Утилизация фотоэлектрических панелей: проблема или решение?
16 декабря 2023 г.Я хочу обратить ваше внимание на очень важную, с моей точки зрения, но часто игнорируемую тему: переработку фотоэлектрических панелей. Задумывались ли вы когда-нибудь о судьбе солнечных батарей в конце их срока службы? Эта тема не часто затрагивается, но она заслуживает более глубокого изучения. Поэтому я приглашаю вас узнать, каковы проблемы переработки фотоэлектрических панелей и какие решения были найдены на данный момент.
Текущий обзор фотоэлектрических панелей
Информация показывает, что в 2023 году рынок фотоэлектрических систем будет полностью расширяться и внедрять инновации. Среди последних разработок — передовые фотоэлектрические решения, включающие высокоэффективные материалы, термофотоэлектрические технологии и устойчивые варианты. Эти тенденции поддерживаются снижением затрат и развитием местного производства.
В США, например, солнечная промышленность добавила 6,1 гигаватт мощности в первом квартале 2023 года, зарегистрировав рост на 47% по сравнению с предыдущим годом. (источник) В мировом масштабе рынок оценивается в 157,75 миллиарда долларов в 2022 г., с прогнозом ежегодного роста на 7,8% до 2030 г. (источник)
Это кажется положительным аспектом, однако мы должны учитывать и серьезные последствия, а именно экологическое воздействие и трудности переработки фотоэлектрических панелей. Из-за высоких затрат на переработку и ограниченной инфраструктуры можно ясно понять, что многие панели попадают на свалки, что представляет собой серьезную экологическую проблему. Однако помимо защиты окружающей среды повторное использование компонентов из использованных солнечных панелей может снизить потребность в сырье, а также обеспечить возможности трудоустройства.
Учтите, что в 2022 году мировая установленная мощность солнечной энергии составила 268 гигаватт, что больше, чем 183 гигаватта в 2021 году, при оценке в 315 гигаватт в 2023 году. (источник) О чем это говорит? Конечно, в будущем будет огромное количество использованных фотоэлектрических панелей. По оценкам, в Соединенном Королевстве к 2050 году объем отходов солнечных панелей достигнет 1 миллиона тонн, а в Австралии они представляют собой самый быстрорастущий поток электронных отходов: к 2035 году их объем составит более 100 000 тонн. (источник) И, как я уже упоминал выше, затраты на переработку часто выше, чем затраты на утилизацию, что требует финансовых стимулов и адекватной нормативной базы. Однако Европа играет ведущую роль, поскольку в ней действуют правила, обязывающие сбор и переработку фотоэлектрических панелей.
Проблемы и решения в области переработки фотоэлектрических панелей
Вы можете легко увидеть, что отсутствие эффективной системы системы переработки для Фотоэлектрические панели оказывают серьезное воздействие на окружающую среду. Несмотря на то, что эти панели производят чистую энергию, производственный процесс и их отходы в конце жизненного цикла содержат токсичные материалы, которые могут повлиять на окружающую среду. Хорошо, тогда что делать? Необходимо найти наиболее осуществимые и эффективные решения. Переработка необходима для предотвращения экологических проблем, связанных с утилизацией этих панелей.
Конкретным примером переработки фотоэлектрических панелей или, скорее, восстановления, который я могу вам предложить, является процесс, применяемый к панелям на основе кремния. Это включает в себя разборку панелей на компоненты, плавление сломанных пластин, изготовление новых кремниевых элементов и окончательную сборку, в результате чего уровень переработки составляет 85%. Однако высокая стоимость процесса переработки делает вариант вывоза на свалку более привлекательным для многих лиц, принимающих решения.
Другой процесс — это процесс физической переработки, механический и наиболее часто используемый. На первом этапе отделяются все материалы, содержащиеся в панели. Эти компоненты затем измельчаются, проверяются на определение количества токсинов, а затем используются повторно. Панель может состоять из различных материалов, включая кремний, стекло, алюминий, медь и серебро.
Что касается химической переработки, которая представляет собой одно из новейших изобретений, то она обычно проводится после термической обработки. Он включает в себя разделение материалов панели с помощью химических процессов, но этот процесс также включает в себя выброс опасных газов, что представляет собой серьезную проблему при переработке фотоэлектрических панелей. Положительным моментом является возможность многократного использования этих веществ в процессах переработки.
В качестве примера приведу две основные технологии переработки фотоэлектрических панелей на основе кремния: расслаивание и разделение материала. Эти технологии включают растворение в разбавителе, растворение в азотной кислоте, термическую обработку и ультразвуковое облучение, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Для тонкопленочных панелей технологии переработки включают расслаивание, разделение материала и очистку материала с помощью таких процессов, как гидрометаллургия и пирометаллургия, каждый из которых также имеет свои преимущества и недостатки. (источник)
Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) в системы переработки отходов, в том числе в переработку фотоэлектрических панелей, представляет собой перспективное и инновационное направление в области переработки отходов. управление. Если вам интересно, как именно, вот ответ. Актуальным примером является разработка в США интеллектуальной системы управления отходами, в которой используются интеллектуальные датчики, видеокамеры и гиперспектральные камеры в сочетании с автоматической сортировочной машиной. Эти технологии позволяют фиксировать изображения объектов во время их движения по конвейерной ленте, а датчики помогают отслеживать и контролировать процесс обращения с отходами.
Более того, эта технология использует модели машинного обучения для улучшения распознавания и классификации неперерабатываемых отходов. Собранная информация и изображения загружаются в облачную базу данных для обучения и тестирования этих моделей, которые могут анализировать данные, выявлять закономерности, принимать решения и постоянно совершенствоваться. Эти модели будут анализировать изображения и описания отходов, а также информацию о их физических, химических и биологических свойствах, чтобы определять загрязняющие вещества, плотность энергии и содержание органических веществ.
В будущем исследователи планируют оценить техническую осуществимость и экологические характеристики своей системы в пилотном масштабе. Они также намерены разработать веб-платформу, которая позволит им обмениваться наборами данных и другой информацией с заинтересованными сторонами. (источник)
Возможности и перспективы переработки фотоэлектрических панелей
Учитывая сложность и стоимость процессов переработки, крайне важно разработать более эффективные и устойчивые методы. Вы согласны? Это может включать финансовые стимулы и адекватную законодательную базу, а также исследования по поиску новых инновационных технологий в секторе переработки отходов. Однако этот сегмент представляет собой очень хорошую возможность для бизнеса.
Вы должны знать, что мировой рынок переработки фотоэлектрических панелей обладает огромным потенциалом, который, по оценкам, вырастет с 0,36 миллиарда долларов в 2023 году до 1,72 миллиарда долларов к 2028 году. (source< /a>) Это открывает путь для новых отраслей, ориентированных на переработку использованных фотоэлектрических панелей, и этот рост поддерживается многочисленными компаниями по всему миру (США, Австралия, Германия, Великобритания, Швейцария, Китай, Канада, Испания, Гонконг, Индия). , Италия, Япония, Польша, Сингапур, Словакия, Южная Африка, Израиль, Ирландия, Франция и Бразилия), которые занимаются переработкой фотоэлектрических панелей.
Кроме того, различные правительства по всему миру финансируют и поддерживают переработку фотоэлектрических панелей. Я приведу вам несколько показательных примеров:
США: Министерство энергетики США через Управление технологий солнечной энергетики (SETO) объявило о возможности финансирования «Материалы, эксплуатация и переработка фотоэлектрических элементов (MORE PV)» на 2023 финансовый год. Это обеспечит до 20 миллионов долларов США. долларов в течение трех лет на проекты исследований и разработок. Эти проекты направлены на создание инновационных и практических подходов к увеличению повторного использования и переработки солнечных технологий, тем самым консолидируя экономику замкнутого цикла для фотоэлектрических систем в Соединенные Штаты. (источник)
Европейский Союз: Через EIT RawMaterials Европейский Союз финансирует проект под руководством Veolia Germany на общую сумму 4,8 миллиона евро. Целью этого проекта является разработка эффективной и уникальной технологии переработки фотоэлектрических модулей, срок эксплуатации которых истек. (источник)
Япония: PV CYCLE aisbl и Организация по развитию ресурсных технологий префектуры Акита (Akita PRTDO) объявили о создании PV CYCLE Japan для коллективного управления выведенными из эксплуатации фотоэлектрическими панелями. Первоначальная деятельность PV CYCLE JAPAN заключалась в том, чтобы служить контактным лицом для технико-экономического обоснования сбора выведенных из эксплуатации фотоэлектрических панелей для Министерства окружающей среды Японии, основная цель которого заключалась в содействии повторному использованию и переработке выведенных из эксплуатации фотоэлектрических панелей. (источник)
Китай: Правительство Китая через Национальную комиссию по развитию и реформам объявило о плане создания системы переработки вышедших из эксплуатации фотоэлектрических панелей. К 2025 году Китай намерен создать механизм утилизации списанного оборудования фотоэлектрических электростанций. Кроме того, к 2030 году правительство Китая намерено создать полную систему переработки фотоэлектрических электростанций, а также поддерживать сторонние компании по переработке отходов в проведении мероприятий по переработке выведенного из эксплуатации фотоэлектрического оборудования. (источник)
Эти инициативы отражают значительную глобальную приверженность содействию переработке фотоэлектрических панелей и поддержке развития экономики замкнутого цикла в области солнечной энергетики.
Я делаю вывод, что переработка фотоэлектрических панелей — это не только экологическая необходимость, но и исключительная возможность для бизнеса. Благодаря новым технологиям и расширяющемуся рынку эта область предлагает благодатную почву для инноваций и устойчивого развития. Мы сталкиваемся с проблемами, но переработка фотоэлектрических панелей может стать путем к более экологичному и процветающему будущему. Как вы относитесь к этой теме?
н
Оригинал