A napelemek újrahasznosítói nagy tisztaságú anyagok visszanyerésére törekszenek

Franciaország napenergiával foglalkozó intézete, a National Institute for Solar Energy az európai napelem panelek újrahasznosításával foglalkozó ágazatának állapotát tekinti át.

2020. május 13. szerda, forrás: mnnsz.hu

A francia pv-magazine-ban jelent meg

Az utóbbi évtizedben a napenergia masszív növekedést mutat, és ez a mintázat várhatóan folytatódik, elképzelhető, hogy 2050-re a föld globális termelési kapacitása eléri a 4-5 TW szintet. A telepített kapacitások látványos növekedése természetesen felveti a napelem panelek használatát követő jövő és az újrahasznosítás kérdését. Milyen jövő vár a fotovoltaikus ágazatra? Milyen problémákat ismertek fel és milyen kezdeményezésekkel éltek ezek megoldására?

Különböző modelleket javasoltak és számításokat végeztek a napelemek hasznos élettartamára, valamint a modulok tervezett életciklusának vége előtti cseréjére vonatkozóan. A modellek azt jelzik, hogy a világ feldolgozásra váró, lejárt életciklusú napelem modulokból álló készlete 2030-ban már elérheti az 1,7-8 millió, míg 2050-ben már a 60-78 millió tonnát. Európai mércével mérve ezt a mennyiséget 10 millió tonnára becsülik.

Az Európai Unió úttörő szerepet játszik a modulok újrahasznosításában, mióta az elektromos és elektronikus berendezések hulladékairól szóló irányelv révén szabályozás érvényesül, amely magában foglalja a napelem paneleket is (2012/19/EU irányelv). A törvény a panelek 85%-ának begyűjtését és a napelem modulokban található anyagok 80%-nak újrahasznosítását írja elő. Franciaországban a használt panelek begyűjtését és felhasználását illetékes hatóságokra, a PV Cycle szervezetre bízták.

Egyrészt az alumínium váz és az elülső üveg teszi ki a napelem panel tömegének 80%-át. Másrészt a panel értékének 80%-a a napelem cellák előállításához felhasznált anyagokhoz kötődik, különösen a szilíciumhoz, a rézhez és az ezüsthöz. Ez megnyitja az utat a legnagyobb értékű anyagok lehető legnagyobb tisztasági fokot eredményező újrahasznosítását szolgáló technológiák előtt.

A panel egyszerűen szétszerelhető az alumínium keret és a kötődobozok eltávolításával. A nehézség a „szendvics” rétegeinek szétválasztásában rejlik, ezekből áll a központi rész, amelyben a visszanyerhető értékes anyagok találhatók.

A szétválasztást legnagyobb mértékben akadályozó tényező a tokot alkotó polimer degradáltsága, ez általában etilén-vinil-acetát (EVA) réteget jelent.

Módszerek

A legelterjedtebb visszanyerési mód a mechanikus út, vágás, összemorzsolás és szitálás segítségével, ezeket már ipari méretekben is kidolgozták. A francia környezetvédelmi szolgáltató, az elektronikai hulladékok és elektromos berendezések megsemmisítésére szakosodott Veolia beruházásokat valósított meg a Franciaország déli részében található Rousset-i üzemében. A létesítmény Európa első ilyen létesítménye volt, és évente akár 4 000 tonnát is feldolgozni 95%-os visszanyerési arány mellett.

Más cégek kizárólag meghatározott a működésképtelen panelek más anyagainak, például üvegnek a visszanyerésére szakosodtak. Lehetséges, hogy ezek az ún. „lehasznosítások” eleget tesznek a Weee irányelvnek, de csak alacsony tisztasági fokú anyagok visszanyerését teszik lehetővé.

Azonban az Európai Bizottság a magasabb értékű újrahasznosítási erőfeszítéseket felmutató kutatásokat és fejlesztési projekteket támogatja.

A megközelítést egy olasz vállalat, a Sasil dolgozta ki a bizottság alacsony szénlábnyomot célzó Life programja keretében, illetve foglalkozott ezzel a német tervezőcég, a Geltz Umwelt-Technologie is, hogy csak két ilyen példát emeljünk ki.

Szénlábnyom

A Franciaországban működő Nemzeti Napenergia Intézet (Ines) új mechanikai darabolási technológiát fejleszt. A kezdeti eredmények bizakodásra adnak okot és azt mutatják, van mód a magas tisztasági fokú üveg, műanyagok és fémek visszanyerésére. Ha sikerül megvalósítani a tervezett ipari méretű üzemet, az Ines megközelítés révén olyan anyagokat lehet majd előállítani, amelyek ismét felhasználhatók a körforgásos gazdaságban, és ezzel javulna a napelem panelek szénlábnyoma. Más innovatív fejlesztések szuperkritikus vagy ionos folyadékok használatával kísérleteznek az értékes fémek visszanyerése érdekében.

A fotovoltaikus panelek életciklusuk végén történő, ipari méretű újrahasznosítása gyorsan fog fejlődni a következő években. A helyszínen folytatott kutatások útmutatást adnak a jövő termékeinek ökológiai szemléletű tervezésére vonatkozóan is, ennek az újrahasznosíthatóságra és a környezeti lábnyomra kell irányulnia, amely az iparági szereplők által még kevéssé felfedezett terület.

Forrás: pv-magazine