Ya Tüm Atıklar?

Yazan: Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

İklim değişikliğinin baskıları ve rüzgar ve güneş gibi alternatif enerji kaynaklarının acilen devreye alınmasıyla birlikte, enerji geçiş teknolojilerinin sözde faydalarına yönelik takıntı, göz kamaştıran gerçeği gölgede bırakıyor; atıklar gibi diğer yaşam döngüsü dışsallıklarını tanımlama ve ölçmeye yönelik bir stratejinin olmayışı. imha veya çevresel etkiler.

Enerji endüstrisi, hükümetler ve toplum, gelen atık miktarlarını ve kullanım ömrünün sonundaki güneş enerjisi PV'lerinin uzun vadeli etkilerini henüz tam olarak anlamadı. Sürdürülebilir ve döngüsel bir gelecek tercih edilen yol ise, ömrünü tamamlamış panellerin izin verilen geri dönüşüm, arıtma ve bertaraf tesislerinde kontrollü yönetimi gereklidir.

Tehlikede Olan: Güneş Atığı

Dünya çapında kümülatif güneş atığı projeksiyonlarının 78 yılına kadar yaklaşık 2050 milyon tona ulaşması bekleniyor. Bununla birlikte, bu tahminlerin birçoğu panellerin tam ömrünün 25-30 yıl olduğunu varsayıyor ve güneş enerjisinin neden olduğu erken değiştirme, hızlı eskime ve yaygın erken hizmet dışı bırakmayı hesaba katmıyor. vergi kredileri, tazminat oranları, kurulum fiyatı, şiddetli hava olayları ve Çin'in rolü sonuçta bu rakamları daha da yukarı taşıyabilir. Muazzam ve benzeri görülmemiş güneş enerjisi büyümesiyle sonuçlanan cazip vergi sübvansiyonlarının yanı sıra, güneş enerjisi pazarına hakim olan ve kontrol eden Çin'deki üretim yenilikleri sayesinde panellerin dönüşüm verimliliği her geçen yıl arttı. ABD'de güneş enerjisi, iklim değişikliğiyle mücadelede kritik bir çözüm, şirketler ve yatırımcılar için çevresel, sosyal ve yönetişim hedefleriyle uyumlu cazip bir yatırım ve bir istihdam yaratıcı olarak gösterildi. 

Ancak giderek artan atık hacimleri döngüsel ekonomiye ters düşüyor ve küresel ve ulusal sürdürülebilirlik hedeflerine tehdit oluşturuyor. 

Bir güneş fotovoltaik (PV) panelinin parçalara ayrılması ve anatomisinin anlaşılması, sökülmesini ve geri dönüştürülmesini pahalı, karmaşık ve enerji ve kaynak açısından yoğun bir süreç haline getiren son derece entegre bir sistemi ortaya çıkarır. Bir panelin bileşimi alüminyum, cam, karmaşık plastikler ve diğerlerinin yanı sıra kadmiyum, krom, kurşun, selenyum ve gümüş dahil olmak üzere işlenmeden ve yönetilmeden bırakılan, toprağı kirletebilen ve yeraltı suyu sistemlerine sızabilen çeşitli metalleri içerir. Toksisite açısından düzenleyici eşikleri aşan ağır metaller ve diğer bileşenlerin varlığı nedeniyle, kullanım ömrü sonundaki paneller, tehlikeli atıkların yönetimini düzenleyen yasa olan Kaynak Koruma ve Geri Kazanım Yasası kapsamında federal olarak düzenlenmiş tehlikeli atık olarak sınıflandırılabilir. Bu sınıflandırma, güneş panellerini ABD Çevre Koruma Ajansı'nın tehlikeli atık düzenlemelerinin tüm kapsamına dahil eder ve mevcut yasa kapsamında panellerin geri dönüşüm veya imha için sınıflandırılmasını, depolanmasını, taşınmasını ve taşınmasını pahalı ve külfetli hale getiren bir dizi katı düzenleyici yükümlülük taşır.

Yaşam döngüsü sonu sorunu, ekonomik olarak uygulanabilir ve sürdürülebilir yaşam sonu seçeneklerinin eksikliğini yansıtıyor; baskın yöntemler atık depolama, yakma veya ikincil pazarlara “bağış” (gönüllü geri dönüşüm) olup atık yönetimi yükünü gelişmekte olan ülkelere kaydırıyor. ekonomiler. 

Güneş Enerjisi Geri Dönüşüm Sürecinin Karmaşıklığı

Solar PV'lerin geri dönüşümü oldukça karmaşıktır ve kendi atık ve emisyonlarını üreten, enerji ve kaynak açısından yoğun bir süreç olabilir (Şekil 1). Geri dönüşüm teknolojileri, özellikle ABD'de hâlâ gelişme aşamasındadır ve maliyeti engelleyicidir; bu da nihai bertaraf seçeneklerini geniş bir farkla en ucuz yollar olan depolama, yakma ve ihracatla sınırlamaktadır. “Tehlikeli atık” tanımı nedeniyle mevcut düzenlemeler, atık güneş panellerinin nitelikli taşıyıcılar tarafından ve izin verilen arıtma, depolama, bertaraf ve geri dönüşüm tesislerinde yönetilmesini gerektirmektedir. Öngörülen güneş enerjisi atık hacimleri göz önüne alındığında, ABD'deki geri dönüşüm tesislerinin sahaya alınması, inşa edilmesi ve ölçeklendirilmesi için uzun izin süreleri göz önüne alındığında, mevcut tehlikeli atık ve geri dönüşüm tesislerinin panel akışını yönetmeye yeterli olup olmadığı belirsizdir. 

Bu karmaşık düzenleyici engeller, geri dönüşümün doğrudan maliyetiyle birlikte, atık güneş panellerinin terk edilmesini, yasa dışı olarak atılmasını ve stoklanmasını teşvik ederken, daha uygun fiyatlı seçenekler ortaya çıkıyor. Panellerin elektronik atık (e-atık) veya diğer malzemeler olarak yanlış sınıflandırılması, izleme mekanizmalarının ve veri şeffaflığının olmayışı nedeniyle kesin rakamları elde etmek zor olsa da, tahminler ABD'de güneş panellerinin ~%10'unun geri dönüştürüldüğünü ve bu durumun bu rakamın tam mı yoksa kısmi geri dönüşüm sonuçlarına mı dönüştüğü belli değil.

Güneş enerjisi geri dönüşüm endüstrisi, değerli malzemelerin küçük konsantrasyonları nedeniyle yetersiz girdiler, yüksek işletme maliyetleri ve düşük karlılık gibi zorluklarla karşı karşıya kalsa da, güneş enerjisini toplamak, işlemek ve satmak için altyapı ve tedarik zinciri işbirlikleri mevcutsa, güçlü bir güneş enerjisi geri dönüşüm pazarı potansiyeli vardır. çeşitli bileşenler. Ancak bu düzenlemelerin hiçbiri şu anda mevcut değil. Yeni döngüsel iş modelleri geliştirilmeli ve geri dönüştürülmüş, yeniden kullanılmış ve geri kazanılmış silikon, metaller ve ikinci yaşam panelleri için malzemelere ve güneş PV endüstrisindeki yeniden kullanım, onarım ve yeniden üretim değer zincirlerini resmileştiren diğer uygulamalara dayalı ikincil pazarlar oluşturulmalıdır. 

Kaynak: Rachel Meidl ve Mathilde Saada tarafından çeşitli kaynaklardan derlenmiştir.

ABD'de Geleceğin Düzenleyici Modelleri

ABD'de ömrünü tamamlamış güneş atığı için ulusal bir çerçeve mevcut değildir, ancak Kaliforniya'nın liderliğini takip eden EPA şu anda kullanım ömrü sona eren panellerin, modernleştirilmiş düzenlemeleri olan bir tehlikeli atık kategorisi olan "evrensel atık" olarak düzenlenmesi gerekip gerekmediğini değerlendirmektedir. Yönetim yüklerini azaltmayı ve toplama ve geri dönüşümü kolaylaştırmayı amaçlayan düzenlemeler. Kaliforniya, ömrünü tamamlamış güneş panellerini evrensel atık olarak düzenleyen ilk eyalettir ve bu eyaletin son kanunları, ulusal güneş atığı geri dönüşüm çerçevesinin gelecekteki gelişimi için bir model ve diğer eyaletlerin takip edeceği bir plan olarak hizmet edebilir. Hawaii, Kuzey Carolina ve Rhode Island da geri dönüşümü teşvik etmek amacıyla güneş panellerini yönetmeye yönelik kuralları düşünüyor. Bu çerçeve yalnızca OECD ülkeleri için çok önemli değil, aynı zamanda dünyanın bu bölgelerinde resmi atık imha ağları, geri dönüşüm altyapısı ve düzenlemeler eksik olduğundan, güneş enerjisinde benzeri görülmemiş bir büyüme yaşayan gelişmekte olan ekonomiler (örneğin, Çin ve Hindistan) için de kritik öneme sahiptir. . Güneş enerjisi geri dönüşüm endüstrisi ortaya çıktıkça ve çok sayıda oyuncu pazara girdikçe, en büyük zorluklardan biri, biriken büyük miktardaki yetim atıkların sorumluluğunu üstlenmek olacaktır. 

Döngüsel ekonomi için sistem düzeyinde yönetim

Geri dönüşüm (veya geri dönüşümün mümkün olmadığı durumlarda tehlikeli maddelerin uygun şekilde imha edilmesi) aslında döngüsel ekonominin önemli bir bileşenidir. Ancak her şeyden önce, güneş enerjisi atıklarının toplanmasını ve kullanım ömrü sonunda uygun şekilde yönetilmesini teşvik eden kolaylaştırıcı düzenlemelere ihtiyacımız var. Bu, endüstri ve ikincil piyasalar kapsamlı bir kullanım ömrü sonu altyapısının parçası olarak ölçeklenirken güneş enerjisi geri dönüşüm kapasitesinin oluşturulmasına yardımcı olabilir. Güneş enerjisi geri dönüşüm endüstrisinin gelişimini teşvik edecek çözümler arasında yatırım teşvikleri de dikkate alınmalıdır. 

Toplumumuzu karbondan arındırma ve elektriklendirme telaşı içinde atık yönetimi çoğu zaman göz ardı ediliyor. Arazi kullanımı, biyolojik çeşitlilik kaybı, çevresel adalet, su yönetimi ve küresel ulaşım gibi güneş enerjisi tesislerinin genellikle göz ardı edilen faktörlerinin tüm tedarik zinciri boyunca yaşam döngüsü etkilerini hesaba katan uygun kapsamlı metodolojiler geliştirmek için fırsatlar mevcuttur. Ayrıca blockchain gibi teknolojiler, kullanım ömrü sona eren panellerin şeffaf ve hesap verebilir yönetimi için büyük bir ivme sağlayabilir. Enerji sistemlerini şu anda yeniden kullanım, geri kazanım, yeniden üretim ve geri dönüşüme yönelik planlamamız, hazırlamamız ve tasarlamamız hayati önem taşıyor; aksi takdirde gelecekte yeni çevresel, sosyal ve ekonomik yükler yaratma riskiyle karşı karşıya kalırız.

Rachel A.MeidlLP.D., CHMM, Rice Üniversitesi Baker Enstitüsü-Enerji Çalışmaları Merkezi'nde enerji ve çevre alanında araştırmacıdır. Daha önce ABD Ulaştırma Bakanlığı'nın bir kurumu olan Boru Hattı ve Tehlikeli Madde Güvenliği İdaresi'ne yönetici yardımcısı olarak atandı. 

Mathilde Saada Rice Üniversitesi Baker Enstitüsü Enerji Araştırmaları Merkezi'nde Araştırma Görevlisi ve Rice Üniversitesi Küresel İlişkiler Yüksek Lisans Programında yüksek lisans öğrencisidir.