Bagaimana Dengan Semua Sisa?

Oleh Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

Dengan tekanan perubahan iklim dan kesegeraan untuk menggabungkan sumber tenaga alternatif seperti angin dan suria, penetapan pada faedah yang dikatakan teknologi peralihan tenaga membayangi realiti yang jelas—ketiadaan strategi sekitar mengenal pasti dan mengukur luaran kitaran hayat yang lain, seperti sisa pelupusan atau kesan alam sekitar.

Industri tenaga, kerajaan dan masyarakat masih belum memahami sepenuhnya kuantiti sisa yang masuk dan kesan jangka panjang yang dikaitkan dengan PV solar akhir hayat. Jika masa depan yang mampan dan bulat adalah cara yang diutamakan, pengurusan terkawal panel akhir hayat dalam kemudahan kitar semula, rawatan dan pelupusan yang dibenarkan adalah perlu.

Apa yang dipertaruhkan: Sisa Suria

Unjuran sisa suria terkumpul di seluruh dunia dijangka mencecah sekitar 78 juta tan menjelang 2050. Walau bagaimanapun, kebanyakan ramalan ini menganggap jangka hayat penuh panel selama 25-30 tahun dan tidak mengambil kira penggantian awal, keusangan pesat dan penyahtauliahan pramatang yang meluas didorong oleh solar. kredit cukai, kadar pampasan, harga pemasangan, kejadian cuaca buruk dan peranan China yang akhirnya boleh meningkatkan angka tersebut. Selain daripada subsidi cukai yang menarik yang telah menghasilkan pertumbuhan solar yang besar dan tidak pernah berlaku sebelum ini, kecekapan penukaran panel telah bertambah baik tahun demi tahun, hasil inovasi pembuatan di China, yang menguasai dan mengawal pasaran solar. Di AS, solar telah dipamerkan sebagai penyelesaian kritikal untuk memerangi perubahan iklim, pelaburan yang menarik untuk syarikat dan pelabur yang sejajar dengan matlamat sosial dan tadbir urus alam sekitar mereka, dan pencipta pekerjaan. 

Tetapi jumlah sisa yang semakin meningkat bertentangan dengan ekonomi bulat dan menimbulkan ancaman kepada matlamat kemampanan global dan nasional. 

Membedah panel fotovoltaik solar (PV) dan memahami anatominya mendedahkan sistem yang sangat bersepadu yang menjadikan pembongkaran dan kitar semula sebagai proses yang mahal, rumit dan memerlukan tenaga dan sumber. Komposisi panel termasuk aluminium, kaca, plastik kompleks dan pelbagai jenis logam, termasuk kadmium, kromium, plumbum, selenium dan perak, antara lain, yang tidak dirawat dan tidak terurus, boleh mencemari tanah dan meresap ke dalam sistem air bawah tanah. Oleh kerana kehadiran logam berat dan juzuk lain yang melebihi ambang kawal selia untuk ketoksikan, panel akhir hayat boleh diklasifikasikan sebagai sisa berbahaya yang dikawal oleh persekutuan di bawah Akta Pemuliharaan dan Pemulihan Sumber, statut yang mengawal pengurusan sisa berbahaya. Pengelasan ini membawa panel solar di bawah spektrum penuh peraturan sisa berbahaya Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS dan membawa pelbagai kewajipan pengawalseliaan yang ketat yang menjadikannya mahal dan membebankan untuk mengelas, menyimpan, mengendalikan dan mengangkut panel untuk kitar semula atau pelupusan di bawah undang-undang sedia ada.

Isu kitaran akhir hayat mencerminkan kekurangan pilihan akhir hayat yang berdaya maju dan mampan, kaedah utama ialah tapak pelupusan sampah, pembakaran atau "derma" (kitar semula secara sukarela) kepada pasaran sekunder yang mengalihkan beban pengurusan sisa kepada pembangunan. ekonomi. 

Kerumitan Proses Kitar Semula Suria

Kitar semula PV solar adalah sangat kompleks dan boleh menjadi proses intensif tenaga dan sumber yang menjana sisa dan pelepasannya sendiri (Rajah 1). Teknologi kitar semula, terutamanya di AS, masih baru dan kos yang tinggi, yang mengehadkan pilihan pelupusan akhir kepada tapak pelupusan, pembakaran dan eksport—laluan paling murah dengan margin yang luas. Disebabkan oleh sebutan "sisa berbahaya", peraturan semasa memerlukan panel solar sisa diuruskan oleh pengangkut yang berkelayakan dan dalam kemudahan rawatan, penyimpanan, pelupusan dan kitar semula yang dibenarkan. Dengan unjuran jumlah sisa suria, adalah tidak pasti sama ada sisa berbahaya dan kemudahan kitar semula yang sedia ada mencukupi untuk menguruskan kemasukan panel memandangkan garis masa yang dibenarkan untuk tapak, membina dan menskalakan kemudahan kitar semula di AS. 

Halangan kawal selia yang rumit ini, bersama-sama dengan kos langsung kitar semula, menggalakkan pengabaian, pembuangan haram, dan penimbunan sisa panel solar sementara lebih banyak pilihan mampu milik muncul. Walaupun angka yang tepat sukar diperoleh kerana salah klasifikasi panel sebagai sisa elektronik (e-waste) atau bahan lain, kekurangan mekanisme penjejakan dan ketelusan data, anggaran ialah ~10% daripada panel solar dikitar semula di AS, dan ia adalah tidak jelas sama ada angka ini diterjemahkan kepada hasil kitar semula penuh atau sebahagian.

Walaupun industri kitar semula solar menghadapi cabaran input yang tidak mencukupi, kos operasi yang tinggi dan keuntungan yang rendah disebabkan kepekatan bahan berharga yang kecil, terdapat potensi untuk pasaran kitar semula solar yang kukuh jika kerjasama infrastruktur dan rantaian bekalan wujud untuk mengumpul, memproses dan menjual pelbagai komponen. Bagaimanapun, tiada satu pun daripada pengaturan itu dibuat pada masa ini. Model perniagaan pekeliling baharu harus dibangunkan dan pasaran sekunder ditubuhkan berdasarkan silikon, logam dan bahan yang dikitar semula, digunakan semula dan diperoleh semula untuk panel hayat kedua dan aplikasi lain yang memformalkan penggunaan semula, pembaikan dan rantaian nilai pembuatan semula dalam industri PV solar. 

Sumber: Disusun daripada pelbagai sumber oleh Rachel Meidl dan Mathilde Saada.

Model Kawal Selia Masa Depan di AS

Rangka kerja kebangsaan untuk sisa suria akhir hayat di AS tidak wujud, tetapi mengikut petunjuk California, EPA sedang menimbang sama ada panel akhir hayat perlu dikawal sebagai "sisa sejagat", kategori sisa berbahaya dengan diperkemas. peraturan yang bertujuan untuk mengurangkan beban pengurusan dan memudahkan pengumpulan dan kitar semula. California ialah negeri pertama yang mengawal selia panel solar akhir hayat sebagai sisa sejagat dan undang-undang terbaru mereka boleh menjadi model untuk pembangunan masa depan rangka kerja kitar semula sisa suria negara dan pelan tindakan untuk diikuti oleh negeri lain. Hawaii, North Carolina, dan Rhode Island juga sedang mempertimbangkan peraturan untuk mengawal panel solar untuk merangsang kitar semula. Rangka kerja ini bukan sahaja penting untuk negara OECD, tetapi penting untuk ekonomi membangun yang mengalami pertumbuhan solar yang belum pernah terjadi sebelumnya (cth, China dan India), kerana rangkaian pelupusan sisa formal, infrastruktur kitar semula dan peraturan kurang di rantau dunia ini . Memandangkan industri kitar semula solar muncul dan ramai pemain memasuki pasaran, salah satu cabaran terbesar ialah mempertanggungjawabkan sejumlah besar sisa anak yatim terkumpul. 

Pengurusan peringkat sistem untuk ekonomi bulat

Kitar semula—atau pelupusan bahan berbahaya yang betul jika kitar semula tidak dapat dilakukan—memang merupakan komponen penting dalam ekonomi pekeliling. Walau bagaimanapun, pertama sekali, kita memerlukan peraturan yang membolehkan yang memberi insentif kepada pengumpulan dan pengurusan sisa suria akhir hayat yang betul. Ini boleh membantu membina kapasiti kitar semula solar sementara industri dan pasaran sekunder berskala sebagai sebahagian daripada infrastruktur akhir hayat yang komprehensif. Insentif pelaburan juga harus dipertimbangkan dalam rangkaian penyelesaian untuk menggalakkan pembangunan industri kitar semula solar. 

Dalam tergesa-gesa untuk menyahkarbon dan menyemarakkan masyarakat kita, pengurusan sisa sering diabaikan. Peluang wujud untuk membangunkan metodologi berskop yang betul yang menyumbang kepada kesan kitaran hayat merentas keseluruhan rantaian bekalan faktor pemasangan solar yang lazim diabaikan seperti penggunaan tanah, kehilangan biodiversiti, keadilan alam sekitar, pengurusan air dan pengangkutan global. Selain itu, teknologi seperti blockchain boleh memberikan dorongan yang hebat untuk pengurusan panel akhir hayat yang telus dan bertanggungjawab. Adalah penting untuk kita merancang, menyediakan dan mereka bentuk sistem tenaga untuk digunakan semula, pemulihan, pengilangan semula dan kitar semula pada masa kini, atau kita berisiko mewujudkan beban alam sekitar, sosial dan ekonomi baharu pada masa hadapan.

Rachel A. Meidl, LP.D., CHMM, adalah rakan dalam bidang tenaga dan persekitaran di Rice University's Baker Institute-Center for Energy Studies. Dia sebelum ini dilantik sebagai timbalan pentadbir bersekutu untuk Paip dan Pentadbiran Keselamatan Bahan Berbahaya, sebuah agensi di Jabatan Pengangkutan AS. 

Mathilde Saada ialah Pembantu Penyelidik di Pusat Pengajian Tenaga di Institut Baker Rice University dan pelajar MA dalam Sarjana Hal Ehwal Global Rice University.