В энергетической отрасли происходят радикальные изменения, и переход к возобновляемым источникам более чем очевиден. В 2020 году установленная мощность солнечных электростанций по всему миру составила 135 ГВт, и продолжает расти дальше. А все солнечные модули по истечении срока службы переходят в разряд отходов. Что же с ними происходит дальше?
Срок службы солнечных панелей
"Как долго служат солнечные панели?" - вопрос, который задает большинство людей, интересуясь солнечной энергией. Согласно исследованиям, срок службы солнечных панелей до вывода из эксплуатации составляет около 30 лет. В течение срока службы фотоэлектрических модулей может произойти снижение мощности. Между десятым и двенадцатым годами использования максимальное снижение эффективности составляет 10%, а по достижении 25 лет - 20%. Эти показатели гарантируются большинством производителей.
Тем не менее, опыт показывает, что на самом деле эффективность снижается всего на 6-8% через 25 лет. Таким образом, срок службы солнечных панелей может быть намного больше, чем официально заявлено, и достигать 30-40 лет.
Утилизация солнечных панелей
В большинстве стран отходы фотоэлектрических панелей по-прежнему подпадают под общую классификацию отходов. Единственное исключение существует на уровне ЕС. В Директиве об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) 2012 года фотоэлектрические модули определены как электронные отходы. С этого времени производители солнечных батарей по закону обязаны выполнять определенные требования и стандарты утилизации, чтобы гарантировать, что солнечные батареи не станут бременем для окружающей среды.
Именно тогда и начали появляться технологии по переработке солнечных панелей. Ведь если не наладить эффективный процесс рециркуляции модулей, уже к 2030 году на свалках может лежать до 8 млн тонн “солнечного мусора”.
Процесс переработки
Солнечные модули состоят из стекла, алюминия, меди и полупроводниковых материалов, которые могут быть извлечены и использованы повторно:
Можно выделить “грубую” и “тонкую” переработку. “Грубая” подразумевает извлечение материалов, составляющих основную массу модуля: стекла, алюминия и меди. Солнечные ячейки и пластиковые составляющие при таком типе переработки сжигаются или отправляются на полигоны. Такой способ не обеспечивает восстановление экологически опасных (например, Pb, Cd, Se) или ценных (например, Ag, In, Te, Si) материалов.
“Тонкая” же подразумевает извлечение практически всех химических элементов, используемых в фотоэлектрической панели и обеспечивает высокую степень переработки модулей. Основные этапы переработки изображены на рисунке:
В странах, где объемы “солнечных отходов” на сегодняшний день невелики, нет профильных заводов по переработке фотоэлектрических модулей, а значит, полноценной рециркуляции всех компонентов не происходит. В то же время, по прогнозам стоимость извлеченных при переработке материалов к 2030 году может составить $450 млн, а из накопленного объема отходов можно будет произвести 60 млн солнечных модулей (что эквивалентно 18 ГВт).
Шаг в будущее
По информации PV Cycle, нынешние технологии уже позволяют достичь степени восстановления материалов из солнечных модулей на основе кристаллического кремния в 94,7%. Промышленное предприятие, которое может реализовать этот процесс, находится в Руссе, во французском регионе Буш-дю-Рон. Объект находится под управлением компании Veolia и считается первым промышленным предприятием такого рода.
В июне же этого года компания Veolia сделала следующий шаг и возглавила исследовательский проект, направленный на разработку нового высокоэффективного способа переработки солнечных модулей, который позволит извлекать чистый кремний, серебро и стекло без необходимости измельчения фотоэлектрических модулей. Таким образом, если раньше фотоэлектрическая промышленность была построена по линейному принципу “ресурсы-отходы”, то сегодня она превращается в отрасль, организованную по принципам циркулярной экономики.
Распространенное мнение о том, что солнечные панели не подлежат переработке, является мифом. Тем не менее, это процесс, который требует времени для широкого внедрения и дальнейших исследований, чтобы полностью реализовать свой потенциал по надлежащей переработке всех компонентов фотоэлектрических модулей.
