90 مليون طن مخلفات نفايات الألواح الشمسية سنويا

سلبيات وتحديات تواجه الطاقة الشمسية
1- نفايات الألواح الشمسية اقتصاد الطاقة الشمسية مستمر في نموه الكبير، بحيث تم تثبيت أكثر من نصف تيرابايت في أرجاء العالم، والتي تولد الكهرباء النظيفة. ولكن ماذا يحدث لنماذج الألواح الشمسية في نهاية حياتها المفيدة؟ بعمر افتراضي يبلغ عشرات السنوات، نفايات الألواح الشمسية قد تبدو مشكلة للمستقبل البعيد. ولكن، يقوم القطاع بشحن ملايين الأطنان سنويا، وذلك الرقم مستمر في الزيادة مع نمو القطاع أكثر. إجمالي المخلفات الإلكترونية، بما في ذلك أجهزة الحاسوب والتلفاز والجوالات، يبلغ نحو 45 مليون طن متري سنويا.
2- التعرض للمواد السامة من باب المقارنة، مخلفات الألواح الشمسية في 2050 ستكون ضعف ذلك الرقم. معززةً بمخاوف من التعرض للمواد السامة، وارتفاع تكاليف التخلص منها، والسعة الزائدة في مكبات النفايات التي تعاني من نقص تمويل الحكومات المحلية. الباحثون يستكشفون حلول إدارة مخلفات الطاقة الشمسية بناءً على مفاهيم مثل الاقتصاد الدائري.
3- ازدياد المطالب بكل شيء من الرمل في الوقت نفسه، المطالب بكل شيء من الرمل وحتى المعادن النادرة الثمينة في ازدياد. في حين أنها تقدم حوالي 1% من الكهرباء العالمية، إلا أن الألواح الشمسية تعتمد على 40% من إجمالي معروض التيلوريوم العالمي، و15% من معروض الفضة، ونسبة كبيرة من أشباه الموصلات، وأجزاء صغيرة ولكن مهمة من الإنديوم والزنك والقصدير والغاليوم. مراجعة هذه الجوانب عن المعادن وتبني مفاهيم الاقتصاد الدائري، سيكون أمرا ضروريا لمستقبل القطاع.
4- تدوير الألواح الشمسية السياسة الأساسية ذات سجل مثبت من إدارة انتهاء صلاحية المنتج الناجحة، تعتبر مسؤولية المنتج الممتدة. قبل 10 سنوات، الشركات الأوروبية المصنعة للألواح الشمسية بدأت المشاركة في نظام تطوعي لمسؤولية المنتج الممتدة ويُسمى«PV Cycle» في 2014. عندما أصبح القطاع تحت توجيه النفايات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية/ Waste Electronics and Electrical (WEEE) Directive، جميع الشركات المصنعة تمت مطالبتها بالمشاركة في برنامج مسؤولية المنتج الممتدة. منذ 2009، برنامج مسؤولية المنتج الممتدة الذي يحمل اسم PV Cycle قد أعاد تدوير أكثر من 30.000 طن متري من الألواح الشمسية، وبإنشاء مراكز تجميع، ذلك قد عزز سوقًا لحياة ثانية لنماذج الألواح الشمسية.
5- بعض نماذج الألواح الشمسية تعدّ نفايات خطرة في الولايات المتحدة، لا يوجد تنظيم للنفايات الإلكترونية الفيدرالية لتحفيز تجميع مخلفات الألواح الشمسية وإعادة تدويرها. القانون الفيدرالي يطالب فقط بإدارة خاصة لنماذج الألواح الشمسية التي تصنف على أنها نفايات خطرة، وفقا لقانون حفظ الموارد واستردادها. بعض نماذج الألواح الشمسية تعدّ نفايات خطرة بسبب الرصاص أو الكادميوم، بينما نفايات أخرى لا تعدّ خطرة مطلقا. بما أنه من المستحيل أن نوضح ما إذا كان نموذج الألواح الشمسية خطرا أم لا من التحقيق المرئي، إلا أن كثيرين يقولون إنه من الأسهل جمع جميع وحدات الألواح الشمسية.
6- صعوبة إعادة تدوير الألواح الشمسية التحدي الأساسي لإعادة تدوير الألواح الشمسية حاليا، هو إيجاد قيمة في المواد المعالجة، مقارنةً بتكاليف التجميع والمعالجة. ذكرت الوكالة الدولية للطاقة المتجددة أن المواد المسترجعة المعالجة قد تفوق قيمتها 15 مليار دولار أميركي بحلول 2050. ولكن تجميع نفايات الألواح الضوئية ذات الكفاءة من ناحية التكلفة، ونظام المعالجة القادرة على معالجة المواد عالية القيمة ما تزال بعيدة المنال. معظم القيمة في نفايات الألواح الشمسية موجودة في إطار الألومنيوم والفضة في المعجون المعدني. الحصول على قيمة أعلى من إعادة تدوير الألواح الشمسية سيتطلب خبرة في إدارة الزجاج، 80-90% من اللوح حسب الوزن مصنوع من الزجاج. وبإمكان الزجاج المعاد تدويره أن يسترجع قيمته العالية من كثير من المرات، إذا كان خاليًا من التلوث. التحدي حاليا هو أن العاملين على إعادة التدوير غير قادرين على صنع زجاج عالي الجودة من نفايات الألواح الشمسية، بسبب التلوث بالأنتيمون وقطع البلاستيك.
7- جذب الاستثمارات في البنية التحتية لإعادة التدوير علامات السوق مهمة لجذب الاستثمارات في البنية التحتية لإعادة التدوير. SolarWorld في 2008 قامت بتجريب تكنولوجيات إعادة التدوير عندما ارتفعت أسعار السيليكون متعدد الكريستالات في 2000. أدى السيليكون المعاد تدويره إلى 50% انخفاضا في الطاقة المطلوبة لصنع لوح شمسي كامل عن طريق استخدام 100% من السيليكون المعاد تدويره. ولكن هذه المنشأة التجريبية لم تتطرق إلى إعادة تدوير اللوح الشمسي الأوتوماتيكي الذي خططوا له وأغلقت باكرا، إذ إن الشركة واجهت صعوبات في منافسة الشركات الناشئة المصنعة للألواح الشمسية. 8- معالجة المواد والخدمات اللوجيستية إعادة تدوير نفايات الألواح الشمسية سيتطلب ابتكارات في معالجة المواد والخدمات اللوجيستية. كثير من أنواع عملية المعالجة قد تم استكشافها، بما في ذلك إعادة تدوير جميع مخلفات الألواح الشمسية معا، مقابل طرق معينة لتكنولوجيات معينة للألواح الشمسية. كيف بالإمكان تجميع نفايات الألواح الشمسية مع أقل حد ممكن من القيادة. لم يتم تحديد أفضل الطرق حتى الآن. والإجراءات التطوعية قد تفيد ولكنها لن تستمر فترة طويلة.
مستقبل الطاقة الشمسية
45 مليون طن متري سنويا نفايات الطاقة الشمسية، بما في ذلك أجهزة الحاسوب والتلفاز والجوالات
90 مليون طن مخلفات نفايات الألواح الشمسية سنويا في 2050
40 % من الألواح الشمسية تعتمد على إجمالي معروض التيلوريوم العالمي، و15% من معروض الفضة
منذ 2009، تمت إعادة تدوير أكثر من 30.000 طن متري من الألواح الشمسية
المصدر: scientificamerican.com