Mida On Vaja Fotogalvaanilise Päikesematerjali Ringmajanduse Realiseerimiseks

2023 Autor: Isabella Ferguson | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-03 14:09

Kiiresti kasvav päikeseenergia (PV) paigaldus on tekitanud muret keskkonna- ja tarneahelates. USA tugineb sisemajanduse nõudluse rahuldamiseks päikesemoodulite tootmiseks mõeldud tooraine impordile ning PV-elementide ja -moodulite impordile. Kui nõudlus fotoelementide järele suureneb, suureneb ka vajadus kaevandada väärtuslikke materjale - see on kodumaise korduskasutuse ja ringlussevõtu motivatsioon.

Pealegi võivad 2030. aastaks USA-s kasutusest kõrvaldatud PV moodulid kokku moodustada 1 miljon tonni jäätmeid ehk 1% maailma e-jäätmetest. See ei paku ainult jäätmekäitlusega seotud probleeme, vaid ka võimalusi materjalide taaskasutamiseks ja järelturgudeks.

"PV-süsteemi riistvara vastutustundlik ja kulutõhus haldamine on oluline äri- ja keskkonnaprobleem," ütles Taylor Curtis, riikliku taastuvenergia laboratooriumi (NREL) jätkusuutlikkuse analüütik. "Selle seadme remont, taaskasutamine või taaskasutamine vähendaks negatiivseid keskkonnamõjusid, vähendaks ressursside piiranguid ja stimuleeriks USA majanduskasvu."

Curtis ja NRELi teadlaste meeskond on juhtinud käimasolevat analüüsi selle kohta, kuidas hallata PV-mooduleid, et toetada labori visiooni energiamaterjalide ringmajandusest. Meeskond viis läbi õigus- ja kirjanduspõhiseid uuringuid ning küsitles päikesetööstuse sidusrühmi, reguleerivaid asutusi ja poliitikakujundajaid. Nad avaldasid rea NREL-i tehnilisi aruandeid, milles käsitleti PV-seadmete korduvkasutamise ja ringlussevõtu võimalusi.

PV ringmajanduse tehnilised, majanduslikud ja regulatiivsed tegurid

Tänapäeval on eratööstusel praeguste turutingimuste ja regulatiivsete tõkete tõttu vähe stiimuleid investeerida PV-de ringlussevõtu, parandamisse või taaskasutusse. Ameerika Ühendriikides on ainult üks tootja kasutusele võtnud tagasivõtmisprogrammi, et taaskasutada või ringlussevõetud PV-mooduleid taaskasutada. Ehkki USA-s on kolmandate osapoolte ringlussevõtjaid, kes aktsepteerivad PV-mooduleid, kasvab üha enam, kogub enamik ettevõtteid ainult puistematerjali ja jätab endast maha väärtuslikud materjalid nagu hõbe, vask ja räni - vastavalt ühe uuringu aruandele.

Tulevikus võib ainuüksi moodulitest saadud PV-materjalide tootmisharu kogumaht 2030. aastaks kokku olla 60 miljonit dollarit või aastaks 2050 2 miljardit dollarit. PV-seadmete ringlussevõtt võib suurendada tarneahela stabiilsust ja ressursside turvalisust, vähendada tootmiskulusid, suurendada ettevõtte keskkonnasäästlikku mainet, pakkuda uusi tuluvoogusid, lisada maksusoodustusi ja luua Ameerika töökohti.

Erainvesteeringute ergutamiseks uute ja laiendatud PV-turuvõimaluste varajases staadiumis soovitavad analüütikud valitsuse rahastatud teadus- ja arendustegevust ning analüüse, et leevendada osa turu ja regulatiivsest ebakindlusest, mis on seotud PV-de korduvkasutamise ja kasutuselt kõrvaldamise võimalustega. Teadus- ja arendustegevus võiks keskenduda PV-moodulite väljatöötamisele, et neid oleks hõlpsam parandada, taaskasutada või ringlussevõtu, samuti seotud kulutasuvate teenuste ja ärimudelitega.

Poliitika on oluline ka PV ringmajanduse jaoks, tagades PV-seadmete ohutu käitlemise, ladustamise, töötlemise, transpordi, korduskasutamise, ringlussevõtu ja kõrvaldamise. NRELi analüütikud leidsid siiski, et Ameerika Ühendriikides kehtivad ühendus-, tulekahju-, ehitus- ja elektriseadused võivad otseselt keelata PV-moodulite või muundurite taaskasutamise võrguga seotud rakenduste jaoks.

Ameerika Ühendriikides reguleeritakse PV-seadmeid, näiteks ressursside taastamiseks mõeldud mooduleid, samamoodi nagu kõrvaldamiseks mõeldud seadmeid. Seetõttu ei ole motivatsiooni ringlussevõtuks, eriti kui kõrvaldamine maksab vähem. Enne ringlussevõtu või kõrvaldamist kogunenud või ladustatud kasutatud fotoseadmeid võib reguleerida tahkete või ohtlike tahkete jäätmetena. USA jäätmeseadused erinevad jurisdiktsiooni järgi ja määravad spetsiifilised käitlemise, ladustamise ja transpordi nõuded. PV-seadmete vedajate suhtes võivad kehtida USA transpordiministeeriumi ohtlike materjalide eeskirjad koos konkreetsete pakendite, dokumentide ja muude transiidiga seotud nõuetega. Kui fotoseadmed tarnitakse välismaale, võivad nende suhtes kehtida rahvusvaheliste lepingute nõuded ja ekspordieeskirjad.

Oma analüüsi põhjal soovitab NRELi meeskond mitmetahulist regulatiivset lähenemisviisi, mis asetab vastutuse kogu väärtusahelas. Järjekindlad, selgelt määratletud föderaal-, osariigi ja kohalikud määrused võivad anda järelturgudele volitusi ja stiimuleid. Need seadused võivad keelata PV-moodulite kõrvaldamise, võimaldada erandi rangest regulatsioonist või nõuda taaskasutamist. Näiteks on Washingtoni osariigis poliitika, mis nõuab fototootjatelt moodulite tagasivõtmist või ringlussevõttu tarbijatele tasuta. See võimaldab ka mooduleid ringlussevõtu korral reguleerida vähem rangete tahkete jäätmete nõuete alusel.

Parimad tavad eluea lõppemise PV juhtimiseks

Teises uurimistöö aruandes uurivad NRELi analüütikud pensionile jäävate PV-süsteemide haldamise alternatiive. Parima variandi iga kasutusest kõrvaldatava süsteemi jaoks määravad prognoositavad renoveerimis- või taastekulud ning jätkuvatest operatsioonidest saadav eeldatav tulu.

Kui süsteem töötab ja seda pole ulatuslikult kahjustatud, võib osutumisperioodi pikendada. See hõlmab lubade pikendamist ning kasuliku ja vastastikuse sidumise lepingut. Kuigi selle võimalusega ei tehta kapitaliinvesteeringuid, on vananenud seadmete remondiks suuremad käitamis- ja hoolduskulud.

Renoveerimine on võimalus koos üksikasjalike füüsiliste ja elektriliste kontrollide ning vajalike remonditöödega. See võib maksta umbes 500 dollarit kilovati kohta. Kui süsteem on saanud tormikahjustusi, võib see ületada 750 dollarit kilovati kohta. Uuendamine on keerulisem, kuna vanade süsteemide osi on üha raskem leida ning haldus- ja hooldusteenuse pakkujatel ei pruugi olla vanemate süsteemidega töötamiseks vajalikke teadmisi.

Mõnda vanemat fotosüsteemi saab taastada. See tähendab süsteemi ümberkujundamist ning uue PV-massiivi ja inverteri (te) installimist toiteallika ümberehitamiseks või asendamiseks. Taastamine maksab sageli 80% kogu taime väärtusest. Taastatud päikeseenergiasüsteem on peaaegu kõigis aspektides uus ja võib kasutada olemasolevat maakasutust, lubasid, kommunaalteenuste ühendusi ja elektrienergia ostuhindu.

Kui süsteemi parandamine või renoveerimine ei ole majanduslikult mõttekas, võib dekomisjoneerimine olla õige valik. See tähendab PV-mooduli ja muude seadmete eemaldamist ning maa või katuse taastamist algsesse seisukorda. See ulatub 300 dollarist kilovati ja 440 dollarini kilovati kohta.

Maksumõjud võivad ka otsuseid juhtida, sest lepingud on sageli üles ehitatud nii, et projektid on maksukrediidi ja amortisatsiooni jaoks kõlblikud.

Millises seisus on Ameerika Ühendriikide PV-ringlussevõtu poliitika ja algatused praegu?

Sarja lõpparuandes analüüsitakse föderaal- ja osariikide määrusi (olemasolevaid, pooleliolevaid ja ajaloolisi), mis käsitlevad selgesõnaliselt PV-moodulite ringlussevõttu Ameerika Ühendriikides.

Analüütikud ei leidnud ühtegi föderaalset põhikirja ega määrust, mis oleks otseselt käsitlenud PV-moodulite ringlussevõttu. Siiski on hakanud välja kujunema riigi ja tööstuse juhitud poliitika, mis on seotud eluea lõpupoole PV juhtimisega. Need riigi ja tööstuse juhitud poliitikad kasutavad oma raamistikke, mis on kohandatud konkreetsetele võimalustele PV-moodulite kõrvaldamiseks ja mõjutavad seeläbi päikese väärtusahela erinevaid osi.

Mõni osariik, nagu New Jersey ja Põhja-Carolina, võtsid 2020. aastal vastu seadused, mis nõuavad PV-i kasutusea lõppemise uurimist, et aidata välja töötada seadusandlikke või regulatiivseid kaalutlusi. See uuring võib anda ka väärtuslikku, üldsusele kättesaadavat teavet PV-de ringlussevõtu ja ressursside taastamise võimalustega seotud kulude ja kohustuste kohta. Lisaks on California kehtestanud universaalsed jäätmemäärused, mis käsitlevad kasutuselt kõrvaldatud jäätmekäitlust, transporti, ladustamist, akumuleeritud PV-moodulite töötlemist ja töötlemist.

Alates 2020. aasta maist on Hawaiil menetluses õigusaktid, mis nõuaksid PV-moodulite ringlussevõtu ja kasutuselt kõrvaldamise juhtimisega seotud probleemide põhjalikku uurimist. Rhode Islandil on menetluses seadusandlus, mis kehtestataks PV-moodulite tootja juhtimis- ja tagasivõtu programm. Californias on ka pooleliolevad õigusaktid, et uurida ja soovitada poliitikat, mis tagaks PV mooduli taaskasutuse või ringlussevõtu eluea lõpus.

Lisateave

"Päikeseenergia materjalide ringmajandus kaasab kõiki väärtusahelat, alates projektiomanikest ja rahastajatest kuni tootjateni," ütles Curtis. "Üheskoos suudab tööstus tagada, et selliseid kohustusi nagu ohtlikud materjalid välditakse ja kasutuselt kõrvaldamine haldab kõige rohkem majanduslikku väärtust ja vähimat võimalikku keskkonnamõju."

Lisateave NRELi visiooni kohta energiamajanduse ringmajanduse kohta.

NRELi visioon tulevikuks: