الألواح الشمسية – كارثة بيئية تنتظر الحدوث؟

بينما يتم الترويج لها في جميع أنحاء العالم كسلاح حاسم في الحد من انبعاثات الكربون ، فإن عمر الألواح الشمسية يصل إلى 25 عامًا فقط.

يقول الخبراء إن مليارات الألواح ستحتاج في النهاية إلى التخلص منها واستبدالها.

يقول الدكتور رونغ دينغ: “لقد قام العالم بتركيب أكثر من تيراواط واحد من الطاقة الشمسية. تتمتع الألواح الشمسية العادية بسعة تصل إلى حوالي 400 واط ، لذلك إذا كنت تحسب أسطح المنازل والمزارع الشمسية ، فيمكن أن يكون هناك ما يصل إلى 2.5 مليار لوحة شمسية.” ، خبير في إعادة تدوير الألواح الشمسية بجامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا.

وفقًا للحكومة البريطانية ، هناك عشرات الملايين من الألواح الشمسية في المملكة المتحدة. لكن البنية التحتية المتخصصة للتخلص منها وإعادة تدويرها غير متوفرة.

يدعو خبراء الطاقة إلى اتخاذ إجراءات حكومية عاجلة لمنع كارثة بيئية عالمية تلوح في الأفق.

يقول أوتي كوليير ، نائب مدير الوكالة الدولية للطاقة المتجددة: “سيكون جبل نفايات بحلول عام 2050 ، ما لم نبدأ سلاسل إعادة التدوير الآن”.

“نحن ننتج المزيد والمزيد من الألواح الشمسية – وهو أمر رائع – ولكن كيف سنتعامل مع النفايات؟” هي تسأل.

من المأمول أن يتم اتخاذ خطوة كبيرة في نهاية شهر يونيو ، عندما يتم افتتاح أول مصنع في العالم مخصص لإعادة تدوير الألواح الشمسية بالكامل رسميًا في فرنسا.

تأمل ROSI ، الشركة المتخصصة في إعادة تدوير الطاقة الشمسية التي تمتلك المنشأة في مدينة غرونوبل الألبي ، في أن تتمكن في النهاية من استخراج وإعادة استخدام 99٪ من مكونات الوحدة.

بالإضافة إلى إعادة تدوير الواجهات الزجاجية وإطارات الألومنيوم ، يمكن للمصنع الجديد استعادة جميع المواد الثمينة الموجودة داخل الألواح ، مثل الفضة والنحاس ، والتي تعد عادةً من أصعب المواد في الاستخراج.

يمكن بعد ذلك إعادة تدوير هذه المواد النادرة وإعادة استخدامها لصنع وحدات شمسية جديدة أكثر قوة.

تستعيد الطرق التقليدية لإعادة تدوير الألواح الشمسية معظم الألمنيوم والزجاج – لكن ROSI تقول إن الزجاج ، على وجه الخصوص ، ذو جودة منخفضة نسبيًا.

يمكن استخدام الزجاج المستعاد باستخدام هذه الطرق لإنشاء البلاط ، أو في السفع الرملي – يمكن أيضًا مزجه مع مواد أخرى لصنع الإسفلت – ولكن لا يمكن استخدامه في التطبيقات التي تتطلب زجاجًا عالي الجودة ، مثل إنتاج جديد الألواح الشمسية.

فترة الازدهار

سيتم افتتاح مصنع ROSI الجديد خلال فترة ازدهار تركيبات الألواح الشمسية.

نمت قدرة توليد الطاقة الشمسية في العالم بنسبة 22٪ في عام 2021. يتم تركيب حوالي 13000 لوحة شمسية ضوئية (PV) في المملكة المتحدة كل شهر – معظمها على أسطح المنازل الخاصة.

في كثير من الحالات ، تصبح الوحدات الشمسية غير اقتصادية نسبيًا قبل أن تصل إلى نهاية عمرها الافتراضي المتوقع. تتطور التصميمات الجديدة الأكثر كفاءة على فترات منتظمة ، مما يعني أنه يمكن أن يكون استبدال الألواح الشمسية التي لا يتجاوز عمرها 10 أو 15 عامًا بإصدارات محدثة أرخص.

تقول كوليير إنه إذا استمرت اتجاهات النمو الحالية ، فقد يكون حجم الألواح الشمسية الخردة ضخمًا.

“بحلول عام 2030 ، نعتقد أنه سيكون لدينا أربعة ملايين طن [of scrap] – التي لا تزال قابلة للإدارة – ولكن بحلول عام 2050 ، يمكن أن ينتهي بنا الأمر بأكثر من 200 مليون طن على مستوى العالم “.

لوضع ذلك في المنظور الصحيح ، ينتج العالم حاليًا ما مجموعه 400 مليون طن من البلاستيك كل عام.

تحديات إعادة التدوير

السبب في وجود عدد قليل جدًا من المرافق لإعادة تدوير الألواح الشمسية هو أنه لم يكن هناك الكثير من النفايات التي يجب معالجتها وإعادة استخدامها حتى وقت قريب.

وصل الجيل الأول من الألواح الشمسية المنزلية الآن فقط إلى نهاية عمرها الافتراضي. مع اقتراب تلك الوحدات الآن من التقاعد ، يقول الخبراء إن هناك حاجة لاتخاذ إجراءات عاجلة.

تقول السيدة كوليير: “حان الوقت الآن للتفكير في هذا الأمر”.

يقول نيكولاس ديفرين إن فرنسا هي بالفعل رائدة بين الدول الأوروبية عندما يتعلق الأمر بمعالجة النفايات الكهروضوئية. منظمته ، سورين ، تشارك مع ROSI وشركات أخرى ، وتنسق وقف تشغيل الألواح الشمسية في جميع أنحاء فرنسا.

“اضخم واحد [we decommissioned] استغرقت ثلاثة أشهر “، كما يتذكر ديفرين.

كان فريقه في سورين يختبر طرقًا مختلفة لإعادة تدوير ما يجمعونه: “نحن نلقي بكل شيء على الحائط ونرى ما يعلق”.

في مصنع ROSI للتكنولوجيا الفائقة في غرونوبل ، يتم تفكيك الألواح الشمسية بشق الأنفس لاستعادة المواد الثمينة بداخلها – مثل النحاس والسيليكون والفضة.

تحتوي كل لوحة شمسية على شظايا صغيرة فقط من هذه المواد الثمينة وتتشابك هذه الأجزاء مع مكونات أخرى لدرجة أنه حتى الآن ، لم يكن فصلها مجديًا اقتصاديًا.

ولكن نظرًا لكونها قيّمة للغاية ، فإن استخراج تلك المواد الثمينة بكفاءة يمكن أن يغير قواعد اللعبة ، كما يقول ديفرين.

يقول: “أكثر من 60٪ من القيمة موجودة في 3٪ من وزن الألواح الشمسية”.

يأمل الفريق في سورين ، في المستقبل ، أن يتم استرداد ما يقرب من ثلاثة أرباع المواد اللازمة لصنع الألواح الشمسية الجديدة – بما في ذلك الفضة – من الوحدات الكهروضوئية المتقاعدة وإعادة تدويرها – للمساعدة في تسريع إنتاج الألواح الجديدة.

لا يوجد حاليًا ما يكفي من الفضة لبناء ملايين الألواح الشمسية التي ستكون مطلوبة في الانتقال من الوقود الأحفوري ، كما يقول ديفرين: “يمكنك أن ترى أين يوجد لديك عنق الزجاجة في الإنتاج ، إنها الفضة”.

في غضون ذلك ، كان العلماء البريطانيون يحاولون تطوير تقنية مماثلة لتقنية ROSI.

في العام الماضي ، أعلن باحثون في جامعة ليستر أنهم توصلوا إلى كيفية استخراج الفضة من الوحدات الكهروضوئية باستخدام أحد أشكال المحلول الملحي.

ولكن حتى الآن ، ROSI هي الشركة الوحيدة في مجالها التي رفعت نطاق عملها إلى المستويات الصناعية.

علاوة على ذلك ، فإن التكنولوجيا باهظة الثمن. في أوروبا ، يتحمل مستوردو أو منتجو الألواح الشمسية مسؤولية التخلص منها عندما تصبح قابلة للاستهلاك. ويفضل الكثير سحق أو تمزيق النفايات – وهو أرخص بكثير.

يعترف ديفرين بأن إعادة التدوير المكثف للألواح الشمسية لا تزال في مهدها. أعادت سورين وشركاؤها تدوير ما يقل قليلاً عن 4000 طن من الألواح الشمسية الفرنسية العام الماضي.

لكن هناك إمكانية لفعل المزيد. وهو يقوم بهذه مهمته.

“كان وزن جميع الألواح الشمسية الجديدة التي تم بيعها العام الماضي في فرنسا 232 ألف طن – لذا ، بحلول الوقت الذي تتآكل فيه تلك الألواح بعد 20 عامًا ، سأحتاج إلى جمعها كل عام.

“عندما يحدث ذلك ، فإن هدفي الشخصي هو ضمان أن تكون فرنسا رائدة التكنولوجيا في العالم.”

استمع إلى سؤال المناخ على بي بي سي ساوندز