Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) araştırmacıları, güneş fotovoltaik (PV) modüllerinde kullanım ömrü yönetiminde umut verici yaklaşımlara yer veren ilk küresel değerlendirmeyi gerçekleştirdiler.
PV modüllerinin 30 yıllık bir ömrü vardır. Kullanım sürelerinin sonunda bunun nasıl yönetileceğine dair şu anda bir plan yok. Artık ihtiyaç duyulmayan modül hacmi 2050’ye kadar 80 milyon metrik tonu bulabilir. Miktara ek olarak, atığın doğası da güçlükler ortaya çıkaracaktır. PV modülleri, değerli, kritik ve toksik malzemelerden yapılır. Şu anda değerli olanların nasıl geri dönüştürüleceğine ve toksik olanların nasıl azaltılacağına dair bir standart yok.
Çok sayıda makale PV geri dönüşümü için ayrı seçenekleri gözden geçiriyor, ancak şimdiye kadar hiç kimse en umut verici yaklaşımları belirlemek için tüm PV geri dönüşüm çabalarının küresel bir değerlendirmesini yapmadı.
NREL’de sürdürülebilirlik biliminde uzmanlaşmış kıdemli bir bilim insanı olan Garvin Heath, “PV, enerji geçişinin önemli bir parçası” dedi. “Bu malzemelerin iyi birer takipçisi olmalı ve PV modülleri için döngüsel bir ekonomi geliştirmeliyiz.”
Heath, Nature Energy dergisinde yayınlanan “Geri dönüşüm ekonomisini destekleyen silikon fotovoltaik modül geri dönüşümü için araştırma ve geliştirme öncelikleri” nin baş yazarıdır. NREL’den ortak yazarlar Timothy Silverman, Michael Kempe, Michael Deceglie ve Teresa Barnes; ve eski NREL çalışma arkadaşları Tim Remo ve Hao Cui’den meydana geliyor. Ekip ayrıca, özellikle güneş enerjisi üretiminde, dışarıdan uzmanlarla iş birliği yapıyor.
Heath, “Araştırmacılar, yatırımcılar ve politika yapıcılar olarak odak noktamızı yönlendirmemiz ve yönlendirmememiz gerekenler konusunda kısa ve derin bir sentez sağlamaktadır” dedi.
Yazarlar, kurulu PV sistemlerinin % 90’ından fazlasında çok saf bir biçimde kullanılan bir malzeme olarak kristal silikonun geri dönüştürülmesine odaklandılar. Malzeme, PV modülleri üretimi için gereken enerjinin, karbon ayak izinin ve maliyetin yaklaşık yarısını oluşturuyor, ancak kütlelerinin yalnızca küçük bir bölümünü meydana getiriyor. Silikonun değeri saflığıyla belirleniyor.
PV donanım uzmanı Silverman, “Silikonu saf hale getirmek için çok fazla yatırım gerekiyor” dedi. “Bir PV modülü için, bu silikon hücreleri alıp diğer malzemelere temas edecekleri, hava koşullarına dayanıklı bir pakete kapatırsınız ve 20 ila 30 yıl beklersiniz. Bu sırada PV teknolojisi de gelişiyor. Bu enerji ve malzeme yatırımını çevre için en iyi şekilde nasıl geri alabiliriz?”
Yazarlar, bazı ülkelerde PV geri dönüşüm düzenlemelerinin yürürlükte olduğunu, bazılarının ise çözümleri değerlendirmeye yeni başladığı tespitlerini yaptı. Günümüzde üretilen sınırlı atık miktarı nedeniyle dünyada yalnızca bir kristal silikon PV’ye özel geri dönüşüm tesisi bulunuyor.
Bulgulara dayanarak yazarlar, malzeme geri kazanımını en üst düzeye çıkarırken geri dönüşüm maliyetlerini ve çevresel etkileri en aza indirmek için araştırma ve geliştirme öneriyorlar. Yüksek değerli silicon yerine intakt silikon ızgaralara odaklanmayı öneriyorlar. İkincisi daha ulaşılabilir olarak görülüyor, ancak silikon levhalar genellikle çatlıyorlar ve doğrudan yeniden kullanımı mümkün kılmak için günümüzün standartlarını karşılamada yetersiz kalıyorlar. Yazarlar, yüksek değerli silikonu geri kazanmak için silikon saflaştırma işlemlerinin araştırılması ve geliştirilmesi ihtiyacının altını çiziyor.
Yazarlar ayrıca, geri dönüşüm uygulamalarının çevresel ve ekonomik etkilerinin tekno-ekonomik analizler ve yaşam döngüsü değerlendirmeleri kullanılarak araştırılması gerektiğini vurguluyorlar.
Son olarak,, başlangıçta israfı önlemenin yollarını bulmanın, güneş panellerinin nasıl daha uzun süre dayanacağı, malzemelerin daha etkin bir şekilde kullanılması ve elektriğin daha verimli şekilde üretilmesi dahil olmak üzere denklemin önemli bir parçası olduğunu belirtiliyor.
Eğer uygulama sahası bulabilirse ve başarılı olabilirse, bu bulgular tek parçalı PV geri dönüşüm ekonomisinin gelişmesine katkıda bulunacaktır. Kaynak: Ulusal Yenilenebilir Enerji Araştırma Laboratuvarı (NREL)