Барлық қалдықтар туралы не деуге болады?

Рэйчел А. Мейдл, Матильд Саада

Климаттың өзгеруінің қысымымен және жел мен күн сияқты баламалы энергия ресурстарын енгізудің өзектілігі жағдайында энергияға көшу технологияларының болжамды артықшылықтарына тоқтау жарқын шындыққа көлеңке түсіреді - қалдықтар сияқты өмірлік циклдің басқа сыртқы әсерлерін анықтау және сандық бағалау бойынша стратегияның жоқтығы. кәдеге жарату немесе қоршаған ортаға әсер ету.

Энергетика өнеркәсібі, үкіметтер және қоғам келіп түсетін қалдықтардың көлемін және қызмет ету мерзімі біткен күн PV-ларына байланысты ұзақ мерзімді әсерлерді әлі толық түсінбеді. Тұрақты және айналмалы болашақ алға қарай таңдаулы жол болса, рұқсат етілген қайта өңдеу, өңдеу және кәдеге жарату орындарында пайдалану мерзімі біткен панельдерді бақыланатын басқару қажет.

Қандай қауіп бар: күн қалдықтары

Дүние жүзіндегі жинақталған күн қалдықтарының болжамдары 78 жылға қарай шамамен 2050 миллион тоннаға жетеді деп күтілуде. Дегенмен, бұл болжамдардың көпшілігі панельдердің толық қызмет ету мерзімі 25-30 жылды құрайды және күн сәулесінің әсерінен ерте ауыстыруды, тез ескіруді және кеңінен тараған мерзімінен бұрын пайдалануды есепке алмайды. салық несиелері, өтемақы мөлшерлемелері, орнату бағасы, ауа-райының қолайсыз оқиғалары және Қытайдың рөлі, нәтижесінде бұл сандарды одан да жоғарылатуы мүмкін. Күн энергиясының жаппай және бұрын-соңды болмаған өсуіне әкелген тартымды салық субсидияларынан басқа, күн нарығында үстемдік ететін және бақылайтын Қытайдағы өндірістік инновациялардың арқасында панельдердің конверсиялық тиімділігі жылдан-жылға жақсарды. АҚШ-та күн энергиясы климаттың өзгеруімен күресудің маңызды шешімі, олардың экологиялық әлеуметтік және басқару мақсаттарына сәйкес келетін компаниялар мен инвесторлар үшін тартымды инвестиция және жұмыс орнын құрушы ретінде көрсетілді. 

Бірақ келе жатқан қалдықтардың көлемі айналмалы экономикаға қайшы келеді және жаһандық және ұлттық тұрақтылық мақсаттарына қауіп төндіреді. 

Күн фотоэлектрлік (PV) панелін бөлшектеу және оның анатомиясын түсіну бөлшектеу мен қайта өңдеуді қымбат, күрделі және энергия мен ресурстарды көп қажет ететін процеске айналдыратын жоғары интеграцияланған жүйені көрсетеді. Панельдің құрамына алюминий, шыны, күрделі пластмассалар және металдардың ассортименті, соның ішінде кадмий, хром, қорғасын, селен және күміс кіреді, олар өңделмеген және өңделмеген болса, топырақты ластап, жер асты сулары жүйесіне ағып кетуі мүмкін. Ауыр металдар мен басқа да құрамдас бөліктердің улылығы бойынша нормативтік шектерден асатын болуына байланысты, жарамдылық мерзімі аяқталған панельдер қауіпті қалдықтарды басқаруды реттейтін заңға сәйкес Ресурстарды сақтау және қалпына келтіру туралы заңға сәйкес федералдық реттелетін қауіпті қалдықтар ретінде жіктелуі мүмкін. Бұл классификация күн панельдерін АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің қауіпті қалдықтар туралы ережелерінің толық спектріне енгізеді және қолданыстағы заңға сәйкес қайта өңдеу немесе кәдеге жарату үшін панельдерді жіктеуді, сақтауды, өңдеуді және тасымалдауды қымбат және ауырлататын көптеген қатаң нормативтік міндеттемелерді қамтиды.

Қолдану мерзімінің аяқталу циклі мәселесі қалдықтарды басқарудың ауыртпалығын дамушы нарықтарға ауыстыратын полигон, өртеу немесе қайталама нарықтарға «қайырымдылық» (еріктілер қайта өңдеу) болып табылатын негізгі әдістердің экономикалық тұрғыдан тиімді және тұрақты нұсқаларының жоқтығын көрсетеді. экономикалар. 

Күнді қайта өңдеу процесінің күрделілігі

Күн батареяларын қайта өңдеу өте күрделі және өз қалдықтары мен шығарындыларын жасайтын энергия мен ресурстарды көп қажет ететін процесс болуы мүмкін (1-сурет). Қайта өңдеу технологиялары, әсіресе АҚШ-та, әлі де қалыптасып келе жатқан және шығыны жоғары, бұл қоқыс, өртеу және экспортқа шығарудың түпкілікті нұсқаларын шектейді, бұл кең маржадағы ең қымбат жолдар. «Қауіпті қалдықтар» белгісіне байланысты қолданыстағы ережелер қалдықтарды күн батареяларын білікті тасымалдаушылармен және рұқсат етілген өңдеу, сақтау, кәдеге жарату және қайта өңдеу орындарында басқаруды талап етеді. Күн қалдықтарының болжамды көлемдерімен АҚШ-та қайта өңдеу нысандарын салуға, салуға және масштабтауға рұқсат берудің ұзақ мерзімдерін ескере отырып, қолданыстағы қауіпті қалдықтар мен қайта өңдеу қондырғылары панельдер ағынын басқаруға сәйкес келетіні белгісіз. 

Бұл күрделі реттеуші кедергілер кәдеге жаратудың тікелей құнымен бірге күн панельдерін тастап кетуге, заңсыз қоқысқа тастауға және қалдықтарды жинақтауға итермелейді, ал қол жетімді нұсқалар пайда болады. Панельдерді электронды қалдықтар (электрондық қалдықтар) немесе басқа материалдар ретінде қате жіктеуге, бақылау механизмдерінің және деректердің ашықтығына байланысты нақты сандарды алу қиын болса да, бағалаулар бойынша күн панельдерінің ~10% АҚШ-та қайта өңделеді және бұл бұл көрсеткіш толық немесе ішінара қайта өңдеу нәтижелеріне аударыла ма, түсініксіз.

Күн энергиясын қайта өңдеу өнеркәсібі құнды материалдардың шағын концентрациясына байланысты жеткіліксіз кірістер, жоғары операциялық шығындар және төмен рентабельділік мәселелерімен бетпе-бет келсе де, егер инфрақұрылым мен жеткізу тізбегі ынтымақтастығы энергияны жинау, өңдеу және сату үшін болса, күн энергиясын қайта өңдеудің күшті нарығының әлеуеті бар. әртүрлі компоненттер. Алайда, бұл шаралардың ешқайсысы қазір жоқ. Қайта өңделген, қайта пайдаланылған және қалпына келтірілген кремнийге, металдарға және екінші өмірлік панельдерге арналған материалдарға және күн PV өнеркәсібінде қайта пайдалану, жөндеу және қайта өндіру құн тізбегін ресімдейтін басқа қолданбаларға негізделген жаңа айналмалы бизнес үлгілері әзірленіп, қайталама нарықтар құрылуы керек. 

Дереккөз: Рэйчел Мейдл мен Матильд Саада әртүрлі дереккөздерден құрастырылған.

АҚШ-тағы болашақ реттеу үлгілері

АҚШ-та қызмет ету мерзімі біткен күн қалдықтарына арналған ұлттық жүйе жоқ, бірақ Калифорнияның басшылығына сәйкес, EPA қазіргі уақытта жарамдылық мерзімі аяқталған панельдерді «әмбебап қалдық» ретінде реттеу керек пе, жоқ па, соны өлшеп жатыр. басқару жүктемелерін азайтуға және жинау мен қайта өңдеуді жеңілдетуге арналған ережелер. Калифорния әмбебап қалдық ретінде қызмет ету мерзімі біткен күн панельдерін реттейтін бірінші штат және олардың жақында қабылданған заңы күн қалдықтарын қайта өңдеудің ұлттық құрылымын болашақта дамыту үшін үлгі және басқа штаттар үшін үлгі бола алады. Гавайи, Солтүстік Каролина және Род-Айленд де қайта өңдеуді ынталандыру үшін күн батареяларын басқару ережелерін қарастыруда. Бұл негіз ЭЫДҰ елдері үшін ғана маңызды емес, сонымен қатар күн энергиясының бұрын-соңды болмаған өсімін бастан кешіріп жатқан дамушы экономикалар үшін де маңызды (мысалы, Қытай және Үндістан), өйткені әлемнің бұл аймақтарында қоқыстарды кәдеге жаратудың ресми желілері, қайта өңдеу инфрақұрылымы және ережелер жоқ. . Күн энергиясын қайта өңдеу өнеркәсібі пайда болып, нарыққа көптеген ойыншылар кірген кезде, ең үлкен қиындықтардың бірі жинақталған жетім қалдықтардың үлкен көлеміне жауапкершілікті тағайындау болады. 

Айналмалы экономика үшін жүйелік деңгейдегі басқару

Қайта өңдеу — немесе егер қайта өңдеу мүмкін болмаса, қауіпті материалдарды дұрыс кәдеге жарату — шын мәнінде айналым экономикасының маңызды құрамдас бөлігі. Дегенмен, ең алдымен, бізге күн қалдықтарын жинауды және пайдалану мерзімі аяқталғаннан кейін дұрыс басқаруды ынталандыратын рұқсат ететін ережелер қажет. Бұл өнеркәсіп пен қайталама нарықтар қызмет ету мерзімі бітетін кешенді инфрақұрылымның бөлігі ретінде ауқымды болған кезде күн энергиясын қайта өңдеу әлеуетін арттыруға көмектеседі. Сондай-ақ күн энергиясын қайта өңдеу өнеркәсібін дамытуды ынталандыратын шешімдер жиынтығында инвестициялық ынталандырулар қарастырылуы керек. 

Біздің қоғамды декарбонизациялау және электрлендіру асығыс кезінде қалдықтарды басқару жиі назардан тыс қалады. Жерді пайдалану, биоалуантүрлілікті жоғалту, қоршаған ортаны қорғау әділдігі, суды басқару және жаһандық тасымалдау сияқты күн қондырғыларының әдетте еленбейтін факторларының бүкіл жеткізу тізбегі бойынша өмірлік циклінің әсерін есепке алатын тиісті ауқымды әдістемелерді әзірлеу үшін мүмкіндіктер бар. Сонымен қатар, блокчейн сияқты технологиялар қызмет ету мерзімі аяқталған панельдерді мөлдір, есепті басқаруға үлкен серпін бере алады. Қазіргі уақытта қайта пайдалану, қалпына келтіру, қайта өңдеу және қайта өңдеу үшін энергия жүйелерін жоспарлау, дайындау және жобалау өте маңызды, әйтпесе болашақта жаңа экологиялық, әлеуметтік және экономикалық ауыртпалықтарды жасау қаупі бар.

Рэйчел А.Мейдл, LP.D., CHMM, Райс университетінің Бейкер институты-Энергетикалық зерттеулер орталығының энергетика және қоршаған орта бойынша қызметкері. Ол бұған дейін АҚШ -тың көлік департаментінің құбырлары мен қауіпті материалдардың қауіпсіздігі әкімшілігінің әкімшісінің орынбасары болып тағайындалған. 

Матильда Саада Райс университетінің Бейкер институтының энергетикалық зерттеулер орталығының ғылыми қызметкері және Райс университетінің Ғаламдық мәселелер магистрінің магистратурасының студенті.