Hot Knife, czyli nowa metoda na recykling modułów PV!

Wraz ze wzrostem popularności fotowoltaiki w ciągu ostatnich lat rośnie również liczba modułów PV, które muszą zostać zutylizowane. Wbrew pozorom nie jest to jedynie sprawa ekologii, ale także duża oszczędność dla branży dzięki ponownemu wykorzystaniu surowców. Panele fotowoltaiczne są zaprojektowane tak, aby wytrzymać trudne warunki środowiskowe przez dziesięciolecia, co świadczy o ich trwałości. Jednak to właśnie ta solidność okazuje się być największą przeszkodą w przeprowadzeniu recyklingu. Problematyczne staje się oddzielenie od siebie poszczególnych elementów modułu, a zwłaszcza szkła od innych warstw urządzenia. Obecnie standardowe metody utylizacji paneli nie radzą sobie z wydajnym i ekonomicznym rozwarstwianiem modułu. Dlatego też powstała metoda Hot Knife, która doskonale radzi sobie z wymienionymi wcześniej problemami. Jest ona owocem wysiłków, jakie podjęła Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) we współpracy z firmą zajmującą się recyklingiem modułów PV w ramach zadania nr 12 programu Photovoltaic Power Systems Programme.  

Nowatorska metoda 

Metoda Hot Knife opracowana przez IEA wyróżnia się dzięki zastosowaniu innowacyjnych rozwiązań w zakresie recyklingu paneli. Obecnie technologia ta jest używana w jednym z największych zakładów zajmujących się recyklingiem paneli fotowoltaicznych, który należy do firmy ENVIE i mieści się w Bordeaux we Francji. Cały proces rozwarstwiania metodą Hot Knife we francuskiej fabryce przebiega w kilku etapach. Najpierw następuje oddzielenie skrzynki przyłączeniowej i usunięcie z jej wnętrza wszystkich kabli. Następnie dochodzi do demontażu aluminiowej ramy. Trzeci, końcowy etap, to odłączenie warstwy szkła od spodniej warstwy modułu. Hot Knife wykorzystuje wysokie temperatury, które topią polimery wiążące warstwę szkła z warstwami znajdującymi się na spodzie. To zdecydowanie ułatwia proces oddzielenia poszczególnych części modułu od siebie. Wczesne etapy obróbki umożliwiają również usunięcie połączeń z puszką przyłączeniową, kablami i aluminiową ramą. W przypadku Hot Knife możliwe jest ponowne użycie odzyskanych tafli szkła i aluminium, co było jak dotąd niemożliwe przy zastosowaniu standardowych metod recyklingu. Często wiązały się one bowiem z tłuczeniem szklanej warstwy, przez co nie nadawała się ona do dalszej eksploatacji. Ponadto badacze przewidują, że metoda ta umożliwi odzysk materiałów z miedzianych kabli, ogniw i folii EVA. Jednak badania przeprowadzone przez IEA na razie skupiają się na taflach szkła i aluminium. Obecnie odzyskane w ten sposób materiały, inne niż aluminium i szkło, są wysyłane do zewnętrznego zakładu recyklingu, gdzie tworzywo EVA jest spalane, a miedź i srebro odzyskiwane. Aspekt obróbki kabli i warstwy EVA oraz odzysk surowców z modułów na tej samej linii produkcyjnej zostanie rozpatrzony w przyszłych analizach. 

Hit czy kit?

Jednak z całą pewnością można stwierdzić, że metoda Hot Knife zmniejsza zużycie energii i emisję gazów cieplarnianych w procesie utylizacji modułów PV. Według raportu przygotowanego przez IEA, który nosi tytuł “Ocena cyklu życia modułu fotowoltaicznego z krzemu krystalicznego przy użyciu technologii Hot Knife”, technologia ta wykazuje się imponującą efektywnością i pozytywnym wpływem na środowisko. Na podstawie badań prezentowanych przez IEA, zastosowanie Hot Knife odpowiada jedynie za 0,3% całkowitego śladu węglowego, jaki pozostawia po sobie moduł PV w swoim cyklu życia. Jednocześnie metoda ta jest w stanie obniżyć wpływ wydobycia surowców do produkcji modułów PV o około 80-98%. Jest to oczywiście skutek ograniczenia produkcji m.in. metali ziem rzadkich dzięki ponownemu wykorzystaniu materiałów ze starych paneli. 

Z drugiej zaś strony rozważania nad efektywnością metody Hot Knife nie uwzględniają odzysku kabli i innych materiałów wchodzących w skład paneli fotowoltaicznych. Nie posiadamy więc pełnego obrazu tego, jak technologia ta wpływa na środowisko oraz czy może być efektywnie użyta do recyklingu pozostałych surowców. Jak wszystkie, prezentowane jako innowacyjne metody, Hot Knife ma przed sobą jeszcze daleką drogę do upowszechnienia się na świecie.  

Źródło: IEA, pv-magazine.com