Entä kaikki jätteet?

Kirjailija: Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

Ilmastonmuutoksen aiheuttamien paineiden ja vaihtoehtoisten energialähteiden, kuten tuulen ja auringon, käyttöönoton kiireellisyyden vuoksi energiasiirtymätekniikoiden väitettyihin hyötyihin kiinnittäminen varjostaa häikäisevän todellisuuden – strategian puuttumista muiden elinkaaren ulkoisten vaikutusten, kuten jätteiden, tunnistamiseksi ja kvantifioimiseksi. hävittämisestä tai ympäristövaikutuksista.

Energiateollisuus, hallitukset ja yhteiskunta eivät ole vielä täysin ymmärtäneet saapuvia jätemääriä ja niiden pitkän aikavälin vaikutuksia, jotka liittyvät elinikänsä lopussa oleviin aurinkosähköihin. Jos kestävä ja pyöreä tulevaisuus on suositeltavin tapa edetä, käyttöikänsä lopussa olevien paneelien hallittu hallinta sallituissa kierrätys-, käsittely- ja hävityslaitoksissa on välttämätöntä.

Mikä on vaakalaudalla: aurinkojäte

Kumulatiivisten aurinkojäteennusteiden odotetaan saavuttavan maailmanlaajuisesti noin 78 miljoonaa tonnia vuoteen 2050 mennessä. Monet näistä ennusteista olettavat kuitenkin paneelien 25–30 vuoden koko elinikää eivätkä ota huomioon varhaista vaihtoa, nopeaa vanhenemista ja laajaa ennenaikaista käytöstä poistamista aurinkoenergian aiheuttamana. verohyvitykset, korvausprosentit, asennushinta, ankarat sääilmiöt ja Kiinan rooli, joka voi lopulta nostaa näitä lukuja entisestään. Massiiviseen ja ennennäkemättömään aurinkokasvuun johtaneiden houkuttelevien verotukien lisäksi paneelien muunnostehokkuus on parantunut vuosi vuodelta aurinkomarkkinoita hallitsevan ja kontrolloivan Kiinan valmistusinnovaatioiden ansiosta. Yhdysvalloissa aurinkoenergiaa on esitelty kriittisenä ratkaisuna ilmastonmuutoksen torjuntaan, houkuttelevana sijoituskohteena yrityksille ja sijoittajille, joka on sopusoinnussa niiden ympäristö-, sosiaalisten ja hallintotavoitteiden kanssa, sekä työpaikkojen luojana. 

Mutta uhkaavat jätemäärät ovat kiertotalouden vastaisia ​​ja uhkaavat globaaleja ja kansallisia kestävyystavoitteita. 

Aurinkosähköpaneelin (PV) leikkaaminen ja sen anatomian ymmärtäminen paljastaa erittäin integroidun järjestelmän, joka tekee purkamisesta ja kierrätyksestä kalliin, monimutkaisen ja energiaa ja resursseja vaativan prosessin. Paneelin koostumus sisältää alumiinia, lasia, monimutkaisia ​​muoveja ja erilaisia ​​metalleja, mm. kadmiumia, kromia, lyijyä, seleeniä ja hopeaa, jotka käsittelemättä ja hoitamatta voivat saastuttaa maaperän ja huuhtoutua pohjavesijärjestelmiin. Koska niissä on raskasmetalleja ja muita ainesosia, jotka ylittävät lakisääteiset myrkyllisyydet, käyttöiän päättymisen paneelit voidaan luokitella liittovaltion säännellyksi vaaralliseksi jätteeksi Resource Conservation and Recovery Act -lain, vaarallisten jätteiden huoltoa koskevan lain, mukaisesti. Tämä luokittelu tuo aurinkopaneelit Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluviraston vaarallisia jätteitä koskevien määräysten täyden kirjon piiriin ja sisältää joukon tiukkoja lakisääteisiä velvoitteita, jotka tekevät paneelien luokittelusta, varastoinnista, käsittelystä ja kuljettamisesta kierrätystä tai hävittämistä varten kallista ja työlästä nykyisen lain mukaisesti.

Elinkaarikysymys heijastaa taloudellisesti kannattavien ja kestävien käyttöiän lopettamisvaihtoehtojen puutetta. Vallitsevia menetelmiä ovat kaatopaikalle sijoittaminen, poltto tai "lahjoittaminen" (vapaaehtoinen kierrätys) jälkimarkkinoille, mikä siirtää jätehuollon taakan kehitysmaille. taloudet. 

Aurinkoenergian kierrätysprosessin monimutkaisuus

Aurinkosähköisten aurinkosähköjen kierrätys on erittäin monimutkaista ja voi olla energiaa ja resursseja vaativa prosessi, joka tuottaa omaa jätettä ja päästöjä (kuva 1). Kierrätysteknologiat, erityisesti Yhdysvalloissa, ovat edelleen syntymässä ja kustannuksiltaan kohtuuttomia, mikä rajoittaa loppusijoitusvaihtoehdot kaatopaikalle, polttamiseen ja vientiin – edullisimpiin menetelmiin. "Vaarallisen jätteen" nimityksen vuoksi nykyiset määräykset edellyttävät, että jätteistä aurinkopaneeleista huolehtivat pätevät kuljettajat ja sallitut käsittely-, varastointi-, hävitys- ja kierrätyslaitokset. Aurinkoenergiajätteen ennustettujen määrien vuoksi on epävarmaa, ovatko olemassa olevat vaaralliset jätteet ja kierrätyslaitokset riittäviä hallitsemaan paneelivirraa, kun otetaan huomioon kierrätyslaitosten sijoittamisen, rakentamisen ja mittakaavan pitkittyneet määräajat Yhdysvalloissa. 

Nämä monimutkaiset sääntelyesteet sekä kierrätyksen välittömät kustannukset rohkaisevat jätteiden aurinkopaneelien hylkäämiseen, laittomaan upottamiseen ja varastoimiseen, kun taas edullisempia vaihtoehtoja ilmaantuu. Vaikka tarkkoja lukuja on vaikea saada, koska paneelit luokitellaan väärin elektroniikkajätteeksi (elektroniikkajätteeksi) tai muuksi materiaaliksi, seurantamekanismien ja tietojen läpinäkyvyyden puutteen vuoksi, arvioiden mukaan noin 10 % aurinkopaneeleista kierrätetään Yhdysvalloissa. epäselvää, tarkoittaako tämä luku täydellistä vai osittaista kierrätystä.

Vaikka aurinkokierrätysteollisuus kohtaa haasteita, jotka liittyvät riittämättömiin tuotantopanoksiin, korkeisiin käyttökustannuksiin ja alhaiseen kannattavuuteen arvokkaiden materiaalien pienistä pitoisuuksista johtuen, aurinkoenergian kierrätysmarkkinat voivat kehittyä vahvasti, jos infrastruktuurin ja toimitusketjun yhteistyö olisi olemassa kerätä, prosessoida ja myydä erilaisia ​​komponentteja. Mikään näistä järjestelyistä ei kuitenkaan ole tällä hetkellä voimassa. Uusia pyöreitä liiketoimintamalleja tulisi kehittää ja perustaa jälkimarkkinat, jotka perustuvat kierrätettyyn, uudelleenkäytettyyn ja talteenotettuun piiin, metalleihin ja materiaaleihin, jotka on tarkoitettu käytettäväksi toisen käyttöiän paneeleissa ja muissa sovelluksissa, jotka virallistavat uudelleenkäytön, korjauksen ja uudelleenvalmistuksen arvoketjut aurinkosähköteollisuudessa. 

Lähde: Rachel Meidlin ja Mathilde Saadan koonnut eri lähteistä.

Tulevaisuuden sääntelymallit Yhdysvalloissa

USA:ssa ei ole kansallista puitekehystä käytöstä poistetulle aurinkoenergiajätteelle, mutta Kalifornian esimerkkiä seuraten EPA harkitsee parhaillaan, pitäisikö käytöstä poistetut paneelit säännellä "yleisjätteenä", vaarallisen jätteen luokkana, jossa on virtaviivaistettu. säännökset, joiden tarkoituksena on vähentää hallintotaakkaa ja helpottaa keräystä ja kierrätystä. Kalifornia on ensimmäinen osavaltio, joka säätelee käytöstä poistettuja aurinkopaneeleja yleisjätteenä, ja niiden äskettäinen laki voisi toimia mallina kansallisen aurinkojätteen kierrätyskehyksen tulevalle kehittämiselle ja mallina muille osavaltioille. Havaiji, Pohjois-Carolina ja Rhode Island harkitsevat myös aurinkopaneelien käyttöä koskevia sääntöjä kierrätyksen edistämiseksi. Tämä kehys ei ole ensiarvoisen tärkeä vain OECD-maille, vaan se on kriittinen kehitystalouksille, jotka kokevat aurinkoenergian ennennäkemättömän kasvun (esim. Kiina ja Intia), koska muodolliset jätehuoltoverkostot, kierrätysinfrastruktuuri ja säännökset puuttuvat näiltä maailman alueilla. . Kun aurinkokierrätysteollisuus nousee esiin ja markkinoille tulee lukuisia toimijoita, yksi suurimmista haasteista tulee olemaan vastuun jakaminen valtavasta määrästä orpojätettä. 

Järjestelmätason hallinta kiertotaloudelle

Kierrätys – tai vaarallisten materiaalien asianmukainen hävittäminen, jos kierrätys ei ole mahdollista – on todellakin olennainen osa kiertotaloutta. Tarvitsemme kuitenkin ennen kaikkea mahdollistavia säännöksiä, jotka kannustavat aurinkojätteen keräykseen ja asianmukaiseen huoltoon. Tämä voi auttaa rakentamaan aurinkoenergian kierrätyskapasiteettia samalla, kun teollisuus ja jälkimarkkinat skaalautuvat osana kattavaa käyttöiän päättymisen infrastruktuuria. Aurinkoenergian kierrätysteollisuuden kehitystä kannustavassa ratkaisukokonaisuudessa tulisi myös harkita investointikannustimia. 

Yhteiskuntamme hiilestä poistamisen ja sähköistämisen kiireessä jätehuolto jää usein huomiotta. On olemassa mahdollisuuksia kehittää asianmukaisesti rajattuja menetelmiä, jotka ottavat huomioon aurinkovoimaloiden yleisesti huomiotta jätettyjen tekijöiden, kuten maankäytön, biologisen monimuotoisuuden vähenemisen, ympäristön oikeudenmukaisuuden, vesihuollon ja maailmanlaajuisen liikenteen, koko toimitusketjun elinkaarivaikutukset. Lisäksi teknologiat, kuten lohkoketju, voivat tarjota suuren sysäyksen läpinäkyvään ja vastuulliseen käyttöiän päättymispaneelien hallintaan. On elintärkeää, että suunnittelemme, valmistelemme ja suunnittelemme energiajärjestelmiä uudelleenkäyttöä, talteenottoa, uudelleenvalmistusta ja kierrätystä varten tällä hetkellä, sillä muuten uhkaamme luoda uusia ympäristöllisiä, sosiaalisia ja taloudellisia rasitteita tulevaisuudessa.

Rachel A.Meidl, LP.D., CHMM, on energian ja ympäristön tutkija Rice-yliopiston Baker-instituutin energia-alan keskuksessa. Hänet nimitettiin aiemmin Yhdysvaltain liikenneosaston viraston Pipeline and Hazardous Materials Safety Administrationin apulaisvastaavaksi. 

Mathilde Saada on tutkimusassistentti Rice Universityn Baker Instituten energiatutkimuskeskuksessa ja MA-opiskelija Rice Universityn globaalien asioiden maisterissa.