Domů
Obnovitelné zdroje
NREL: Recyklaci fotovoltaických panelů je zapotřebí zlepšit

NREL: Recyklaci fotovoltaických panelů je zapotřebí zlepšit

Výzkumníci z americké Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje provedli první globální hodnocení nejslibnějších způsobů nakládání s krystalickými  fotovoltaickými (PV) moduly na konci jejich životnosti. Podle studie je zapotřebí optimalizovat způsoby recyklace panelů a zaměřit se na více jejich součástí.

Fotovoltaické panely mají životnost 30 let a podle výzkumníků v současnosti neexistuje jasný plán jak s vyřazenými panely nakládat. Problémem je i samotné množství vyřazených panelů, do roku 2050 by jich mohlo být až 80 milionů tun. A kromě množství odpadu představuje výzvu i jeho povaha. Fotovoltaické panely se skládají z cenných ale i toxických materiálů. V současné době neexistuje žádný standard pro recyklaci těch cenných a zmírnění vlivů těch toxických.

Podle studie dnešní procesy recyklace fotovoltaiky nejsou optimalizovány pro nákladově efektivní recyklaci vysoce čistých materiálů ve velkém měřítku nebo pro environmentální výsledky. I v EU, kde je recyklace PV povinná, existuje jen velmi málo recyklačních zařízení určených k manipulaci s fotovoltaickými moduly a informace o jejich recyklační účinnosti a ekonomice nejsou veřejně dostupné.

Současná praxe

Standardní praxe pro recyklaci krystalických PV spočívá ve využití existujících linek pro recyklaci skla nebo kovů. Tento postup je schopen recyklovat materiály, jako je hliníkový rám, vnější měděné dráty a sklo. Tento postup tak splňuje požadavky stávající regulace o odpadních elektrických a elektronických zařízeních požadující recyklaci 75 % hmotnosti zařízení.

Tento postup ale není schopen recyklovat další složky panelů, jako je stříbro, měď, křemík a olovo. Ty přitom představují většinu potenciální hodnoty modulu a jsou odpovědné za většinu potenciálního dopadu na životní prostředí při nesprávném zacházení.

Zaměření na křemík

Podle studie je zapotřebí výzkum a vývoj postupů, které by byly schopné zlepšit cenovou efektivitu recyklace a zvýšit podíl opětovného využití materiálů. Navrženo, laboratorně testováno či aplikováno v malém měřítku již bylo velké množství nových způsobů recyklace. Podle výzkumníků je zapotřebí se zaměřit zejména na recyklaci čistého křemíku v křemíkových plátcích. Ty jsou totiž nejdražší komponentou modulů a zároveň nesou polovinu (nebo i víc) uhlíkové stopy celého modulu.

Podle studie v současnosti existují pouze dvě technologie, které umožňují recyklaci více stopových materiálů, které jsou cenné či nebezpečné, a u kterých jsou přesně popsány toky materiálů a energie. Jedná se o proces „Plného využití vyřazené fotovoltaiky“ (FRELP) a proces navržený Arizonskou státní univerzitou (ASU). Cílem FRELPu je z panelů získat co největší procentuální hmotnost materiálů a docílit nejmenšího odpadu. Proces ASU má za cíl získat z panelů materiál o nejvyšší hodnotě. Obě technologie jsou schopny z FV panelů získat přes 90 % křemíku v metalurgické kvalitě.

Pro jeho využití ale bude zapotřebí podrobný výzkum nečistot v něm obsažených. Křemík, který se v solárních článcích využívá, musí být velmi čistý a recyklovaný křemík přitom pravděpodobně bude mít jiný profil nečistoty než „panenský“ křemík. Využití recyklovaného křemíku při výrobě nových článků tak pravděpodobně bude složitější.

„Potřebujeme výzkum a vývoj, protože hromadění odpadu nás může velmi rychle zaskočit. Podobně jako exponenciální růst fotovoltaických instalací se bude nárůst zdát pomalý a pak velmi rychle zrychlí. Před tím, než bude odpadu dost na to, aby se vyplatilo otevřít zařízení vyhrazená pro (recyklaci) fotovoltaik, musíme prostudovat správný proces pro nakládání s ním.“ – Timothy Silverman, spoluautor studie

Zdroj úvodního obrázku: Duke Energy Renewables

Komentáře

(36)

feliz navidad

19. červenec 2020, 13:12

Já tomu nerozumím - několikrát jsem tu v diskuzi četl, že FV panely obsahují jenom hliník, kvalitní sklo a křemík a recyklace je úplně triviální a levná a všude už to frčí...

St

19. červenec 2020, 13:35

Taky jsem to tu zaslechl. Ono to asi bude trošku jinak. Mnohdy ty panely končí na skládkách, protože je problém to recyklovat. Ale to nevadí. Jednou v Bruselu řekli, že FVE je požehnáním pro tuto planetu, tak raději nepřemýšlejte a radujte se že tak hezky podporujeme OZE. Vzývejte svatou Grétu a brzy se dočkáme stejných cen EE jako v Německu, nebo aspoň v Dánsku.

Jan Veselý

20. červenec 2020, 21:28

A něco jiného, kromě té demagogie ze čtvrté cenové by tam nebylo? Co třeba něco k věci?

St

22. červenec 2020, 12:07

Jaká demagogie? Co je na mých názorech, výrocích demagogického?

Předem děkuji pane Veselý za objasnění.

Jan Veselý

20. červenec 2020, 21:26

Být vámi věnovat bych příště více pozornosti tomu, co čtete. Lidi obvykle dost nakrknete, když překrucujete jejich výroky. Tedy samozřejmě pokud přesně tohle nebylo účelem.

St

22. červenec 2020, 12:10

Pane Veselý, netvrdím, že mám vždy pravdu, že jsem nemohl udělat ve svých vývodech chybu, ale nejsem si vědom, že bych kdy překrucoval něčí výroky. Proto Vás snažně prosím uveďte přesně kdy se něco takového stalo. Předem Vám moc děkuji.

Opravdu nechci nikoho štvát a pokud se někdo naštve, tak za to nemohu. Rozhodně není účelem mého snažení, abych někoho naštval, ale aby se lidé zamysleli, používali svou hlavu, ověřovali si fakty a někteří neměli na očích růžové, pardon, zelené brýle.

honza.t

9. říjen 2020, 20:02

KOVOHUTĚ PŘÍBRAM

Recyklují elektro odpad a solární panely

Disponují v Evropě unikátním komplexem zařízení.

300 tun solárního odpadu, či 1 000kg stříbra?

Nebylo třeba stavět zvláštní provoz, pro recyklaci byly využity universální zařízení obou společností. Typické postupy lze ilustrovat na zpracování odpadních křemíkových destiček, které jsou tvořeny 88 % křemíkem, 10 % hliníkem a 2 % stříbra. Chemickým postupem odstranila vrstva hliníku a rafinací se získalo ryzí stříbro. Získaný křemík o čistotě 99,9 % byl používán jako surovina na legování hliníku. Kombinací mechanických a chemických postupů se do roku 2015 zpracovalo na 300 t solárních odpadů, ať již se jednalo o křemíkové destičky zatavené v EVA folii, či destičky včetně nalepených sběrných drátků. Vytěženo bylo na 1 000 kg stříbra a výstupem byly také mokré frakce skla znečištěné křemíkem a jemnou drtí plastů. Využití těchto odpadů bylo testováno, ale nebyla pro ně nalezena ekonomická varianta.

http://www.aquatest.cz/cs/aktuality/39-recyklujeme-solarni-panely

https://www.kovopb.cz/divize-drahe-kovy/

CarlosEV

19. červenec 2020, 14:42

článek je úplně zavádějící, na internetu a na YouTube je spousta zdrojů jak se recyklují FV panely

Martin Hájek

19. červenec 2020, 17:05

A jak, když stáří 30 let dnes dosahují panely z roku 1990, což je úplně směšně nepatrné množství ve srovnání s tím, co přijde za 20 let.

Jan Veselý

20. červenec 2020, 21:33

No, a i při tom malém množství panelů se už recyklační technici naučili ty panely recyklovat více než slušně. Třeba v té úpadkové Francii zvládají 95%.

Tohle je produkt práce inženýrů, kteří dělají to, čemu se vyučili, řeší technické problémy. Měl byste to taky zkusit, je to fakt zábava a člověk z toho má příjemné pocity.

Petr Poruban

19. červenec 2020, 19:07

Ano je tam opravdu spousta příkladů. Myslíte například tenhle?

https://www.abc.net.au/news/2019-07-23/solar-power-waste-landfill-environmental-impact/11336162

CarlosEV

20. červenec 2020, 11:36

třeba tady =>

https://youtu.be/aCVELpAlFiA

a to je 7 let staré ;)

Petr Poruban

20. červenec 2020, 19:29

Tohle na vás zapůsobilo? Vždyť je to reklama.

Jan Veselý

20. červenec 2020, 21:42

Ten článek ilustruje jen to, jaký mají v Austrálii v nakládání s odpady. Tady si recyklaci FV panelu předplatíte už při koupi.

A mimochodem, v článku předpokládaná celková hmotnost panelů k recyklaci do roku 2050 je 1.5 milionu tun, což zhruba odpovídá spotřebě uhlí na výrobu uhlí v Austrálii za 3.5 dne.

Martin Hájek

20. červenec 2020, 22:06

Jestli je něco demagogie ze 4. cenové, tak tohle, pane Veselý.

Rostislav Žídek

21. červenec 2020, 00:56

Nechapu k cemu v australi vyrabi uhli z uhli.

Pripadne kolik ho za 3.5 dne vyrobi? Co jste vlastne chtel sdelit?

St

22. červenec 2020, 12:11

Pane CarlosEV tak teď nevím, zdali mám věřit článku nebo Youtube či Vám. Zkusím věřit tomuto článku. Pokud máte jiný názor, tak zkuste jej prosím doložit. Vyvrátit argumenty, které zde padly.

Předem moc děkuji.

Milan Vaněček

19. červenec 2020, 21:01

feliz, St ani Martin tomu opravdu nerozumí. Recyklace FV panelů již nyní je vysoce nadstandardní vůči ostatní elektronice a bude a musí být ještě dokonalejší, čím dál tím více firem přechází na systém "cradle to cradle", tj od kolébky k nové kolébce, tj starý panel=surovina pro nový.

A nestačí, aby bylo recyklováno hmotnostně těch 75%, nebo i 99%, je potřeba aby bylo recyklováno i hodnotově (resp měřeno uhlíkovou stopou) až 99% materiálu na surovinu pro nové články. Před 20 lety, roce 2000, bylo nainstalováno ve světě zhruba 600krát méně FV panelů, než je tomu nyní. Takže zatím to velký problém není.

NRELu jde především o peníze na nové projekty a metodiky, jak udělat recyklaci ještě dokonalejší.

Dokázat něco, co v žádné jiné energetice ještě nikdo nedokázal a ani to není možné (to platí třeba pro jadernou energetiku, tam je současným ideálem pohřbít vše pod zem, ale nikdo to u sebe nechce).

Fotovoltaika by zcela ztratila svůj smysl bez dokonalé recyklace i když se již brzy dočkáme panelů s padesátiletou životností.

Pavel

19. červenec 2020, 21:14

JInými slovy, vědecká instituce tvrdí něco jiného, než je vaněčkova dojmologie, kterou zde šíří, takže vaněček se okamžitě začne zpochybňovat tvrzení této inistuce, aniž by svá tvrzení jakkoli doložil. Racionální závěr je takový, že vaněček lže, jako když tiskne. Takže nic nového.

Milan Vaněček

19. červenec 2020, 21:52

V NREL jsem pracoval, měl jsem s nimi 2 projekty ČR-USA spolupráce a kecy Pavla mají nulovou hodnotu.

Emil

19. červenec 2020, 22:20

Kecy Pavla mají nulovou hodnotu, oproti tomu kecy trolla Vaněčka mají hodnotu minimálně dvojnásobnou...

Milan Vaněček

19. červenec 2020, 23:02

Kecy nuly (emila) jsou jen kecy. Moje poznámka určená laikům říká velmi zjednodušeně zhruba to samé, co citovaný vědecký článek v Nature.

Když při jednoduché recyklaci panelu roztavíte sklo i s křemíkem, kvalita skla se nezhorší, ba naopak. Ale ztratili jste při tom ten nejdražšímateriál-čistý křemík. Proto v článku zdůrazňují nutnost ekonomické recyklace křemíkových desek, systém "cradle to cradle", jak jsem o něm již zde asi 2x psal.

Lumír

20. červenec 2020, 13:50

Kecy Vás tří se dobře poslouchají. :D

Kamil Kubů

20. červenec 2020, 11:10

Jestli ono to nakonec nebude s tím křemíkem z panelů jako s uranem a plutoniem z jaderného paliva. Dokud bude levnější udělat křemík o potřebné čistotě z čerstvě vytěženého nerostu než složitým a drahým procesem z recyklovaných panelů, bude ten křemík končit ve flaškách na víno. Až v okamžiku, kdy to bude pro producenty ekonomicky výhodné (kéž by bez dotací), si najde cestu "zpátky do kolébky". A s tím vyhořelým jaderným palivem to bude to samé.

Milan Vaněček

20. červenec 2020, 11:34

Kamile je to úplně jinak, naprosto nesrovnatelné s uranem.

V článku doporučili způsob recyklace který se vyplatí, chce to jen další výzkum.

Kamil Kubů

20. červenec 2020, 12:09

Pane Vaněčku, zkuste prosím vysvětlit v čem je ekonomická stránka recyklace křemíku z FV panelů "úplně jiná" než ekonomická stránka recyklace vyhořelého paliva z jaderných reaktorů.

Je to prosté až triviální - pokud výstupní produkt recyklace je dražší než jeho ekvivalent z primární produkce, není ekonomicky zajímavý a tudíž není ekonomicky zajímavá jeho recyklace.

Myslíte, že by někdo sbíral staré železo, pokud by nebylo pro ocelárny výhodné jej použít jako vstupní surovinu? I když ta recyklace je naprosto triviální proces?

Milan Vaněček

20. červenec 2020, 12:59

1) recyklace odstavených JE je neexistující pojem, zkrátka i když jich bylo odstaveno asi více než 100, neexistuje ani v realitě, ani v laboratoři, ani na papíře.

2) recyklace FVE je vynucována v zemích EU či USA zákonem.

Existují (průmyslově, poloprovozně) různé formy, bezvadně shrnuté v tom citovaném článku v Nature. Přečtěte si ho detailně, stojí za to.

3) autoři v článku ukazují energeticky, finančně i co se týče "carbon footprint" nejvýhodnější cestu: optimální z těchto 3 hledisek je recyklovaný "solar grade Si". A jak jsem říkal, zdůrazńují, již u předních světových výrobců nastupující "Cradle-to-cradle certification".

4) proto je FVE "zelená" a JE "má špinavý odpad", shrnuto "politicky". Kvůli FVE nemusíte ani zlikvidovat 3 vesnice a zaplavovat žádné území, jako to bylo kvůli Dukovanům, viz dnešní monitoring na zdejším webu, podívejte se.

Kamil Kubů

20. červenec 2020, 13:51

Pane Vaněčku, opět nemluvíte k věci.

Ad 1) Nejde o recyklaci elektrárny, ale o recyklaci paliva.

Ad 2) Nucená recyklace FVE v EU a USA s tím nemá nic společného.

Ad 3) V článku jasně zmiňují, že problémem je složení výsledného produktu recyklace, což vede na jeho složitější, neboli dražší využití, což snižuje jeho ekonomickou hodnotu oproti prvotní surovině. Certifikace vám nezajistí ekonomickou návratnost.

Ad 4) Zlikvidované vesnice a zplavené území nemá s recyklací vyhořelého paliva nic poslečného.

Tak znovu. V čem je ekonomika recyklace vyhořelého paliva z JE zásadně odlišná od recyklace křemíku z vysloužilých FV panelů.

Pepik

20. červenec 2020, 15:41

Zato však musíte FV panely zabrat alespoň 1000 hektarů půdy a vybudovat nejméně tři přečerpávací elektrárny odpovídající Dlouhým stráním, abyste byl schopen dodávat to, co Dukovany, ve stejném režimu jako ony. Takže zaplavit asi něco budete muset. A to mlčky předpokládám, že ty FV panely dodávají maximální výkon celých 12 hodin denně, bez ohledu na roční dobu.

Milan Vaněček

20. červenec 2020, 20:09

Ale kvůli FVE nemusím bourat 3 vesnice, jako v Dukovanech.

Milan Vaněček

20. červenec 2020, 13:57

Kamile, jestli jste na to ještě nepřišel, tak FVE nemá žádné palivo.

A Vaše problémy s jaderným odpadem mě nezajímají, jen říkám: NE, děkuji, nechci.

Kamil Kubů

20. červenec 2020, 14:21

Inu, já problémy s jaderným odpadem nemám. Tedy alespoň ne v technologické rovině, protože vyhořelé palivo považuji za druhotnou surovinu, nikoliv za odpad a tvrdím, že je to jen otázka ekonomicky vhodného cyklu zpracování jak vyřešit "odpad" přijatelným způsobem.

A tvrdím, že stejně tak je to i s křemíkem z FV panelů. Bez ohledu na to, že vyhořelé palivo bylo kdysi "palivo" a FV panel "palivo" nebyl.

Martin Prokš

21. červenec 2020, 00:12

Dobrý den,

S tvrzením, že fotovoltaika nemá palivo, musím po striktně fyzikální stránce souhlasit. Vodík ve Slunci není palivo, je to prvek podléhající termální fůzi. Palivo v doslovném smyslu je něco co je chemicky okysličováno (čili změny energetických hladin na úrovni elektronových obalů reagujících prvků) a při tomto procesu vydává tepelnou a případně i světelnou energii. Ve Slunci probíhá fůze, nic se nespaluje. Vodíku se občas říká v této souvislosti v přeneseném smyslu palivo, ale to je až v přeneseném smyslu.

Takže ano, máte pravdu, palivo pro fotovoltaiku není potřeba. Jen složky pro fůzi ve Slunci. A nevím proč se tomu říká obnovitelná energie, když vodík a další prvky co ve Slunci podléhají fůzi se nikdy neobnoví.

Ale to je jen taková filozofická vsuvka nad terminologií a její logikou.

František Ryšánek

20. červenec 2020, 23:07

Našel jsem zajímavý rozbor technologie, jak se vyrábí křemík:

https://www.researchgate.net/publication/267552614_Refining_and_Recycling_of_Silicon_A_Review

Křemík pro výrobu čipů, jak čistý stačí pro výrobu FV článků (nižší nároky než čipy), že to začíná "metalurgickým" křemíkem, který se následně převádí na silan (vlastně hydrid, nebo hydro-chlorid) a ten se frakčně destiluje apod. Plus souvislosti s dalšími "křemíkovými" výrobami (silikonové polymery), asi dva příklady využití vedlejších/odpadních produktů, recyklace pomocných chemikálií v uzavřené smyčce apod. A že pro FV by se asi dalo obejít bez té frakční destilace, jenom metalurgický křemík trochu dodatečně vyčistit... a jak se vlastně křemík čistí od různých příměsí, jaký je problém nějak energeticky nenáročně odloučit fosfor a hlavně bor apod. Pro mě jako pro laika hodně zajímavé čtení.

Pointa pro mě osobně je, že zrecyklovat křemík z FV panelu, který je umazaný od všelijakých nečistot, a samotný materiál je trochu dopovaný (čím, Fosforem?) nejspíš znamená, že ho roztaví v obloukové peci na "metalurgickou" kvalitu a pak ho musí čistit dost podobným procesem, jako čerstvě uvařený křemík ze směsi přírodního křemene a uhlí... tzn. úspora asi nijak velká.

St

22. červenec 2020, 12:14

Velká prosba na pana Vaněčka a na redakci. Mohl by prosím vyjít článek o české stopě NREL. Rád bych se o tom něco dozvěděl.

Předem moc děkuji.

honza.t

9. říjen 2020, 20:05

Kovohutě Příbram disponují unikátní technologii

Nebylo třeba stavět zvláštní provoz, pro recyklaci byly využity universální zařízení obou společností. Typické postupy lze ilustrovat na zpracování odpadních křemíkových destiček, které jsou tvořeny 88 % křemíkem, 10 % hliníkem a 2 % stříbra. Chemickým postupem odstranila vrstva hliníku a rafinací se získalo ryzí stříbro. Získaný křemík o čistotě 99,9 % byl používán jako surovina na legování hliníku. Kombinací mechanických a chemických postupů se do roku 2015 zpracovalo na 300 t solárních odpadů, ať již se jednalo o křemíkové destičky zatavené v EVA folii, či destičky včetně nalepených sběrných drátků. Vytěženo bylo na 1 000 kg stříbra a výstupem byly také mokré frakce skla znečištěné křemíkem a jemnou drtí plastů. Využití těchto odpadů bylo testováno, ale nebyla pro ně nalezena ekonomická varianta.

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna u komentáře
Vyžadované informace jsou označeny *
Pravidla diskuze
Veškeré příspěvky v diskuzi na webu oEnergetice.cz musí splňovat Pravidla diskuze. Přidáním příspěvku do diskuse uživatel vyjadřuje souhlas s těmito pravidly a zavazuje se je dodržovat.
Komentáře pouze pro přihlášené uživatele
Upozorňujeme diskutující, že komentáře v diskuzi budou moci přidávat již brzy pouze přihlášení uživatelé. V diskuzi se stále častěji objevují příspěvky od anonymních uživatelů, které porušují pravidla diskuze. Věříme, že díky tomuto opatření bude diskuze pod články pro všechny přínosnější.
Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj na této stránce.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
OM Solutions s.r.o.
Kpt. Nálepky 620/7, Nové Dvory, 674 01
Třebíč
IČ: 02682516
SOCIÁLNÍ SÍTĚ
© 2021 oEnergetice.cz All Rights Reserved.