Отпадъци от слънчеви панели: Другата страна на чистата енергия

Големият брой слънчеви панели, инсталирани в началото на 2000-те, наближава края на жизнения си цикъл, което представлява сериозен проблем за слънчевата индустрия, а настоящите методи за изхвърляне на слънчеви панели далеч не отговарят на екологичните изисквания.

На теория слънчевата енергия е по-обещаваща от всякога. Слънчевите клетки стават все по-лесни и по-евтини за производство. Но слънчевите фотоволтаици имат някои по-малко обсъждани въпроси: дали тяхното производство и отпадъци произвеждат повече замърсители от изкопаемите горива, които трябва да заменят, все още е нещо, на което трябва да се отговори.

Производството на слънчеви панели често изисква използването на няколко токсични химикали. Слънчевите панели имат живот от около 20 до 30 години и след първите широкомащабни инсталации в началото на 2000-те години, голям брой слънчеви панели вече наближават края на своя полезен живот. Когато слънчевите панели са подредени в купчини боклук, токсичните метали, които съдържат, могат да изтекат в околната среда. Може да представлява опасност за общественото здраве, ако попадне в подпочвените води.

Предполага се, че силицийът във фотоволтаичните модули може да се рециклира, но се добавят метали като кадмий и олово, за да се подобри електрическата ефективност на слънчевите клетки. Това прави слънчевите клетки трудни за рециклиране, тъй като извличането на вредни метали изисква значителна вложена енергия. Всъщност разходите за рециклиране на слънчеви панели за бизнеса често са по-високи от разходите за тяхното производство. Повечето слънчеви инсталации за рециклиране на PV просто извличат ценно сребро и мед от клетките и изгарят замърсеното стъкло и пластмасови обвивки в пещи. Тъй като процесът е скъп и отнема време, по-удобно е изхвърлените слънчеви панели да се изхвърлят на сметищата или да се изнасят в страни от третия свят.

Проучванията показват, че тежките метали (олово и кадмий) в слънчевите панели могат да проникнат от клетките в подземните води и да засегнат растенията и околната среда. Тези метали също имат неблагоприятни ефекти върху човешкото здраве, като оловото уврежда развитието на мозъка при децата, а кадмият е канцероген. Развиващите се страни може да нямат инфраструктура или разпоредби за правилно изхвърляне на внесени отпадъци от слънчеви панели и тези метали могат да проникнат в околната среда и да причинят проблеми за общественото здраве. Проблемът вероятно ще се влоши през следващите десетилетия, тъй като слънчевите фотоволтаици се разрастват в страните, като се очаква близо 80 милиона тона слънчеви отпадъци в световен мащаб до 2050 г.

За щастие съществуват ефективни методи за рециклиране. Съоръженията на First Solar, най-голямата слънчева компания в Съединените щати, могат да извличат 90% от материала в слънчевите панели и след това да го рециклират в нови слънчеви панели или електроника. Френската компания Veolia откри първата фабрика в Европа, посветена на рециклирането на слънчеви клетки. В момента Китай и САЩ са най-големите потребители на слънчеви панели, но само Европа е предприела стъпки, за да държи производителите отговорни за техните PV отпадъци. ЕС изисква соларните компании да събират и рециклират слънчеви панели, като разходите за рециклиране са включени в продажната цена. По този начин отпадъците и въздействието върху околната среда на слънчевите панели са сведени до минимум и потребителите плащат само малко повече за слънчеви панели.

Принудителното рециклиране не е единственият начин да направите слънчевата енергия по-екологична и някои технологични стартиращи фирми търсят начини да направят действителния производствен процес по-чист. Учените проучват нови начини за пречистване на силиций за слънчеви клетки или експериментират с нискокачествени силициеви слънчеви клетки. Скорошно откритие в слънчевата технология може да премахне изцяло използването на силиций чрез използване на вид материал, наречен перовскит. Вместо силициеви кристали, перовскитните слънчеви клетки са направени от метални кристали, обикновено олово. Суровините и синтезът на перовскитните клетки са много по-евтини от силиция с висока чистота, необходим за традиционните слънчеви панели. Има само няколко начина да се направят силициеви слънчеви клетки, но има много начини да се направят перовскитни клетки, които могат да произведат различен уникален слънчев панел. Най-обещаващо, перовскитните клетки са по-лесни за производство, по-щадящи околната среда и вече имат ефективност, сравнима с тази на силициевите клетки. И не се притеснявайте за съдържанието на олово, перовскитните клетки, базирани на нетоксични метали като калай или германий, се доближават до ефективността на оловните клетки.

Докато обществото преминава от изкопаеми горива към енергия, слънчевата енергия ще бъде важна част от нашето бъдеще. Следователно можем да очакваме увеличаване на производството на слънчеви панели през следващите няколко десетилетия, с потенциал за генериране на големи количества опасни отпадъци. Въпреки че слънчевата енергия има голямо обещание като възобновяем енергиен източник, обществото трябва да се изправи и пред проблемите със замърсяването, които носи, в противен случай овладяването на силата на светлината може да направи положението ни още по-мрачно от преди.