Danas sa vama delimo zanimljivu priču o startapu koji je podržan od strane EIT RawMaterials-a.
Kompanija ROSI Solar je razvila inovativno rešenje reciklaže solarnih panela. Više o problemu reciklaže solarnih panela kao i o kompaniji ROSI Solar, možete pročitati u nastavku teksta.
Reciklaža solarnih panela
Solarna energija predstavlja čistu i obnovljivu energiju koja jača lokalnu ekonomiju, pomaže u smanjenju emisije gasova staklene bašte i zahteva malo održavanja tokom životnog veka investicije u poređenju sa drugim oblicima proizvodnje energije. Međutim, postoje i određeni nedostaci solarnih modula, pogotovo na kraju njihovog životnog veka. Ključni nedostatak predstvlja reciklaža panela na kraju životnog veka. Kako su solarni paneli još uvek tehnologija koja je u fazi razvoja i na tržištu nije bilo značajnije količine “starih” panela, problem reciklaže panela koji su izašli iz eksploatacije nije bio značajan. Međutim kako se u poslednjih nekoliko godina značajno povećala količina panela u upotrebi, problem iskorištenih panela je postao sve značajniji.
Početkom 2018. Sjedinjene Države su imale raspoređenih 53 GW (Gigawatt) solarnog kapaciteta. Pod pretpostavkom da je prosečna snaga svakog instaliranog solarnog modula bila 250 V, ukupna težina svih raspoređenih panela iznosi 44,5 miliona tona. S obzirom da pričamo o industriji koja se zasniva na održivosti, potrebno je fokusirati se i na reciklažu na kraju životnog veka solarnog projekta, kako se deponije ne bi preplavile panelima. SAD još uvek nema problem sa reciklažom, jer se većina instalacija solarnih panela dogodila u poslednjih deset godina. Međutim, potrebe za razvijenim reciklerima će se vremenom povećavati. Studija Međunarodne agencije za obnovljivu energiju (IRENA) iz 2016. procenjuje da će materijali koji se mogu reciklirati u starim solarnim modulima vredeti 15 milijardi dolara povratne imovine do 2050. godine.
Kako se solarni paneli recikliraju?
Ukoliko ste se pitali da li se solarni paneli mogu reciklirati, odgovor je da mogu. Silicijumski solarni paneli su prvenstveno građeni od stakla, plastike i aluminijuma, odnosno tri materijala koji se mogu reciklirati. Međutim, iako ih je moguće reciklirati, proces odvajanja materijala predstavlja veliki napor, kao i naprednije mašine.
U nastvaku možete pročitati koji se to koraci prate za uspešno recikliranje silicijumskog panela:
- Uklanjanje aluminijumskog okvira (100% za višekratnu upotrebu);
- Odvajanje stakla duž pokretne trake (95% za višekratnu upotrebu);
- Termička obrada na 500 stepeni – Ovo omogućava isparavanje malih plastičnih komponenti i omogućava lakše odvajanje ćelija;
- Urezivanje silicijumskih pločica i njihovo topljenje u ploče za višekratnu upotrebu (85% za višekratnu upotrebu).
Tržište reciklaže solarnih fotonaponskih panela (eng. photovoltaic, PV) se konstantno razvija, s obzirom da su mnoge evropske zemlje instalirale veće fotonaponske kapapcitete 1990-ih. Direktiva o otpadnoj električnoj i elektronskoj opremi (WEEE) Evropske unije pomogla je da se osnuje organizacija bazirana na članstvu pod nazivom “PV Cycle”, za izgradnju robusne infrastrukture za reciklažu. Solarni paneli često traju duže od svog 25-godišenjeg životnog veka, međutim, dugoročni uspeh ove industrije zavisiće od uspešnog obnavljanja sirovina od kojih se proizvode solarni paneli.
ROSI Solar
ROSI Solar, mlada kompanija iz Grenobla koja je ujedno i partner EIT RawMaterials-a, gradi novu fabriku koja može da reciklira 3.000 tona solarnih panela godišnje. Novo postrojenje će izgraditi ROSI Solar – Return of Silicon – jedinstveno fotonaponsko (PV) rešenje za reciklažu u industrijskim razmerama. Ona predstavlja jednu od prvih kompanija u Evropi koje su ponudile industrijsko rešenje za ekonomičnu obnovu silicijuma, srebra i bakra visoke čistoće iz solarnih fotonaponskih panela koji su na kraju radnog veka. Napredna tehnologija koju sprovodi ovaj startap podržana je od strane programa EIT RawMaterials Accelerator-a.
Tehnička rešenja za cirkularnu ekonomiju u fotonaponskoj industriji
Kompanija ROSI Solar bavi se rešenjima koji se ogledaju u obnavljanju čistog silicijuma koji je izgubljen tokom životnog ciklusa fotonaponskih panela. Postoje dva glavna razloga zbog kojih dolazi do velikih gubitaka u industriji kakva je danas struktuirana:
- Tokom procesa sečenja silicijumskih ingota, koji će kasnije postati fotonaponska ćelija, 40% silicijuma se trenutno gubi. Uz dosadašnju tehnologiju proizvođači nisu bili u stanju da ostatke – opiljke od sečenja iskoriste ponovo u proizvodnji;
- Na kraju životnog veka modula, silicijum iz fotonaponskih ćelija ne bude pravilno odvojen od drugih materijala i ne može se ponovo koristiti kao reciklirani resurs visoke vrednosti.
ROSI Solar je razvio industrijske tehnologije koje su u stanju da prvo pravilno odvoje ultra-čisti silicijum izgubljen tokom ova dva koraka, a zatim da ga ponovo obnove. Na ovaj način, reciklirani silicijum se može ponovo koristiti u drugim procesima.
Recikliranje silicijuma iz otpada dobijenog u procesu sečenja
Osnovni materijal koji se koristi u proizvodnji fotonaponskih modula je fotonaponski silicijum (PV-Si). Ovaj materijal trpi veliki gubitak vrednosti tokom jednog od prvih koraka proizvodnog procesa. Silicijumske pločice koje su osnova fotonaponskih panela se proizvode sečenjem silicijumskog ingota na veoma tanke delove, uz pomoć dijamantske žice. Prilikom sečenja, u cilju hlađenja materijala koristi se tečnost za hlađenje koja u procesu sečenja pomešana sa opiljcima silicijuma stvara silicijumski mulj. Mulj se nažalost, trenutno smatra otpadom i ispušta se o trošku proizvođača.
Tehnologije koje je razvila kompanija ROSI Solar omogućavaju revalorizaciju ovog mulja. S jedne strane, ovi procesi u potpunosti odvajaju fine čestice silicijuma i tečnost koja se koristi za hlađenje. Ova tečnost se stoga može ponovo koristiti za rezanje ingota umesto da se tretira kao otpadna voda i ispusti u životnu sredinu. S druge strane, čestice silicijuma se ispiraju od nečistoća nastalih tokom procesa sečenja, a zatim se obnavljaju kao čiste čestice silicijuma. Ove čestice zatim mogu ponovo da uđu u proizvodni proces.
Recikliranje fotonaponskih modula
Fotonaponska industrija je još uvek u fazi rasta. Fotonaponski paneli imaju životni vek od 20 do 25 godina. Štaviše, mali deo neispravnih panela treba da se menja svake godine. Dakle, obim panela koji će dostići kraj svog veka trajanja u narednim godinama će svedočiti eksponencijalnom rastu nakon instalacija fotonaponskih kapaciteta u poslednje dve decenije.
Prema NextMSC-u, globalno fotonaponsko tržište je procenjeno na 87,2 milijarde američkih dolara u 2019. Predviđa se da će fotonaponsko tržište imati vrednost od 251,4 milijarde američkih dolara do 2030. godine, uz rast od 10,1% kompozicione godišnje stope rasta od 2020. do 2030. godine.
Trenutno se fotonaponski paneli na kraju radnog veka prikupljaju u Evropi kroz šemu koju finansiraju proizvođači i uvoznici panela. U nekoliko zemalja su instalirane pilot linije za reciklažu, ali one samo obnavljaju aluminijumski okvir, razvodnu kutiju koja sadrži bakar i potencijalno prednju staklenu ploču. Nijedna linija za reciklažu trenutno nije u stanju da pravilno povrati materijale enkapsulirane u modulima. Glavni tehnički izazov je pravilno odvojiti ove materijale od kojih svaki ima visoku čistoću i vrednost preprodaje koja može da finansira aktivnost reciklaže.
Tehnologije koje je razvio ROSI Solar omogućavaju da se odvoje materijali laminirani u fotonaponskim panelima na kraju radnog veka. Oni mogu povratiti ultračisti silicijum iz ćelije, ali i srebrne prste koji se koriste za prikupljanje električne struje koju generiše svaka ćelija. Štaviše, korišćeni procesi su zasnovani na fizičkim, termičkim i mekohemijskim mehanizmima. Ne koriste agresivnu hemijsku reakciju i smanjeni su operativni troškovi. Tehnologije ROSI Solara omogućavaju funkcionisanje ekonomski održivih lokacija za reciklažu fotonaponskih modula u Evropi.
Put ka održivoj fotonaponskoj industriji
Trenutno i u godinama koje dolaze, fotonaponska tehnologija (PV) je, i ostaće zasnovana na silicijumu (Si). Silicijum predstavlja drugi najzastupljeniji element u Zemljinoj kori i mora biti prečišćen da bi se stvorio fotonaponski efekat. Ovo prečišćavanje zahteva veoma energetski intenzivne procese i visoko kapitalno pozicioniranu proizvodnu bazu. Troškovi fotonaponskog silicijuma čine do 20% ukupne cene za fotonaponskih panela. Iako atoma silicijuma ima u izobilju na Zemlji, fotonaponski silicijum je problematična sirovina.
S obzirom na ciljeve fotonaponske instalacije za godine koje dolaze, od suštinskog je značaja da se koriste pouzdane tehnologije koje omogućavaju smanjenje emisije gasova staklene bašte u vezi sa proizvodnjom fotonaponskih panela.
U nastavku možete pogledati video koji će vam slikovito približiti i objasniti kako ova industrija funkcioniše i koji su to problemi sa kojima se ona susreće.
Zaključak
Nadamo se da vas je ova priča inspirisala i podstakla da razmišljate o rešenjima koja su neophodna u ovoj industriji. Više o EIT RawMaterials-u, kao i o programima koje oni prižaju možete pročitati ovde.