Zonnepanelen zijn lastig te recyclen. Deze bedrijven proberen dat op te lossen.

mevrouw Tech | Pixel Inktvis

In de afgelopen twee decennia zijn er miljoenen zonnepanelen geïnstalleerd - en aangezien ze doorgaans tussen de 25 en 30 jaar meegaan, zullen velen binnenkort klaar zijn voor hun pensioen en waarschijnlijk naar een stortplaats gaan. Maar nieuwe inspanningen om deze panelen te recyclen, kunnen zowel de hoeveelheid afval als het nieuwe materiaal dat moet worden gewonnen, verminderen.

Slechts ongeveer 10% van de panelen in de VS wordt gerecycled - het is niet verplicht door federale regelgeving, en het recyclen van de apparaten is momenteel veel duurder dan ze gewoon weg te gooien. Maar de materialen in zonnepanelen die elk jaar offline komen, zouden tegen 2050 naar schatting $ 2 miljard waard kunnen zijn. Nieuwe inspanningen, waaronder een aanpak van een Franse startup genaamd ROSI, proberen deze waardevolle materialen, met name zilver en silicium, terug te winnen om de recycling van de panelen financieel haalbaarder.

Verwant verhaal

De loerende bedreiging voor de groei van zonne-energie

De sterk dalende prijzen voor zonne-energie op zonnige dagen ondermijnen de economische argumenten om meer zonneparken te bouwen - en brengen klimaatdoelstellingen in gevaar.

Uitbreiding van de productie van zonne-energie is essentieel om de uitstoot wereldwijd te verminderen. Wereldwijd geproduceerde zonnepanelen 720 terawattuur van energie in 2019, goed voor ongeveer 3% van de wereldwijde elektriciteitsproductie. En het duurde ongeveer 46 miljoen ton van zonnepanelen om het te doen.

Wereldwijd zou tegen 2030 ongeveer 8 miljoen ton aan ontmantelde zonnepanelen kunnen worden verzameld. Tegen 2050 zou dat aantal kunnen oplopen tot 80 miljoen . Het recyclen van deze panelen zou een nieuwe bron kunnen vormen voor materialen die anders zouden moeten worden gewonnen (mogelijk onder onveilige of uitbuitend Arbeidsvoorwaarden ), waardoor zonne-energie een duurzamer stukje van de puzzel van schone energie wordt.

Wat zit er in een zonnepaneel?

Zonnepanelen zijn aangelegd als een sandwich met cellen in het midden. Ongeveer 90% van de commerciële zonnepanelen gebruikt silicium als halfgeleider, die licht omzet in elektriciteit. Dunne stroken metaal, meestal zilver, doorkruisen het oppervlak van siliciumkristallen in elke cel en verplaatsen elektriciteit naar de koperen bedrading van het paneel.

De zonnecellen zijn ingekapseld in een beschermende barrière, meestal een transparant plastic genaamd EVA. Er komt nog een laag glas bovenop en een ander soort plastic, zoals PET, bedekt de achterkant. Het geheel is omgeven door een aluminium frame.

Deze gelaagde constructie beschermt cellen tegen de elementen en laat zonlicht door, maar het kan moeilijk zijn om de panelen te demonteren wanneer de panelen het einde van hun levensduur hebben bereikt.

Een tweede leven

Sommige bedrijven proberen panelen die hun efficiëntie hebben verloren, op te knappen en opnieuw te gebruiken, of in ieder geval een deel van hun componenten te redden. Hergebruik is de eenvoudigste en goedkoopste manier om panelen te recyclen: het vereist de minste verwerking en vraagt ​​de hoogste prijs.

Een paneel kost ongeveer $ 55, terwijl een gebruikt paneel voor ongeveer $ 22 kan worden doorverkocht. Of de componenten van het gebruikte paneel kunnen worden verkocht voor een totaal van maximaal $ 18, volgens Meng Tao , een technische professor aan de Arizona State University en oprichter van een startup voor het recyclen van zonnepanelen genaamd TG Companies.

Hoewel sommige wederverkopers gebruikte panelen te koop aanbieden aan particuliere klanten, bieden ze niet veel prijsbesparingen. Panelen vormen hoogstens ongeveer de helft van de kosten van een zonnepaneel voor woningen, terwijl de andere apparatuur en vergunningen de rest voor hun rekening nemen. Aangezien gebruikte panelen niet zoveel elektriciteit opwekken, is het geld dat u bespaart door ze te kopen misschien niet de moeite waard.

Gebruikte panelen die niet kunnen worden doorverkocht, zijn bestemd voor de vuilstort of voor een of andere vorm van recycling. Bij gebrek aan federale mandaten, Washington hebben onlangs de recyclingvereisten voor fabrikanten aangenomen en andere staten overwegen nu hetzelfde te doen. De EU eist ondertussen van fabrikanten dat ze gebruikte zonnepanelen inzamelen en recyclen en onderzoek financieren naar oplossingen aan het einde van hun levensduur voor de technologie die ze produceren.

Tegen 2030 zou ongeveer 8 miljoen ton aan ontmantelde zonnepanelen kunnen ophopen.

Sommige afvalinstallaties kunnen zonnepanelen op mechanische wijze recyclen. De meeste springen van het aluminium frame en malen al het glas, silicium en andere metalen tot een mengsel dat glasscherven wordt genoemd en dat kan worden verkocht voor bouwmaterialen of andere industriële toepassingen.

Maar glasafval is niet veel waard - ongeveer $ 3 voor de waarde van een paneel van het mengsel. En het is niet duidelijk of er kopers zullen zijn voor al het glasafval dat het gevolg zou zijn van het recyclen van veel meer zonnepanelen, zegt Tao. Het kunnen winnen van pure, waardevolle materialen kan recycling winstgevender maken.

In 2018 opende afvalverwerkingsbedrijf Veolia, gevestigd in de buurt van Parijs, de naar eigen zeggen eerste recyclinglijn die speciaal is ontwikkeld voor het recyclen van zonnepanelen. De fabriek, gelegen in Rousset, Frankrijk, gebruikt ook een mechanisch recyclingproces, hoewel, aangezien het is ontworpen voor zonnepanelen, meer componenten afzonderlijk worden gerecycled dan in faciliteiten die algemene apparatuur voor het recyclen van e-waste gebruiken. Maar sommige bedrijven wedden dat andere methoden, zoals thermische en chemische processen, nog efficiënter zullen zijn.

Oude panelen ontginnen

ROSI Solar, een Franse startup opgericht in 2017, heeft onlangs plannen aangekondigd om een ​​nieuwe recyclingfabriek te bouwen in Grenoble, Frankrijk. Yun Luo, CEO van ROSI, zegt dat het bedrijf een proces heeft ontwikkeld om zilver, silicium en andere hoogwaardige materialen uit gebruikte panelen te halen. De fabriek zou voor eind 2022 moeten openen met een contract van Soren, een Franse handelsvereniging.

Soren werkt ook samen met een Frans logistiek bedrijf genaamd Envie 2E Aquitaine, dat zal proberen andere toepassingen te vinden voor buiten gebruik gestelde zonnepanelen. Als de panelen niet werken, zal het bedrijf het aluminium frame en glas verwijderen voordat het naar ROSI gaat om te recyclen, zegt Luo.

ROSI richt zich op het terugwinnen van zilver en hoogzuiver silicium, aangezien deze twee materialen meer dan 60% van de kosten van een paneel uitmaken. Het bedrijf gebruikt een gepatenteerd chemisch proces op de resterende lagen, waarbij de nadruk ligt op het verwijderen van de kleine zilverdraadjes die elektriciteit door een werkend zonnepaneel overbrengen.

Luo weigerde in te gaan op details, maar zegt dat het bedrijf bijna al het zilver in vaste vorm kan terugwinnen, zodat het gemakkelijker te scheiden is van de andere metalen, zoals lood en tin. Luo zegt dat het bedrijf het silicium ook terugwint in een voldoende zuivere vorm om te verwerken en opnieuw te gebruiken in nieuwe panelen of EV-batterijen.

Om winstgevend te zijn, zal ROSI minimaal 2.000 tot 3.000 ton panelen per jaar moeten recyclen, zegt Luo. Soren verwacht in 2021 zo'n 7.000 ton panelen in te zamelen, en dat aantal zal tegen 2025 waarschijnlijk meer dan verdubbeld zijn.

De prijzen voor de gerecyclede materialen kunnen echter behoorlijk volatiel zijn. Toen Tao publiceerde een recensie papier over de recycling van zonnepanelen in juni 2020, berekende hij dat de waarde van de grondstoffen die uit een gebruikt paneel kunnen worden gewonnen, ongeveer $ 10 zou zijn. In juni 2021, zegt hij, was dat aantal bijna verdubbeld, tot $ 19, vanwege een prijsstijging van silicium van zonnekwaliteit. Die toename deed hem nadenken over het recyclingproces dat hij voor zijn eigen startup ontwikkelt.

Deze prijsvolatiliteit zorgt ervoor dat de economie van recycling onzeker blijft. En omdat zilver zo duur en beperkt is, werken sommige onderzoekers aan het verminderen of zelfs vervangen van zilver in nieuwe zonnepanelen. Hoewel dit hun prijs verder zou kunnen drukken, zou het ook de economische argumenten voor recycling verminderen, zegt Tao.

Wat nog moet worden bekeken, is de milieu-impact van de recyclinginspanningen zelf. Het kwantificeren van de effecten die ze zullen hebben op vervuiling en emissies kan helpen bij het beslissen over de beste aanpak van het probleem van zonne-afval, zegt Garvin Heath , een senior energieduurzaamheidsanalist bij het National Renewable Energy Laboratory. Heath is een expert in levenscyclusanalyse, die de milieueffecten van een technologie meet, vanaf de productie tot het einde van de levensduur.

De manier waarop een technologie het milieu beïnvloedt terwijl deze in gebruik is, vertelt niet altijd het volledige verhaal. De productie, het transport en de verwijdering van elke technologie genereert emissies, en het is belangrijk om daarmee rekening te houden, zegt Heath. Hoe een paneel precies wordt vervaardigd en gerecycled, bepaalt hoe nuttig het werkelijk is om de uitstoot te verminderen.

Het is een berekening die we moeten overwegen voor de meeste technologie die we elke dag gebruiken, voegt Heath toe. De totale hoeveelheid wereldwijd e-waste zou kunnen oplopen 120 miljoen ton per jaar tegen 2050 , volgens een VN-rapport.

Alle technologie heeft een einde van het leven, zegt Heath, en je moet deze technologieën op dat moment beheren.

In dit verhaal stond eerder dat ROSI silicium van PV-kwaliteit terugwint. Er is gecorrigeerd om op te merken dat aanvullende verwerking nodig zou zijn om het teruggewonnen silicium te zuiveren tot PV-kwaliteit.

zich verstoppen