не істеу керектігі туындайтын мәселе.Болашақта нарықтың өсуі жалғасуда, күн қалдықтарының үйіндісі де өседі.Халықаралық жаңартылатын энергия агенттігінің (IRENA) мәліметі бойынша, Ұлыбритания алдағы онжылдықта 30 000 тонна күн қалдықтарын шығарады деп болжануда.Бұған қоса, 2030-шы жылдары істен шыққан панельдердің өсуі нарыққа шығады деп күтілуде.күн панельдерімыңжылдықтардан бастап құлдырай бастайды.IRENA 2030 жылы күн батареяларынан шығатын жаһандық қалдықтар 1,7 миллионнан сегіз миллион тоннаға дейін болады деп болжайды.

Әрі қарай, шикізатты жеткізудегі әлеуетті тоқырау станогтары, панельдерге сұраныс таза компоненттердің қолжетімділігінен асып түседі.

Күн батареяларын қайта өңдеу өнеркәсібінде жұмыс істемей қалған панельдердің көтерілуін өңдеу және жаңа күн панельдерін өндіруді қолдау үшін оның қуатын арттыру үшін қысым күшейіп жатыр.Шілде айында күн өнеркәсібінің сарапшысы Сэм Вандерхуф IRENA мәліметтеріне сілтеме жасай отырып, бүкіл әлемде он фотоэлектрлік (PV) панельдердің тек біреуі ғана қайта өңделеді, ал қалғаны полигонда қалады деп ұсынды.

Реттеу және сәйкестік

Ұлыбританияның ішінде,күн панельдері ресми түрде жіктеледіЭлектрлік және электрондыЖабдық(EEE), арнайы санат бойынша 14. Осылайша, PV панельдері EEE (WEEE) қалдықтары туралы ережелермен қамтылады;олардың қызмет ету мерзімінің аяқталуы бақыланады және қатты күн батареяларын қайта өңдеу инфрақұрылымын дамыту қазірдің өзінде жүргізілуде.

Күн панельдерін өндірушілер нарыққа енгізілген тонналар туралы есеп беріп, сол қондырғыларды болашақта қайта өңдеуді жабу үшін сәйкестік ескертулерін алып, Өндірушінің сәйкестік схемасына (PCS) қосылуға міндетті.Олар сондай-ақ пайдаланушыларға және өңдеу құралдарына материалдың құрамы мен дұрыс кәдеге жарату туралы кеңес беру үшін өнімдерді белгілеуі керек.

Сонымен қатар дистрибьюторлар мерзімі біткен өнімдерді жинауы керек.Оларда PV қалдықтарын қайтарып алу процедурасы болуы немесе үкімет бекіткен кері қайтару схемасына қатысуы керек.

Дегенмен, Скотт Батлердің, WEEE талаптарына сәйкестік төлемінен қаржыландырылатын ҮЕҰ-ның Бас атқарушы директоры Скотт Батлердің айтуынша, күн панельдерін қалпына келтіруге әсер ететін кейбір ерекше ойлар бар: «PV арқылы сіз орнатушы/демонтаждаушы қарым-қатынас болады деп күтесіз. үй шаруашылықтары.Бұл отандық өнім болғанымен, көпшіліктің қолынан келетін нәрсе емес.

«Менің ойымша, орнатуды жоюға электр тоғы бойынша тіркелген маман қатысуы керек... және олар осы [қалдықты] басқарудың кілті болуы мүмкін.Олар қалдықтарды өңдеуге дайын болмағандықтан қиын болуы мүмкін, бірақ қалдықтарды тасымалдаушы болу қиын емес».

Батлер қазіргі уақытта қызмет ету мерзімінің аяқталуына жақындап қалған күн панельдерін өндірістегі әртүрлілікке байланысты қайта өңдеу қиынға соғуы мүмкін екенін атап өтті: «Қайта өңдеуге келетін болсақ, менің ойымша, PV-ға қатысты мәселе химияны түсіну болып табылады, өйткені, әсіресе бастапқыда, көптеген әртүрлі химиялық қоспалар бар.Қазір шыға бастайтын дүниелер әбден ескірді, 20 жыл өте ұзақ цикл.Мүмкін, нарыққа кім нені шығарғанын және оның не екенін анықтау үшін ақпарат алшақтығы болуы мүмкін ».

Қайта өңдеу процестері

Панельдерді қайта өңдеу процестері күн панелінің құрамына байланысты өзгереді, олардың ең көп таралғаны кремний негізіндегі болып табылады.Қолжетімділігімен және икемділігімен танымал кремний күн панельдері 2020 жылы нарықтың 73,3 пайыздық үлесін құрады;жұқа пленка 10,4 пайызды, ал қалған 16,3 пайызын басқа материалдардан жасалған панельдер (бояғышпен сезімтал, концентрленген фотоэлектр, органикалық гибридтер) құрады (Човдхури және басқалар, 2020).

Жиналған кезде, кез келгенPV панелібөлшектеу қиын.Алюминий жақтау мен қосқыш қорапты оңай алып тастауға болады;қиын бөлігі қара және түсті металдардың, пластмассалардың және жартылай өткізгіш материалдың аз мөлшерін қамтитын ламинатталған жалпақ шыны парақ болып табылады.Өңдеу шешімдеріне қатысты мәселе техникалық мәселе емес, өйткені пиролиз, криогендік бөлу (мұздату) және механикалық ұсақтау әртүрлі материалдар үшін бөлу әдістері ретінде бар.Ең үлкен қиындық - PV панельдері орауыш қалдықтарына немесе қысқа қызмет мерзімі бар шығын материалдарына ұқсас қалдықтарды жасамайды.Сондықтан басты мәселе экономикалық мәселе: қалдықтардың қашан келетінін білмейтін тазарту желісіне кім инвестиция салады?

Жұқа пленкалы панельдер күрделі металды «кадмий теллуридін» қоршаған ортаға зиянсыз қалпына келтіру үшін бірнеше қосымша қадамдарды қажет ететін өңдеу процесін қамтиды.Аз танымал таңдау болғанымен, жұқа пленкалы панельдер материалды тиімдірек пайдаланады, олар жұқа жартылай өткізгішті орналастырады, өндіріс кезінде шығындар мен көміртекті үнемдейді.Бұл панельдер аз жарықта және тік беттер мен қасбеттерге пайдалы «төтенше» бұрыштарда жақсырақ жұмыс істейді.

Материалдарды қалпына келтіру үшін қатты және сұйық сынықтар айналмалы бұрандамен бөлінбес бұрын, жұқа пленкалы PV панельдері ламинацияны жою үшін ұсақталады.Содан кейін пленка қышқыл мен асқын тотығының көмегімен жойылады, содан кейін қабат аралық материалдарды дірілмен алып тастайды, ал қалған шыны мен металл бөлініп, қалпына келтіріледі.

Күн панелін масштабта қайта өңдеу

Ағымдағы қайта өңдеу бастамалары тұрақты түрде өсіп келе жатқанына қарамастан, қазіргі уақытта оны қайта өңдеуге жіберетін күн панелі материалдарының тек 80-95 пайызы ғана қалпына келтіріледі.Осыны алға жылжыту үшін Veolia қалдықтарды басқару компаниясы EIT RawMaterials қаржыландыратын жалғасып жатқан жобада күн панелін толық қайта өңдеуді өнеркәсіптік ауқымға енгізу жобасын басқарады.ReProSolar кремний негізіндегі PV модулінің барлық құрамдастарын қалпына келтіруге мүмкіндік беретін, қызмет ету мерзімі біткен панельдерді қайта өңдеудің жоғары тиімді процесін әзірлеуде.

Күн ұяшығын шыны пластинадан бөлу үшін деламинация технологиясын қолдана отырып, физикалық және химиялық процестер барлық материалдарды, соның ішінде таза күміс пен кремнийді PV модульдерін бұзбай қалпына келтіреді.

FLAXRES GmbH және ROSI Solar серіктестіктерімен екітехнологиялық компанияларPV панельдерінен шикізатты қалпына келтірудің жаңа әдістерін әзірлеуде, жоба жыл соңына дейін өнеркәсіптік ауқымда техникалық-экономикалық негіздемелерді сынап көреді, 2024 жылы Германиядағы демонстрациялық зауытта жыл сайын 5 000 тонна пайдаланудан шығарылған PV модульдері өңделеді.

Толық қайта өңдеу процесін коммерцияландыру қазіргі нарықтық қиындықтарды шешудің кілті болып табылады, панельдерге өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыру және күн панелі қалдықтарының монтаждау көлемін өңдеу үшін қалпына келтірілген PV панелінің құрамдас бөліктерін күшті жеткізуді қамтамасыз етеді.

Сұраныс өскен сайын жоғары құнды PV панелінің құрамдастарын қалпына келтіруден айтарлықтай экономикалық табыс алуға болады.Күміс, мысалы, панель салмағының 0,05 пайызын құрағанымен, оның нарықтық құнының 14 пайызын құрайды.Басқа бағалы және қалпына келетін металдарға алюминий, мыс және теллур жатады.Rystad Energy мәліметтері бойынша, жарамдылық мерзімі біткен PV панельдерінен қалпына келтірілген материалдар қазіргі уақытта 170 миллион долларды құраса, 2030 жылы олардың құны 2,7 миллиард доллардан асады.

Күн батареяларын қайта құру

Күн батареяларын қайта өңдеу әлеміндегі инновациялардан басқа, панельдердің дизайны да қайта пайдалануды ескере отырып қайта ойластырылуда.Қолданбалы ғылыми зерттеулер бойынша Нидерланд ұйымы (TNO) 2021 жылдың желтоқсанында өзінің жаңадан әзірленген «Қайта өңдеуге арналған дизайн» (D4R) күн панельдерін көрсетті, олар қызмет ету мерзімінің аяқталуына байланысты жасалған.Тестіленген 30 жылдық қызмет мерзімі бар панельдер құрамдас бөліктерге зақым келтірместен оңай бөлшектеуге арналған.

Жабысқақ фольгамен қапталған панельдер ұяшықтар мен жақтауларды бөлуге арналған біріктірілген триггер механизмін ұстайды.Процесс энергиясы аз және улы элементтерді қамтымайды.

Зерттеу екі жобадан тұрады, біріншісі DEREC жобасы болды, ол D4R панельдерін модельденген қызмет ету мерзімінен кейін таза бөлшектеуді қамтамасыз ету үшін шағын ауқымда тұжырымдамалап, сынады.Содан кейін PARSEC жобасы технологияны коммерциялық және тұрғын үй пайдалануға арналған толық өлшемді D4R панельдеріне дейін кеңейтеді.

Бұл панельдер болған кездеөндірілген30 жыл бұрын қайта өңдеушілерге қазіргі қиындық туғызатын D4R панельдері саланы алға жылжыту үшін панельдерді қайта өңдеуді жеңілдетеді.Жаңа панельдерден басқа, консорциум қайта пайдалану үшін таза кремний алуға қол жеткізу үшін қазіргі күн панельдерінің үлгілерін қайта өңдеу әдістерін зерттейді.

Қорытындысында

Жиынтықта бұл инновациялар олардың коммерцияландыруға бағдарлануында уәде береді, дегенмен талап етілетін шкаланың орындалатынына қатысты алаңдаушылық сақталады, бұл істен шыққан панельдердің екі көлемі де, жаңаларына сұраныс артады.Дегенмен, егер коммерцияландыру жұмыстары сәтті болса және толық қалпына келтірілген материалдардан панельдер жасау жоспарлары жеткізілсе, күн панельдері индустриясы сенімді айналмалы экономиканы қарастырады.