GOZ i fotowoltaika: czy moduły mają szansę na drugie życie?

“Dynamiczny rozwój instalacji fotowoltaicznych”, a co potem?

Na całym świecie zainstalowano już około 2 TW fotowoltaiki na dachach oraz w dużych instalacjach. Jednocześnie liczba wycofywanych modułów rośnie z roku na rok. Spadek cen oraz rosnąca wydajność tych technologii sprawiają, że wiele elektrowni fotowoltaicznych modernizuje swoje instalacje, zanim osiągną one pełne 25 lat eksploatacji. Pomimo tego, wiele wycofanych modułów wciąż działa wydajnie. Czy można je zatem ponownie wykorzystać?

Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) przewidywała, że globalna zainstalowana moc fotowoltaiki przekroczy 1 TWp do 2025 roku, jednak już przed końcem 2024 roku ta liczba wzrośnie do ponad 2 TW. Aby zatrzymać wzrost globalnej temperatury poniżej 1,5°C i ograniczyć skutki zmian klimatycznych, prognozy energetyczne wskazują na potrzebę zwiększenia mocy PV do 75 TW do 2050 roku.

Fotowoltaika, obok lądowych farm wiatrowych, jest uznawana za najbardziej zrównoważoną i opłacalną technologię konwersji energii. Aby zdekarbonizować świat, globalna moc PV musi wzrosnąć około 40-krotnie. Przy obecnym tempie wzrostu, które wynosi 20% rocznie, można spodziewać się osiągnięcia tego celu w 2042 roku.

Problem odpadów z modułów PV

Globalny rozwój fotowoltaiki wiąże się również z rosnącą ilością odpadów pochodzących z wycofanych modułów PV. Każdy kilogram modułu fotowoltaicznego generuje około 0,9 MWh energii w trakcie swojego życia, co pozwala uniknąć emisji około 900 kg dwutlenku węgla (stosunek ten wynosi 900:1). 

Jak wylicza International Solar Energy Society (ISES) dla pełnej globalnej dekarbonizacji, przy populacji 10 miliardów ludzi i potrzebie 100 TW fotowoltaiki (10 kW na osobę), każdego roku na osobę przypadałoby 400 W wycofanych modułów, co daje około 16 kg odpadów. Chociaż ta ilość może wydawać się znacząca, stanowi jedynie 2% całkowitych rocznych odpadów stałych w USA.

Ponowne wykorzystanie modułów PV – szansa dla gospodarki o obiegu zamkniętym?

Pomimo rosnącej liczby wycofywanych modułów PV, problem odpadów z tych instalacji nie jest jeszcze krytyczny. Warto jednak zastanowić się, czy istnieje alternatywa dla ich składowania na wysypiskach. Czy moduły PV mogą nadal produkować energię po zakończeniu swojej głównej eksploatacji?

Trwają badania nad stworzeniem cyklu życia o obiegu zamkniętym dla modułów PV. Wydajność paneli PV spada z czasem, ale spadek ten wynosi od 0,4% do 5% rocznie, w zależności od warunków klimatycznych i materiałów użytych do ich produkcji. Postęp technologiczny w tej dziedzinie sprawił, że dzisiejsze panele mają większą moc, a ich rozmiary i efektywność stale rosną.

Przyszłość to moduły z drugiego obiegu?

Brakuje jednoznacznych przepisów i standardów dotyczących ponownego wykorzystania wycofanych modułów PV. Niektóre z nich wciąż są sprawne, ale nadal nie jest jasne, kiedy sprzęt powinien być ponownie użyty, a kiedy poddany recyklingowi. W Europie dyrektywa WEEE reguluje te kwestie, ale stanowi również wyzwanie dla rynku wtórnego.

Organizacje takie jak PV CYCLE, założona w 2007 roku przez przemysł fotowoltaiczny, zajmują się zarządzaniem zużytym sprzętem, w tym modułami PV. Przykładem może być firma z Brazylii, która w ciągu ostatnich czterech lat przetworzyła 2800 ton wycofanych modułów, co odpowiada 91 tysiącom paneli o mocy 45 MW. Do końca 2024 roku prognozuje się, że firma przetworzy 4500 ton modułów, z czego 80% pochodzi z dużych elektrowni PV.

Ciekawym przykładem ponownego wykorzystania modułów PV jest projekt realizowany przez Uniwersytet Federalny Santa Catarina w Brazylii. Po 20 latach eksploatacji, moduły PV zainstalowane na wyspie Ratones Grande zostały przeniesione do laboratorium badawczego, gdzie są monitorowane w ramach projektu "drugiego życia" paneli PV.

Wyzwania ekonomiczne i przyszłość gospodarki o obiegu zamkniętym

Choć idea gospodarki o obiegu zamkniętym dla modułów PV, obejmująca ich ponowne wykorzystanie i recykling, ma duży sens ekologiczny, to ekonomiczne aspekty tego rozwiązania są wciąż wyzwaniem. Dzisiejsze nowoczesne moduły PV z gwarancją na 25-30 lat kosztują mniej niż 0,10 USD/W, co sprawia, że ponowne wykorzystanie starszych modułów często nie jest opłacalne.

Podsumowując, choć technicznie możliwe jest ponowne wykorzystanie modułów PV i może to mieć sens w ramach gospodarki o obiegu zamkniętym, bariery ekonomiczne i regulacyjne muszą zostać pokonane, aby ta praktyka stała się bardziej powszechna.

Źródło: ISES