Bron:greenbiz.com
Zonnepanelen hebben een levensduur van 25 tot 30 jaar, maar bevatten waardevolle metalen, waaronder zilver en koper. Nu er binnenkort een golf van verlopen panelen wordt verwacht, ontstaan er bedrijven die de herbruikbare materialen willen recyclen en de panelen uit de vuilstort willen houden.
In Odessa, Texas, lossen werknemers van een startup genaamd SolarCycle vrachtwagens met afgedankte fotovoltaïsche panelen, vers geplukt van commerciële zonneparken in de Verenigde Staten. Ze scheiden de panelen van de aluminium frames en elektriciteitskasten en voeren ze vervolgens in machines die het glas losmaken van de gelamineerde materialen die ongeveer een kwart eeuw hebben bijgedragen aan het opwekken van elektriciteit uit zonlicht.
Vervolgens worden de panelen gemalen, versnipperd en onderworpen aan een gepatenteerd proces waarbij de waardevolle materialen – vooral zilver, koper en kristallijn silicium – worden geëxtraheerd. Die componenten zullen worden verkocht, evenals het goedkopere aluminium en glas, dat mogelijk zelfs in de volgende generatie zonnepanelen terechtkomt.
Dit proces biedt een glimp van wat er zou kunnen gebeuren met een verwachte golf van gepensioneerde zonnepanelen die afkomstig zal zijn van een industrie die de snelst groeiende energiebron in de VS vertegenwoordigt. Momenteel heeft ongeveer 90 procent van de panelen in de VS hun efficiëntie verloren door ouderdom of die defect zijn, op stortplaatsen belanden omdat die optie een fractie kost van het recyclen ervan.
Maar voorstanders van recycling in de VS zeggen dat een groter hergebruik van waardevolle materialen, zoals zilver en koper, de circulaire economie zou helpen stimuleren, waarin afval en vervuiling worden verminderd door het voortdurend hergebruiken van materialen. Volgens een rapport uit 2021 van het National Renewable Energy Laboratory (NREL) zou het recyclen van PV-panelen ook het risico kunnen verkleinen dat stortplaatsen gifstoffen in het milieu lekken; de stabiliteit vergroten van een toeleveringsketen die grotendeels afhankelijk is van import uit Zuidoost-Azië; de kosten van grondstoffen voor fabrikanten van zonne-energie en andere typen verlagen; en uitbreiding van de marktkansen voor Amerikaanse recyclers.
Amerikaanse zonnepanelen die in 2030 met pensioen gaan, zouden ongeveer 3,000 Amerikaanse voetbalvelden bedekken.
Natuurlijk is het hergebruiken van afgebroken maar nog steeds functionele panelen een nog betere optie. Miljoenen van deze panelen komen terecht in ontwikkelingslanden, terwijl andere dichter bij huis worden hergebruikt. SolarCycle bouwt bijvoorbeeld een energiecentrale voor zijn fabriek in Texas, die gebruik zal maken van gerenoveerde modules.
Het vooruitzicht van een toekomstige overvloed aan verouderde panelen is voor een handjevol producenten van zonne-energie aanleiding tot inspanningen om de discrepantie aan te pakken tussen de huidige opbouw van duurzame energiecapaciteit door nutsbedrijven, steden en particuliere bedrijven (er worden elk jaar wereldwijd miljoenen panelen geïnstalleerd) en een tekort aan faciliteiten die dit materiaal veilig kunnen verwerken als het over ongeveer 25 tot 30 jaar het einde van zijn levensduur bereikt.
De zonnecapaciteit in alle segmenten in de VS zal naar verwachting tussen 2023 en 2027 met gemiddeld 21 procent per jaar stijgen, volgens het laatste kwartaalrapport van de Solar Energy Industries Association en het adviesbureau Wood Mackenzie. De verwachte stijging zal worden bevorderd door de historische Inflation Reduction Act van 2022, die, naast andere steun voor hernieuwbare energie, een belastingvoordeel van 30 procent zal bieden voor residentiële zonne-installaties.
Het gebied dat wordt gedekt door zonnepanelen die vanaf 2021 in de VS zijn geïnstalleerd en die in 2030 met pensioen zullen gaan, zou volgens een schatting van het NREL ongeveer 3,000 Amerikaanse voetbalvelden beslaan. "Het is een flinke verspilling", zegt Taylor Curtis, juridisch en regelgevend analist bij het laboratorium. Maar het recyclingpercentage van de sector blijft met minder dan 10 procent ver achter bij de positieve voorspellingen voor de groei van de sector.
Tegen 2050 zou de waarde van de grondstoffen die uit zonnepanelen kunnen worden gewonnen meer dan 15 miljard dollar kunnen bedragen.
Jesse Simons, mede-oprichter van SolarCycle, dat ongeveer 30 mensen in dienst heeft en in december van start ging, zei dat stortplaatsen voor vast afval doorgaans $ 1 tot $ 2 vragen om een zonnepaneel te accepteren, oplopend tot ongeveer $ 5 als het materiaal als gevaarlijk afval wordt beschouwd. Zijn bedrijf rekent daarentegen $ 18 per paneel. Klanten zijn bereid dat tarief te betalen omdat ze mogelijk geen stortplaats kunnen vinden die een vergunning heeft om gevaarlijk afval te accepteren en daarvoor de wettelijke aansprakelijkheid op zich te nemen, en omdat ze de milieu-impact van hun oude panelen willen minimaliseren, zegt Simons, voormalig directeur van de Sierra Club. .
SolarCycle voorziet haar klanten van een milieuanalyse die de voordelen van paneelrecycling laat zien. Het recyclen van aluminium kost bijvoorbeeld 95 procent minder energie dan het maken van nieuw aluminium, waarbij de kosten voor de winning van de grondstof, bauxiet, en vervolgens het transport en de raffinage ervan worden gedragen.
Het bedrijf schat dat het recyclen van elk paneel de uitstoot van 97 pond CO2 vermijdt; bij hergebruik van een paneel loopt dit cijfer op tot ruim 1,5 ton CO2. Volgens een voorgestelde regel van de Securities and Exchange Commission zullen beursgenoteerde bedrijven verplicht zijn klimaatgerelateerde risico's bekend te maken die waarschijnlijk een materiële impact zullen hebben op hun activiteiten, inclusief hun broeikasgasemissies.
Aluminium is ontdaan van de zonnepanelen in de SolarCycle-fabriek en wordt verkocht op een nabijgelegen metaalwerf. Glas wordt voor een paar cent per paneel verkocht voor hergebruik in basisproducten als flessen, maar Simons hoopt er uiteindelijk genoeg van te hebben om voor een hogere prijs te verkopen aan een fabrikant van nieuwe zonnepanelenplaten.
In juli had Californië slechts één recyclingfabriek die zonnepanelen accepteerde.
Kristallijn silicium, gebruikt als basismateriaal in zonnecellen, is ook de moeite waard om terug te winnen, zei hij. Hoewel het moet worden verfijnd voor gebruik in toekomstige panelen, vermijdt het gebruik ervan de milieueffecten van de mijnbouw en verwerking van nieuw silicium.
SolarCycle is een van de slechts vijf bedrijven in de VS die door de SEIA zijn vermeld als geschikt voor het leveren van recyclingdiensten. Volgens de Amerikaanse Environmental Protection Agency staat de industrie nog in de kinderschoenen en is ze nog steeds aan het uitzoeken hoe ze geld kan verdienen met het terugwinnen en verkopen van paneelcomponenten. “Elementen van dit recyclingproces zijn terug te vinden in de Verenigde Staten, maar het gebeurt nog niet op grote schaal”, zegt de EPA in een overzicht van de industrie.
In 2016 voorspelde het International Renewable Energy Agency (IRENA) dat tegen het begin van de jaren dertig de mondiale hoeveelheid buiten gebruik gestelde PV-panelen ongeveer 4 procent van het aantal geïnstalleerde panelen zal bedragen. Tegen 2050 zal de hoeveelheid afval van zonnepanelen stijgen tot minstens 5 miljoen ton per jaar, aldus het agentschap. China, 's werelds grootste producent van zonne-energie, zal naar verwachting in 2050 in totaal minstens 13,5 miljoen ton panelen buiten gebruik hebben gesteld, veruit de grootste hoeveelheid onder de grote zonne-energieproducerende landen en bijna tweemaal zoveel als de VS met pensioen zullen gaan. tegen die tijd, volgens het IRENA-rapport.
De grondstoffen die wereldwijd technisch kunnen worden teruggewonnen uit PV-panelen zouden in 2030 cumulatief $450 miljoen waard kunnen zijn (in termen van 2016), zo blijkt uit het rapport, ongeveer gelijk aan de kosten van grondstoffen die nodig zijn om zo’n 60 miljoen nieuwe panelen te produceren, oftewel 18 gigawatt aan stroom. opwekkingscapaciteit. In 2050, aldus het rapport, zou de recupereerbare waarde cumulatief meer dan 15 miljard dollar kunnen bedragen.
Voorlopig worden zonne-energierecyclers echter geconfronteerd met aanzienlijke uitdagingen op economisch, technologisch en regelgevend gebied. Een deel van het probleem, zegt Curtis van NREL, is een gebrek aan gegevens over de recyclingpercentages van panelen, wat potentiële beleidsreacties belemmert die exploitanten van zonneparken meer prikkels zouden kunnen bieden om afgedankte panelen te recyclen in plaats van ze te dumpen.
Een ander probleem is dat bekend is dat de Toxicity Characteristic Leaching Procedure (een door de EPA goedgekeurde methode die wordt gebruikt om te bepalen of een product of materiaal gevaarlijke elementen bevat die in het milieu terecht kunnen komen) onjuist is. Het gevolg is dat sommige eigenaren van zonneparken hun panelen ‘overmatig beheren’ als gevaarlijk zonder een formele vaststelling van gevaarlijk afval te maken, zei Curtis. Ze betalen uiteindelijk meer om ze te dumpen op stortplaatsen waar gevaarlijk afval mag worden verwerkt of gerecycled.
Het Internationaal Energieagentschap heeft beoordeeld of zonnepanelen die lood, cadmium en selenium bevatten schadelijk zouden zijn voor de menselijke gezondheid als ze gedumpt zouden worden op stortplaatsen voor gevaarlijk afval of op gemeentelijke stortplaatsen, en stelde vast dat het risico laag was. Toch zei het agentschap in een rapport uit 2020 dat zijn bevindingen geen goedkeuring vormden voor het storten van afval: recycling zou de milieuproblemen “verder verzachten”.
NREL onderzoekt een alternatief proces om te bepalen of panelen gevaarlijk zijn. "We moeten dat uitzoeken, omdat het zeker van invloed is op de aansprakelijkheid en de kosten om recycling concurrerender te maken," zei Curtis.
Ondanks deze onzekerheden hebben vier staten onlangs wetten aangenomen die de recycling van PV-modules aanpakken. Californië, dat de meeste zonne-installaties heeft, staat toe dat panelen op stortplaatsen worden gedumpt, maar alleen nadat ze door een aangewezen laboratorium als ongevaarlijk zijn geverifieerd, wat meer dan $ 1.500 kan kosten. Vanaf juli had Californië slechts één recyclingfabriek die zonnepanelen accepteerde.
In de staat Washington zal in juli 2025 een wet worden geïmplementeerd die is ontworpen om een milieuverantwoorde manier te bieden om PV-panelen te recyclen; Ambtenaren uit New Jersey verwachten dit voorjaar een rapport uit te brengen over het beheer van PV-afval; en North Carolina heeft staatsmilieufunctionarissen opdracht gegeven de ontmanteling van zonne-energieprojecten op nutsschaal te bestuderen. (North Carolina vereist dat zonnepanelen als gevaarlijk afval worden afgevoerd als ze zware metalen bevatten, zoals zilver of – in het geval van oudere panelen – zeswaardig chroom, lood, cadmium en arseen.)
In de Europese Unie worden afgedankte fotovoltaïsche panelen sinds 2012 behandeld als elektronisch afval volgens de Europese richtlijn voor afgedankte elektrische en elektronische apparatuur, bekend als WEEE. De richtlijn vereist dat alle lidstaten aan minimumnormen voldoen, maar het werkelijke percentage van de recycling van elektronisch afval varieert van land tot land, zegt Marius Mordal Bakke, senior analist voor onderzoek naar leveranciers van zonne-energie bij Rystad Energy, een onderzoeksbureau met hoofdkantoor in Oslo, Noorwegen. . Ondanks deze wet is het recyclingpercentage van PV-panelen in de EU niet beter dan dat in de VS (ongeveer 10 procent), grotendeels vanwege de moeilijkheid om waardevolle materialen uit panelen te halen, zei Bakke.
Maar hij voorspelde dat recycling steeds vaker zal voorkomen wanneer het aantal afgedankte panelen zo groot wordt dat dit een zakelijke kans biedt, waardoor recyclers waardevolle materialen krijgen die ze kunnen verkopen. Regeringen kunnen die transitie helpen versnellen, voegde hij eraan toe, door de verwijdering van PV-panelen op stortplaatsen te verbieden en door prikkels zoals belastingvoordelen te bieden aan iedereen die zonnepanelen gebruikt.
"Op een bepaald moment in de toekomst zul je zien dat er genoeg panelen buiten gebruik worden gesteld, zodat je moet beginnen met recyclen", zei Bakke. "Het zal vanzelf winstgevend worden, ongeacht de grondstoffenprijzen."
