Fotowoltaika toruje drogę zrównoważonej przyszłości
Jednym z najpilniejszych globalnych priorytetów jest obecnie ograniczenie emisji dwutlenku węgla w celu utrzymania wzrostu temperatur na poziomie poniżej 2°C, zgodnie z założeniami porozumienia paryskiego. Energia słoneczna ma tu podstawowe znaczenie, ponieważ stanowi dostępne i niedrogie rozwiązanie zmniejszające zależność od paliw kopalnych i pomagające w osiągnięciu neutralności węglowej. Kluczową rolę w tych działaniach odgrywa branża fotowoltaiczna. Musi wyznaczać wysokie standardy w zakresie odporności i zrównoważenia, a także wykazywać skuteczność i wykonalność podejść opartych na współpracy i innowacyjnych strategiach biznesowych. Wyzwaniem jest jednak wzrost ilości zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego, takiego jak urządzenia fotowoltaiczne. Urządzenia te są zbudowane warstwowo, co utrudnia ekstrakcję zawartych w nich cennych surowców, takich jak krzem, srebro lub ind i gal. Finansowany przez UE projekt PHOTORAMA zakłada stworzenie zrównoważonego i rentownego łańcucha wartości o obiegu zamkniętym. Opracowując innowacyjne rozwiązania w zakresie recyklingu, zespół PHOTORAMA chce odzyskiwać i ponownie wykorzystywać wszystkie komponenty materiałowe z wycofanych z eksploatacji paneli fotowoltaicznych, wspierając w ten sposób rozwój neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla przemysłu fotowoltaicznego.
Zużyte panele: słabe ogniwo w łańcuchu wartości produktów fotowoltaicznych
„Projekt PHOTORAMA przyczynia się do rozwiązania globalnego problemu dotyczącego recyklingu paneli słonecznych, koncentrując się na innowacjach technologicznych tam, gdzie są one najbardziej potrzebne – na postępowaniu ze zużytymi urządzeniami. Recykling tych paneli jest trudny, a obecne metody często oznaczają marnowanie cennych materiałów – ponieważ recykling wymaga starannego oddzielania materiałów, aby zachować ich czystość”, zauważa koordynatorka projektu Claire Agraffeil. Projekt PHOTORAMA dowodzi, że inteligentne innowacje mogą przełożyć się na recykling o wysokiej wartości. W projekcie opracowano proces krok po kroku, obejmujący najpierw demontaż elementów zewnętrznych (aluminiowa rama, skrzynka połączeniowa), następnie oddzielanie warstw od struktury warstwowej (przednia warstwa, ogniwa, tylna warstwa), a na koniec odzyskiwanie surowców krytycznych (krzem, miedź, aluminium, srebro z paneli krystaliczno-krzemowych oraz ind, gal z paneli CI(G)S). Większość praktyk w zakresie recyklingu bazuje na procesach rozdrabniania lub kruszenia, które są nazywane metodami downcyklingu. Zewnętrzne komponenty można łatwo odizolować w celu recyklingu, podczas gdy frakcja szklana trafia zwykle do zastosowań o niskiej wartości. Polimery z warstw uszczelniających i warstwy spodniej są w najlepszym przypadku przetwarzane w paliwo energetyczne, ale większość trafia na składowiska, a metale zwykle nie są w ogóle odzyskiwane. Efektem jest nieodwracalna utrata cennych materiałów wbudowanych w panele fotowoltaiczne. Zespół PHOTORAMA podjął najważniejsze wyzwania dotyczące oddzielania warstw bez mieszania materiałów oraz związane z odzyskiwaniem surowców krytycznych. Partnerzy projektu wspólnie pracują nad zwiększeniem skali tej technologii. Prace rozpoczęto, gdy innowacyjna technologia znajdowała się na poziomie gotowości technologicznej (TRL) 4-5, a do końca projektu ma osiągnąć TRL 6-7. „Recykling urządzeń fotowoltaicznych jest skomplikowanym zadaniem ze względu na istnienie ponad 150 000 modeli o różnorodnej konstrukcji. Utrudnia to stosowanie uniwersalnej metody demontażu i wymaga nie tylko rozwoju technologii, ale także stworzenia elastycznego systemu zdolnego do zarządzania wszystkimi rodzajami odpadów fotowoltaicznych”, podkreśla Agraffeil. „Wydajna i wysokoobjętnościowa obróbka ma kluczowe znaczenie w recyklingu, a nasze prace wyróżniają się za sprawą skutecznego radzenia sobie z tymi wyzwaniami”.
Branża fotowoltaiczna w gospodarce o obiegu zamkniętym
„Projekt PHOTORAMA jest prekursorem w dziedzinie fotowoltaiki, mającym na celu przekształcenie branży poprzez przeorganizowanie całego łańcucha wartości zgodnie z modelem obiegu zamkniętego. Projekt podkreśla konieczność przeprowadzenia prac w terenie, aby przekształcić teoretyczne zasady i wytyczne w praktyczne rozwiązania”, podkreśla Agraffeil. „Obejmując cały łańcuch wartości branży fotowoltaicznej, projekt PHOTORAMA wypełnia lukę między przemysłem produkcyjnym i recyklingowym, zwykle traktowanymi jedynie koncepcyjnie. Koncentrujemy się na dzieleniu się postępami i najlepszymi praktykami, aby zbudować solidne ramy ekonomiczne, angażujące różnych interesariuszy biznesowych”, podsumowuje Agraffeil. Ambicją zespołu jest także zainspirowanie innych sektorów do ponownego przemyślenia i wdrożenia zrównoważonych modeli. Projekt PHOTORAMA zdobył nagrodę Innovation Awards 2024 podczas Tygodnia Zrównoważonej Energii UE 2024, przyznawaną „wyróżniającym się osobom i projektom w uznaniu innowacyjności i wysiłków w dziedzinie efektywności energetycznej i odnawialnych źródeł energii”. Zespół opracował technologie odzyskiwania komponentów paneli fotowoltaicznych o wysokiej czystości. Jego podejście wykraczało poza recykling i koncentrowało się na ponownym wykorzystaniu odzyskanych materiałów w ramach kompleksowej strategii łańcucha wartości.
Słowa kluczowe
PHOTORAMA, recykling, koniec cyklu życia, surowce krytyczne, gospodarka o obiegu zamkniętym, panele fotowoltaiczne
