Ein Solarpanel hat eine Nutzungsdauer von etwa 20 Jahren. Das bedeutet, dass viele zu Beginn dieses Jahrhunderts installierte Paneele bereit sind, ersetzt zu werden. Aber was tun mit ihnen? Bisher wurden die meisten von ihnen einfach auf Deponien und Deponien entsorgt, weil es kein wirtschaftlich tragfähiges Recyclingverfahren gab, um die wertvollen Elemente in ihnen zurückzugewinnen. Aber so wie Unternehmen wie Redwood Materials feststellen, dass sie EV-Batterien recyceln und damit Geld verdienen können, sehen einige Unternehmen die finanziellen Möglichkeiten, die alte Solarmodule bieten, und verfolgen Wege, dasselbe zu tun.
In einem kürzlich erschienenen Bericht Rystad Energieein unabhängiges Energieforschungs- und Business-Intelligence-Unternehmen mit Niederlassungen in Oslo, London, New York, Houston, Aberdeen, Stavanger, Moskau, Rio de Janeiro, Singapur, Bangalore, Tokio, Sydney und Dubai, sagt: „Die Nachfrage nach recycelter Solar-Photovoltaik (PV)-Modulkomponenten wird in den kommenden Jahren sprunghaft zunehmen, da die Zahl der Installationen stark ansteigt und ein Versorgungsengpass droht.“
Demnach werden die recycelbaren Materialien von PV-Modulen am Ende ihrer Lebensdauer im Jahr 2030 mehr als 2,7 Milliarden US-Dollar wert sein, gegenüber nur 170 Millionen US-Dollar in diesem Jahr. Der Trend wird sich in den kommenden Jahrzehnten beschleunigen, da der Wert recycelbarer Materialien bis 2050 voraussichtlich 80 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Mit dieser Art von Geld, das angeboten wird, wird Adam Smiths unsichtbare Hand wahrscheinlich eingreifen und seine Magie entfalten.
„Unsere Prognosen zeigen, dass wiedergewonnene Materialien aus ausgedienten Modulen bis 2040 6 % der Solar-PV-Investitionen ausmachen könnten, verglichen mit nur 0,08 % heute“, sagt Rystad. „Es wird erwartet, dass die Materialversorgungsseite mit der wachsenden Nachfrage nach Mineralien auf Engpässe stoßen wird, und Recycling kann eine Versorgungsentlastung darstellen, wenn die Module das Ende ihrer Lebensdauer erreichen.“
„Steigende Energiekosten, verbesserte Recyclingtechnologie und staatliche Vorschriften können den Weg für einen Markt ebnen, auf dem mehr nicht mehr funktionierende Solarmodule dem Recycling zugeführt werden und nicht der nächsten Mülldeponie. Das Recycling von PV-Modulen kann den Betreibern helfen, Kosten zu sparen, Probleme in der Lieferkette zu überwinden und die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass Länder ihre Solarkapazitätsziele erreichen“, sagt Kristin Stuge, Analystin bei Rystad Energy.
An die guten Sachen herankommen
Es gibt viele Rohstoffe, die in ein Solarpanel fließen, aber es ist schwierig, sie wieder herauszuholen. Forscher der Arizona State University haben ein Stipendium in Höhe von 485.000 US-Dollar erhalten DOE Advanced Manufacturing Office einen neuen Recyclingprozess zu verfolgen, um hochwertige Materialien wie Silber und Silizium zurückzugewinnen. Wenn alles gut geht, könnte ein saubererer und kostengünstigerer Solar-Recyclingprozess auf den Markt kommen, sobald die erste Welle von Solarmodulen den Abfallstrom erreicht Der Rand.
„Da wir die Herstellung sauberer Energie vorantreiben und mehr Technologie für saubere Energie produzieren, wird es noch wichtiger, über das Recycling am Ende der Lebensdauer nachzudenken“, sagt Diana Bauer, amtierende stellvertretende Direktorin des Advanced Manufacturing Office bei DOE.
Meng Tao, ein Solarnachhaltigkeitsforscher an der ASU, der die neuen Recyclingbemühungen leitet, schätzt, dass die Welt mit Lieferengpässen bei Silber konfrontiert sein könnte, lange bevor wir alle Solarmodule gebaut haben, die für den Übergang von fossilen Brennstoffen erforderlich sind. Für die Herstellung von Solarsilizium werden enorme Mengen an Energie benötigt, und die mehrmalige Verwendung ist wichtig, um den Strombedarf der Solarindustrie – und ihren CO2-Fußabdruck – auf ein Minimum zu reduzieren.
Wenn Solarmodule heute recycelt werden, werden diese Materialien selten zurückgewonnen. Stattdessen entfernen Recycler normalerweise den Aluminiumrahmen, der das Panel zusammenhält, entfernen die Kupferverdrahtung von der Rückseite und schreddern das Panel selbst, wodurch ein Solarhasch entsteht, der als zerkleinertes Glas verkauft wird. Diese drei Produkte – Aluminium, Kupfer und zerkleinertes Glas – könnten einem Recycler 3 $ pro Platte einbringen, sagt Tao. Unternehmen, mit denen Tao gesprochen hat, sagen, dass es nach Stilllegung und Transportkosten bis zu 25 US-Dollar kostet, ein Panel zu recyceln.
Tao und seine Kollegen schlagen ein Verfahren vor, bei dem die hüllengroßen Siliziumzellen in den Solarmodulen zunächst mit einer heißen Stahlklinge von den sie umgebenden Polymer- und Glasschichten getrennt werden. Eine zum Patent angemeldete chemische Zubereitung, die von Taos Recycling-Startup entwickelt wurde TG-Unternehmen wird dann verwendet, um Silber, Zinn, Kupfer und Blei aus den Zellen zu extrahieren, wobei Silizium zurückbleibt.
Während der Recyclingprozess aggressive Chemikalien verwendet, sagt Tao, dass diese Chemikalien „regeneriert und immer wieder verwendet“ werden können, wodurch die Menge des erzeugten Abfalls reduziert wird – ein Merkmal, von dem er glaubt, dass seine Recyclingmethode einzigartig ist. Er fügt hinzu, dass das Verfahren durch die Rückgewinnung von Blei auch das Potenzial hat, eine Umweltgefährdung zu eliminieren, die sonst als Recyclingabfall oder auf Deponien landen würde. Er sieht das Potenzial, Silber im Wert von etwa 15 $ aus jeder Platte zu gewinnen, aber es gibt noch keine Möglichkeit, das Silizium ohne einen teuren und energieintensiven Prozess zurückzugewinnen.
Rystad Energy sagt, dass, nachdem der Aluminiumrahmen und die Anschlussdose von einem gebrauchten Solarmodul getrennt wurden, es in Stücke zerkleinert und nach Material sortiert wird. „Es gibt heute PV-Demontagemaschinen auf dem Markt, darunter eine von NPC mit Sitz in Japan, die die Paneelteile noch weiter trennt, bevor die Reste zerkleinert werden, wodurch die Rückgewinnungsrate für Materialien verbessert wird. Mit der sich entwickelnden Technologie wird der Markt allmählich mit größerer Begeisterung wahrgenommen, und neue Unternehmen entstehen, wie das in den USA ansässige Start-up SolarCycle, das eine erhebliche Seed-Finanzierung von Investoren generiert hat“, heißt es.
Es wird auch politische Überlegungen geben. „Technologie, Politik und wirtschaftliche Realisierbarkeit sind sowohl Hindernisse als auch Lösungen für die sich entwickelnde Zirkularität von Mineralien in der PV-Modulindustrie“, sagt Rystad. „Regulierungsmechanismen können ein effizientes Instrument sein, um schnelle Veränderungen herbeizuführen, wie wir bereits auf dem europäischen Markt und durch erste Versuche in den USA auf staatlicher Ebene gesehen haben. Letztendlich könnten Engpässe und lange Vorlaufzeiten beim Rohstoffabbau das Solar-PV-Recycling in den kommenden Jahrzehnten zu einer wirtschaftlich tragfähigen Industrie machen.“
Wie viel sind recycelte Materialien wert?
Rystad geht davon aus, dass die Welt bis 2040 jedes Jahr mit 27 Millionen Tonnen ausrangierter Solarmodule zu tun haben wird. „Wenn wir von einer Lebensdauer eines PV-Moduls von 15 Jahren ausgehen und die Installationsaktivitäten im Jahr 2022 analysieren, können wir abschätzen, welche Regionen und Länder im Jahr 2037 am meisten vom Recycling von PV-Material profitieren werden Wenn diese Paneele in 15 Jahren ausgereift sind, wird der geschätzte Recyclingwert 3,8 Milliarden US-Dollar betragen, von insgesamt 9,6 Milliarden US-Dollar weltweit.
„Indien wird mit einem geschätzten Wert von 800 Millionen Dollar auf dem zweiten Platz liegen, gefolgt von Japan mit einem geschätzten Wert von 200 Millionen Dollar. Der Wert von recycelbarem Material in Nordamerika im Jahr 2037 wird auf 1,5 Milliarden US-Dollar geschätzt, während Europa 1,4 Milliarden US-Dollar halten wird.“
Das wegnehmen
Wir können nicht darüber jubeln, wie umweltfreundlich erneuerbare Energiequellen sind, wenn sie sich in Zukunft als große Schadstoffquellen erweisen. Der Schlüssel liegt darin, Kreislaufwirtschaftssysteme zu schaffen, die die Materialien in allen EV-Batterien und Solarmodulen wiederverwenden, die in den nächsten 20 Jahren oder mehr hergestellt werden. Es gibt bereits Bestrebungen, die Rotorblätter von Windkraftanlagen zu recyceln. Recyclingtechnik ist zwar nicht so sexy wie der Bau von Elektroautos, aber nicht weniger wichtig, wenn wir verhindern wollen, dass die Erde für Menschen unbewohnbar wird.
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