Mi a helyzet az összes hulladékkal?

Írta: Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

Az éghajlatváltozás nyomása és az alternatív energiaforrások, például a szél és a napenergia beépítésének sürgőssége miatt az energiaátmeneti technológiák állítólagos előnyeihez való ragaszkodás háttérbe szorítja a kirívó valóságot – az életciklus egyéb externáliáinak, például a hulladéknak az azonosítására és számszerűsítésére vonatkozó stratégia hiányát. ártalmatlanítás vagy környezeti hatások.

Az energiaiparnak, a kormányoknak és a társadalomnak még teljesen meg kell értenie a bejövő hulladékmennyiséget és az elhasználódott napelemekkel kapcsolatos hosszú távú hatásokat. Ha a fenntartható és körkörös jövő az előnyben részesített út, akkor az elhasználódott panelek ellenőrzött kezelésére van szükség az engedélyezett újrahasznosítási, kezelési és ártalmatlanító létesítményekben.

Mi a tét: szoláris hulladék

Az összesített napenergia-hulladék-előrejelzések világszerte várhatóan elérik a 78 millió tonnát 2050-re. Azonban sok ilyen előrejelzés a panelek teljes élettartamát 25-30 évre becsüli, és nem veszik figyelembe a napenergia által okozott korai cserét, gyors elavulást és széles körben elterjedt idő előtti leszerelést. adójóváírások, kompenzációs ráták, telepítési ár, súlyos időjárási események és Kína szerepe, amely végső soron még magasabbra teheti ezeket a számokat. A masszív és példátlan napenergia-növekedést eredményező vonzó adótámogatások mellett a panelek átalakítási hatékonysága évről évre javult, köszönhetően a napelempiacot uraló és irányító kínai gyártási innovációknak. Az Egyesült Államokban a napenergiát az éghajlatváltozás elleni küzdelem kritikus megoldásaként mutatták be, amely vonzó befektetés a vállalatok és a befektetők számára, amely összhangban van környezeti társadalmi és irányítási céljaikkal, valamint munkahelyteremtő. 

A küszöbön álló hulladékmennyiség azonban ellentétes a körforgásos gazdasággal, és veszélyt jelent a globális és nemzeti fenntarthatósági célokra nézve. 

A napelemes fotovoltaikus (PV) panel szétszedése és anatómiájának megértése egy rendkívül integrált rendszert tár fel, amely költséges, bonyolult, valamint energia- és erőforrás-igényes folyamattá teszi a szétszerelést és az újrahasznosítást. A panelek összetétele alumíniumból, üvegből, összetett műanyagokból és sokféle fémből áll, többek között kadmiumot, krómot, ólmot, szelént és ezüstöt, amelyek kezeletlenül és kezeletlenül szennyezhetik a talajt és beszivároghatnak a talajvízrendszerekbe. A nehézfémek és egyéb összetevők jelenléte miatt, amelyek meghaladják a hatósági toxicitási küszöbértéket, az élettartam végén lévő panelek a szövetségileg szabályozott veszélyes hulladékok közé sorolhatók a Resource Conservation and Recovery Act, a veszélyes hulladékok kezelését szabályozó törvény értelmében. Ez a besorolás a napelemeket az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége veszélyes hulladékokra vonatkozó szabályozásának teljes spektruma alá vonja, és számos szigorú szabályozási kötelezettséget von maga után, amelyek költségessé és megterhelővé teszik a panelek osztályozását, tárolását, kezelését és szállítását újrahasznosítás vagy ártalmatlanítás céljából a meglévő törvények értelmében.

Az életciklus végének problémája a gazdaságilag életképes és fenntartható életciklus-végi lehetőségek hiányát tükrözi, a domináns módszerek a hulladéklerakás, az égetés vagy a másodlagos piacokra történő „adományozás” (önkéntes újrahasznosítás), amelyek a hulladékgazdálkodás terheit a fejlődő piacokra helyezik át. gazdaságok. 

A szoláris újrahasznosítási folyamat összetettsége

A napelemek újrahasznosítása rendkívül összetett, és energia- és erőforrás-igényes folyamat lehet, amely saját hulladékot és kibocsátást termel (1. ábra). Az újrahasznosítási technológiák, különösen az Egyesült Államokban, még mindig kialakulóban vannak, és költségesek, ami a végső ártalmatlanítási lehetőségeket a hulladéklerakásra, az égetésre és az exportra korlátozza – ez a legolcsóbb utak. A „veszélyes hulladék” megjelölés miatt a jelenlegi szabályozás előírja, hogy a hulladék napelemeket szakképzett szállítókkal és az engedélyezett kezelési, tárolási, ártalmatlanító és újrahasznosító létesítményekben kezeljék. A napenergia-hulladék tervezett mennyiségét tekintve bizonytalan, hogy a meglévő veszélyes hulladékok és újrahasznosító létesítmények megfelelőek-e a panelek beáramlásának kezelésére, tekintettel az Egyesült Államokban az újrahasznosító létesítmények telepítésének, építésének és méretezésének elhúzódó engedélyezési határidejére. 

Ezek a bonyolult szabályozási akadályok, valamint az újrahasznosítás közvetlen költsége a napelemek elhagyását, illegális lerakását és felhalmozását ösztönzik, miközben megfizethetőbb lehetőségek jelennek meg. Bár a panelek elektronikai hulladékként (elektronikus hulladékként) vagy egyéb anyagokként való téves besorolása, a nyomkövetési mechanizmusok és az adatok átláthatóságának hiánya miatt nehéz pontos adatokat szerezni, a becslések szerint a napelemek kb. 10%-át hasznosítják újra az Egyesült Államokban. nem világos, hogy ez a szám teljes vagy részleges újrahasznosítási eredményeket jelent-e.

Bár a napenergia-újrahasznosító ipar kihívásokkal néz szembe az elégtelen ráfordítással, a magas működési költségekkel és az értékes anyagok kis koncentrációja miatti alacsony jövedelmezőséggel, erős napenergia-újrahasznosítási piac alakulhat ki, ha létezne az infrastruktúra és az ellátási lánc együttműködése a napelemek begyűjtésére, feldolgozására és értékesítésére. különféle alkatrészek. Jelenleg azonban egyik ilyen megállapodás sem létezik. Új körkörös üzleti modelleket kell kidolgozni, és másodlagos piacokat kell létrehozni az újrahasznosított, újrafelhasznált és visszanyert szilícium, fémek, valamint a második élettartamú panelekhez és más alkalmazásokhoz szükséges anyagok alapján, amelyek formalizálják az újrahasználatot, javítást és újragyártást a napelem-iparban. 

Forrás: Rachel Meidl és Mathilde Saada különféle forrásokból összeállította.

Jövőbeli szabályozási modellek az Egyesült Államokban

Az Egyesült Államokban nem létezik nemzeti keretrendszer az elhasználódott szoláris hulladékokra, de Kalifornia példáját követve az EPA jelenleg mérlegeli, hogy az elhasználódott paneleket „univerzális hulladékként” kell-e szabályozni, amely a veszélyes hulladékok kategóriája és egyszerűsített. szabályozások, amelyek célja a kezelési terhek csökkentése, valamint a begyűjtés és az újrahasznosítás megkönnyítése. Kalifornia az első állam, amely az elhasználódott napelemeket univerzális hulladékként szabályozza, és a közelmúltban hozott törvényük mintaként szolgálhat a napenergia-hulladékok újrahasznosítására vonatkozó nemzeti keretrendszer jövőbeli kidolgozásához, valamint a többi állam számára követendő tervként. Hawaii, Észak-Karolina és Rhode Island szintén fontolgatja a napelemek szabályozására vonatkozó szabályokat az újrahasznosítás ösztönzése érdekében. Ez a keret nemcsak az OECD-országok számára kiemelkedő jelentőségű, hanem kritikus fontosságú a fejlődő gazdaságok számára is, amelyek példátlan növekedést tapasztalnak a napenergia területén (pl. Kína és India), mivel a világ ezen régióiban hiányoznak a hivatalos hulladéklerakó hálózatok, az újrahasznosítási infrastruktúra és a szabályozások. . Ahogy a napelem-újrahasznosító ipar megjelenik, és számos szereplő jelenik meg a piacra, az egyik legnagyobb kihívás a felelősség kijelölése lesz a hatalmas mennyiségű, felhalmozott árva hulladékért. 

Rendszerszintű menedzsment a körkörös gazdaságért

Az újrahasznosítás – vagy a veszélyes anyagok megfelelő ártalmatlanítása, ha az újrahasznosítás nem lehetséges – valóban a körforgásos gazdaság alapvető eleme. Azonban mindenekelőtt olyan, lehetővé tevő szabályozásokra van szükségünk, amelyek ösztönzik a szoláris hulladékok begyűjtését és megfelelő kezelését az élettartamuk végén. Ez segíthet a napenergia-újrahasznosítási kapacitás kiépítésében, miközben az ipar és a másodlagos piacok egy átfogó, élettartamuk végét szolgáló infrastruktúra részeként skálázódnak. A befektetési ösztönzőket is figyelembe kell venni a napelem-újrahasznosító ipar fejlődését ösztönző megoldások sorában. 

Társadalmunk szén-dioxid-mentesítésére és felvillanyozására irányuló rohanásban a hulladékgazdálkodást gyakran figyelmen kívül hagyják. Lehetőségek vannak olyan megfelelően körbehatárolt módszerek kifejlesztésére, amelyek figyelembe veszik a napelemes berendezések gyakran figyelmen kívül hagyott tényezőinek, például a földhasználatnak, a biodiverzitás csökkenésének, a környezeti igazságosságnak, a vízgazdálkodásnak és a globális közlekedésnek a teljes ellátási láncára kiterjedő életciklus-hatásait. Ezenkívül az olyan technológiák, mint a blokklánc, nagy lendületet adhatnak az élettartamuk végén lévő panelek átlátható, elszámoltatható kezeléséhez. Létfontosságú, hogy a jelenben tervezzünk, készítsünk és tervezzünk újrafelhasználásra, hasznosításra, újragyártásra és újrahasznosításra szánt energiarendszereket, különben a jövőben újabb környezeti, társadalmi és gazdasági terheket kockáztatunk.

Rachel A. Meidl, LP.D., CHMM, a Rice Egyetem Baker Intézet-Energetikai Tanulmányok Központjának energetikai és környezetvédelmi munkatársa. Korábban kinevezték a Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration, az Egyesült Államok Közlekedési Osztálya ügynökségének helyettes adminisztrátorának. 

Mathilde Saada kutatási asszisztens a Rice Egyetem Baker Intézetének Energiatudományi Tanulmányi Központjában, valamint a Rice University Master of Global Affairs MA hallgatója.