Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học New South Wales (UNSW) đã đề xuất một phương pháp mới hiệu quả về chi phí để tái chế tấm pin mặt trời silicon. Quá trình của họ bao gồm chống phân mảnh mô-đun, cắt nhỏ và cô đặc vật liệu bằng cách sử dụng tách tĩnh điện, giảm trọng lượng ban đầu từ 2% đến 3%.
Khi khối lượng tấm pin mặt trời ngừng hoạt động không ngừng tăng lên, việc xử lý thích hợp các mô-đun quang điện đã trở thành một vấn đề xã hội và môi trường mới nổi. Nhưng trong khi việc tái chế các mô-đun quang điện silicon là khả thi về mặt kỹ thuật, thì nó thường không khả thi về mặt kinh tế do các lý do khác nhau từ chi phí xử lý cao đến khối lượng chất thải thấp không phù hợp với chi phí đầu tư.
Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu của UNSW đã đề xuất một phương pháp mới, đơn giản, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường để tái chế các mô-đun quang điện silicon. Quá trình này bao gồm chống phân mảnh mô-đun, cắt nhỏ và cô đặc nguyên liệu bằng cách sử dụng tách tĩnh điện.
Quá trình này tạo ra hai phần: một hỗn hợp có giá trị của bạc, đồng, nhôm và silicon, và một hỗn hợp chủ yếu là thủy tinh, silicon và polyme. Hỗn hợp có giá trị chỉ chiếm 2-3% tổng số mô-đun, có thể được chuyển tiếp đến ngành công nghiệp hạ nguồn để tinh chế thêm.
Theo các nhà nghiên cứu, quá trình này có thể mang lại lợi nhuận và thuận lợi khi xử lý khối lượng nhỏ, ví dụ 1.000 tấn tấm pin mặt trời mỗi năm.
Cụ thể, bài báo của họ đánh giá các khía cạnh kỹ thuật của quá trình (định lượng phân tách vật chất, năng lượng và thời gian) trong khi sử dụng đánh giá vòng đời và chi phí vòng đời để đánh giá các tác động môi trường và triển vọng kinh tế, tương ứng. Các kết quả được so sánh với giải pháp thay thế phục hồi hoàn toàn (FRELP) và chôn lấp.
Đánh giá kinh tế cho thấy quy trình này có tiềm năng mang lại lợi nhuận cao hơn FRELP ở khối lượng chất thải thấp hơn (nhỏ hơn 4 kt / năm), do chi phí vốn thiết bị nhỏ hơn và nếu không có thị trường cho kính thu hồi, hiện đang như vậy ở nhiều địa điểm. Chưa kể khi ngành công nghiệp chế biến cuối nằm ở xa, vì chỉ hỗn hợp có giá trị mới yêu cầu vận chuyển.
Về mặt môi trường, việc phục hồi toàn bộ được ưu tiên, theo sau là quy trình được đề xuất, cả hai đều có tác động tích cực và tốt hơn so với chôn lấp toàn bộ mô-đun, các nhà nghiên cứu viết trong bài báo của họ có tiêu đề “Quy trình tái chế năng suất cao, chi phí thấp, thân thiện với môi trường tấm pin mặt trời silicon: Đánh giá tính khả thi về kỹ thuật, kinh tế và môi trường” được xuất bản trong Đánh giá năng lượng tái tạo và bền vững.
Khoảng 1,7 triệu tấn khối lượng chất thải của các mô-đun quang điện cuối vòng đời dự kiến vào năm 2030 theo kịch bản tổn thất thường xuyên của một phân tích năm 2016 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế Chương trình Hệ thống Điện quang (IEA PVSP) và Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA), với khoảng 60 triệu tấn dự kiến vào năm 2050. Nếu kịch bản thất thoát sớm được đưa ra, có thể có 8 triệu tấn chất thải PV vào năm 2030 và tổng cộng 78 triệu tấn vào năm 2050.
Và trong khi việc tái chế các tấm pin mặt trời thay vì gửi chúng đến các bãi chôn lấp giải quyết một vấn đề môi trường quan trọng, việc thu hồi vật liệu cũng được dự đoán sẽ trở thành một lĩnh vực kinh doanh lớn.
Công ty tư vấn Rystad Energy của Na Uy ước tính rằng vật liệu tái chế từ các tấm pin mặt trời khi hết tuổi thọ sẽ trị giá hơn 4,2 tỷ USD (2,7 tỷ USD) vào năm 2030, tăng so với chỉ 262 triệu USD trong năm nay và giá trị sẽ đạt 123 tỷ USD vào năm 2050.
Rystad dự đoán rằng chất thải điện mặt trời sẽ tăng lên 27 triệu tấn mỗi năm vào năm 2040 và họ ước tính rằng vật liệu thu hồi từ các tấm pin đã nghỉ hưu có thể chiếm 6% đầu tư vào năng lượng mặt trời vào năm 2040, so với chỉ 0,08% hiện nay.
Nguồn: Tạp chí PV
