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태양 전지판은 독성 쓰레기 문제가되기 시작했습니다

태양 전지판은 독성 쓰레기 문제가되기 시작했습니다

태양 전지판은 기후 변화에 맞서 싸우는 데 필수적인 역할을 할 재생 가능 에너지의 점점 더 중요한 원천입니다. 그들은 또한 수명이 다하면 크고 부피가 큰 전자 폐기물로 변하는 복잡한 기술 조각이며 현재 대부분의 세계에서는이를 처리 할 계획이 없습니다.

그러나 과도한 태양열 전자 폐기물이오고 있기 때문에 곧 개발해야 할 것입니다. 2050 년까지 국제 재생 에너지기구 (International Renewable Energy Agency)는 최대 7800 만 미터 톤의 태양 전지판이 수명이 다할 것이며 전 세계가 매년 약 6 백만 미터 톤의 새로운 태양 광 전자 폐기물을 생성 할 것으로 예상합니다. 최신 수치는 인류가 매년 생산하는 총 전자 폐기물의 작은 부분이지만 표준 전자 재활용 방법으로는 태양 전지판에 충분하지 않습니다. 은과 실리콘을 포함한 가장 귀중한 재료를 회수하려면 맞춤형 재활용 솔루션이 필요합니다. 그리고 이러한 솔루션을 광범위한 채택을 지원하는 정책과 함께 개발하지 않으면 어떤 일이 일어날 지 이미 알고 있습니다.

"우리가 재활용을 강요하지 않으면 많은 모듈이 매립 될 것"이라고 애리조나 주립 대학의 태양열 연구원 인 Meng Tao는 최근 95 개로 구성된 실리콘 태양 전지판 재활용에 대한 리뷰 기사를 썼습니다. 태양 광 시장의 퍼센트.

태양 전지판은 태양 광을 전기로 변환하는 태양 광 (PV) 전지로 구성됩니다. 이러한 패널이 매립지로 들어가면 귀중한 자원이 낭비됩니다. 그리고 태양 전지판에는 납과 같은 독성 물질이 포함되어있어 분해시 누출 될 수 있기 때문에 매립지는 새로운 환경 위험을 초래합니다.

대부분의 태양 광 발전 제조업체는 패널이 약 25 년 동안 지속될 것이라고 주장하며 전 세계는 2000 년대 초까지 태양 광 발전을 널리 보급하기 시작하지 않았습니다. 상당히 적은 양의 태양 전지판. Jan Clyncke 이사에 따르면 태양 전지판의 회수 및 재활용에 전념하는 비영리 조직인 PV CYCLE은 매년 유럽 연합 전역에서 수천 톤의 태양열 전자 폐기물을 수집합니다. 이 수치에는 사용 수명이 다한 태양 전지판뿐 아니라 폭풍으로 인해 손상되었거나 일부 유형의 제조업체 결함이 있거나 최신 모델로 교체되어 조기에 서비스가 중단 된 태양 전지판도 포함됩니다. 실력 있는.

태양 전지판이 오늘날 수명이 다하면 몇 가지 운명에 직면하게됩니다. EU 법률에 따라 생산자는 태양 전지판이 적절하게 재활용되도록해야합니다. 일본, 인도 및 호주에서는 재활용 요구 사항이 진행 중입니다. 미국에서는 와일드 웨스트입니다. 워싱턴 주법을 제외하고 미국은 태양열 재활용 의무가 없습니다. 업계 주도의 자발적인 재활용 노력은 범위가 제한적입니다. 미국에서 태양 광 재활용에 전념하는 유일한 회사 중 하나 인 Recycle PV Solar의 CEO 인 Sam Vanderhoof는 "현재로서는 재활용 된 태양 전지판의 수가 약 10 %라고 확신합니다."라고 말했습니다. 나머지는 환경 보호가 취약한 개발 도상국에서 재사용하기 위해 매립지로 보내거나 해외로 수출한다고 그는 말합니다.

재활용이 발생하더라도 개선의 여지가 많습니다. 태양 전지판은 본질적으로 전자 샌드위치입니다. 필러는 결정질 실리콘 셀의 얇은 층으로 폴리머 및 유리 시트에 의해 양면의 요소로부터 분리되고 보호됩니다. 모든 것이 알루미늄 프레임에 결합되어 있습니다. 패널 후면의 배선함에는 전기가 생성 될 때 전기를 전달하는 구리 배선이 포함되어 있습니다.

재활용 업체는 종종 패널 프레임과 정션 박스를 제거하여 알루미늄과 구리를 회수 한 다음 유리, 폴리머 및은 전극으로 코팅 된 실리콘 셀을 포함한 나머지 모듈을 파쇄하고 그들은 주석과 납으로 납땜됩니다. (그 혼합물의 대부분이 유리이기 때문에 결과물은 불순한 분쇄 유리로 간주됩니다.) Tao와 그의 동료들은 표준 60 셀 실리콘 패널을 분해하는 재활용 업체가 알루미늄, 구리 및 유리와 같은 회수 된 재료에 대해 약 3 달러를 벌 수 있다고 추정합니다. 한편 Vanderhoof는 미국에서 패널을 재활용하는 데 드는 비용은 운송 비용을 제외하면 $ 12 ~ $ 25이며, 이는 "종종 재활용 비용과 동일"하다고 말합니다. 동시에이를 허용하는 주에서는 "재활용에 대한 미국의 큰 사각 지대는 비용이 수입을 훨씬 초과한다는 것"이라고 Meng은 말했다. "그것은 대략 10 : 1 비율입니다."

태양 전지판의 가장 가치있는 구성 요소 인 실리콘과은을 효율적으로 분리하고 정제 할 수 있다면 비용 수입을 개선 할 수 있습니다. 소수의 전용 태양 광 발전 재활용 업체가이를 위해 노력하고 있습니다.

프랑스에서 세계 유일의 상업용 태양 광 실리콘 재활용 공장을 운영하는 베올 리아는 패널을 파쇄하고 파쇄 한 다음 광학 기술을 사용하여 저 순도 실리콘을 회수합니다. Vanderhoof에 따르면 Recycle PV Solar는 처음에는은 및 저 순도 실리콘을 포함하여 패널에있는 재료의 90 % 이상을 회수 할 수있는 "열 공정 및 볼 밀 공정"을 사용했습니다. 그러나이 회사는 최근 유럽 파트너로부터 "95 % 이상의 회수"를 수행 할 수있는 몇 가지 새로운 장비를 받았으며 회수 된 재료를 훨씬 더 잘 분리한다고 말했습니다.

일부 PV 연구자들은 그보다 더 잘하고 싶어합니다. 또 다른 최근 리뷰 기사에서 National Renewable Energy Laboratory의 과학자들이 이끄는 팀은 재활용을 가장 경제적으로 만들기 위해 모든 금속과 광물을 고순도로 회수하는 새로운 재활용 공정의 개발을 요구합니다. 가능한 한 환경에 유익하고 실행 가능합니다. 이 연구의 주 저자 인 Garvin Heath가 설명했듯이 이러한 공정에는 실리콘 셀에서 유리를 분리하기 위해 열 또는 화학적 처리를 사용한 다음 실리콘 및 다양한 미량 금속.

"우리가 요구하는 것은 우리가 고 부가가치 통합 재활용 시스템이라고 부르는 것"이라고 Heath는 Grist에게 말했다. “높은 가치는 우리가 이러한 모듈에서 가치가있는 모든 구성 재료를 복구하고 싶다는 것을 의미합니다. 통합은 이러한 모든 재료를 처리 할 수 ​​있고 한 재활용 업체에서 다른 재활용 업체로 캐스케이드 할 필요가없는 재활용 프로세스를 의미합니다.

더 나은 재활용 방법을 개발하는 것 외에도 태양 광 산업은 가능한 한 패널을 재사용하는 방법을 고려해야합니다. 사용 된 태양 전지판은 포함 된 금속 및 광물보다 더 높은 가격을 요구할 수 있습니다. 재사용은 일반적으로 재활용보다 적은 에너지를 필요로합니다). 재활용의 경우와 마찬가지로 EU는 태양 에너지 산업을위한 순환 비즈니스 모델 프로그램을 통해이를 재사용 할 수있는 방법을 보여주는 일련의 시연 프로젝트에 자금을 지원하고 있습니다. 옥상 태양 광 패널과 태양열 농장, 심지어 베를린의 전기 자전거 충전소와 벨기에의 주택 단지에 전력을 공급합니다.

Recycle PV Solar는 또한받은 손상되지 않은 패널을 재 인증하고 재판매하며 Vanderhoof는 재활용 비용을 상쇄하는 데 도움이된다고 말합니다. 그러나 그와 타오는 몇몇 미국 재활용 업체가 해외에서 개발 도상국에 품질이 관리되는 중고 태양 전지판을 판매하고 있다고 우려하고 있습니다. Tao는 "그 국가들은 일반적으로 전자 폐기물에 대한 규정이 없습니다."라고 말했습니다. "그래서 결국 당신은 당신의 문제를 가난한 나라로 바꾸고 있습니다."

태양열 재활용 산업이 지속 가능하게 성장하려면 궁극적으로 지원 정책과 규정이 필요합니다. 생산자가 태양 전지판의 회수 및 재활용에 자금을 지원하는 EU 모델은 미국이 모방하기에 좋을 수 있습니다. 그러나 그것이 일어나기 전에 미국 의원들은 문제가 존재하고 증가하고 있음을 인식해야합니다. 이것이 Vanderhoof가 그들을 교육하는 데 많은 시간을 보내는 이유입니다.

"우리는 태양 전지판이 시간이 지남에 따라 고장난다는 사실을 직시해야하며, 그 수가 많다"고 그는 말했다. “그리고 그들이 실패하기 시작하면 우리는 무엇을합니까? 그 책임을 소비자에게 두는 것은 옳지 않습니다. 그것이 우리가 지금있는 곳입니다.


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