Beth Am Yr Holl Wastraff?

Gan Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

Gyda phwysau newid yn yr hinsawdd a’r brys i ymgorffori adnoddau ynni amgen fel gwynt a solar, mae’r gosodiad ar fuddion honedig technolegau trawsnewid ynni yn cysgodi’r realiti disglair - diffyg strategaeth ynghylch nodi a meintioli allanoldebau cylch bywyd eraill, megis gwastraff. gwaredu neu effeithiau amgylcheddol.

Nid yw'r diwydiant ynni, llywodraethau a chymdeithas wedi deall yn llawn y symiau gwastraff sy'n dod i mewn a'r effeithiau hirdymor sy'n gysylltiedig â PV solar diwedd oes. Os mai dyfodol cynaliadwy a chylchol yw’r ffordd ymlaen a ffefrir, mae angen rheolaeth reoledig ar baneli diwedd oes mewn cyfleusterau ailgylchu, trin a gwaredu a ganiateir.

Beth sydd yn y fantol: Gwastraff Solar

Rhagwelir y bydd rhagamcanion gwastraff solar cronnus ledled y byd yn cyrraedd tua 78 miliwn o dunelli metrig erbyn 2050. Fodd bynnag, mae llawer o'r rhagolygon hyn yn rhagdybio oes lawn o 25-30 mlynedd o baneli ac nid ydynt yn cyfrif am ailosod cynnar, darfodiad cyflym, a datgomisiynu cynamserol eang a yrrir gan solar. credydau treth, cyfraddau iawndal, pris gosod, digwyddiadau tywydd garw, a rôl Tsieina a allai yn y pen draw wthio'r niferoedd hynny hyd yn oed yn uwch. Ar wahân i gymorthdaliadau treth deniadol sydd wedi arwain at dwf solar enfawr a digynsail, mae effeithlonrwydd trosi paneli wedi gwella flwyddyn ar ôl blwyddyn, diolch i arloesiadau gweithgynhyrchu yn Tsieina, sy'n dominyddu ac yn rheoli'r farchnad solar. Yn yr Unol Daleithiau, mae solar wedi cael ei arddangos fel ateb hanfodol i frwydro yn erbyn newid yn yr hinsawdd, buddsoddiad deniadol i gwmnïau a buddsoddwyr sy'n cyd-fynd â'u nodau amgylcheddol cymdeithasol, a llywodraethu, a chrewr swyddi. 

Ond mae maint y gwastraff sydd ar ddod yn mynd yn groes i economi gylchol ac yn fygythiad i nodau cynaliadwyedd byd-eang a chenedlaethol. 

Mae dyrannu panel solar ffotofoltäig (PV) a deall ei anatomeg yn datgelu system hynod integredig sy'n gwneud datgymalu ac ailgylchu yn broses ddrud, cymhleth, sy'n defnyddio llawer o ynni ac adnoddau. Mae cyfansoddiad panel yn cynnwys alwminiwm, gwydr, plastigau cymhleth ac amrywiaeth o fetelau, gan gynnwys cadmiwm, cromiwm, plwm, seleniwm, ac arian, ymhlith eraill, a adawodd heb ei drin a heb ei reoli, a all halogi pridd a thrwytholch i systemau dŵr daear. Oherwydd presenoldeb metelau trwm a chyfansoddion eraill sy'n uwch na'r trothwyon rheoleiddiol ar gyfer gwenwyndra, gellir dosbarthu paneli diwedd oes yn wastraff peryglus a reoleiddir yn ffederal o dan y Ddeddf Cadwraeth ac Adfer Adnoddau, y statud sy'n llywodraethu rheoli gwastraff peryglus. Mae'r dosbarthiad hwn yn dod â phaneli solar o dan sbectrwm llawn rheoliadau gwastraff peryglus Asiantaeth Diogelu'r Amgylchedd yr Unol Daleithiau ac mae ganddi lu o rwymedigaethau rheoleiddio llym sy'n ei gwneud hi'n ddrud ac yn feichus i ddosbarthu, storio, trin a chludo paneli i'w hailgylchu neu eu gwaredu o dan y gyfraith bresennol.

Mae mater diwedd oes y cylch yn adlewyrchu’r diffyg opsiynau diwedd oes sy’n economaidd hyfyw a chynaliadwy, a’r prif ddulliau yw tirlenwi, llosgi, neu “roddi” (ailgylchu gwirfoddolwyr) i farchnadoedd eilaidd sy’n symud y baich rheoli gwastraff i ddatblygiad. economïau. 

Cymhlethdod y Broses Ailgylchu Solar

Mae ailgylchu paneli ffotofoltäig solar yn hynod gymhleth a gall fod yn broses sy'n defnyddio llawer o ynni ac adnoddau sy'n cynhyrchu ei wastraff a'i allyriadau ei hun (Ffigur 1). Mae technolegau ailgylchu, yn enwedig yn yr Unol Daleithiau, yn dal i fod yn eginol ac yn gostus iawn, sy'n cyfyngu ar yr opsiynau gwaredu terfynol i safleoedd tirlenwi, llosgi ac allforio - y llwybrau lleiaf drud o gryn dipyn. Oherwydd y dynodiad “gwastraff peryglus”, mae'r rheoliadau cyfredol yn mynnu bod paneli solar gwastraff yn cael eu rheoli gan gludwyr cymwysedig ac mewn cyfleusterau trin, storio, gwaredu ac ailgylchu a ganiateir. Gyda'r cyfeintiau rhagamcanol o wastraff solar, mae'n ansicr a yw'r cyfleusterau gwastraff peryglus ac ailgylchu presennol yn ddigonol i reoli'r mewnlifiad o baneli o ystyried yr amserlen drwyddedu hirfaith i leoli, adeiladu a graddio cyfleusterau ailgylchu yn yr UD. 

Mae'r rhwystrau rheoleiddiol cymhleth hyn, ynghyd â chost uniongyrchol ailgylchu, yn annog pobl i adael, dympio anghyfreithlon, a phentyrru paneli solar gwastraff wrth i opsiynau mwy fforddiadwy ddod i'r amlwg. Er ei bod yn anodd cael ffigurau manwl gywir oherwydd camddosbarthu paneli fel gwastraff electronig (e-wastraff) neu ddeunyddiau eraill, diffyg mecanweithiau olrhain a thryloywder data, amcangyfrifir bod ~10% o baneli solar yn cael eu hailgylchu yn yr Unol Daleithiau, ac mae aneglur a yw'r ffigur hwn yn trosi i ganlyniadau ailgylchu llawn neu rannol.

Er bod y diwydiant ailgylchu solar yn wynebu heriau o fewnbynnau annigonol, costau gweithredu uchel, a phroffidioldeb isel oherwydd crynodiadau bach o ddeunyddiau gwerthfawr, mae potensial ar gyfer marchnad ailgylchu solar gref pe bai cydweithrediadau seilwaith a chadwyn gyflenwi yn bodoli i gasglu, prosesu a gwerthu'r cydrannau amrywiol. Fodd bynnag, nid oes yr un o’r trefniadau hynny ar waith ar hyn o bryd. Dylid datblygu modelau busnes cylchol newydd a sefydlu marchnadoedd eilaidd yn seiliedig ar silicon wedi'i ailgylchu, ei ailddefnyddio, a'i adfer, metelau, a deunyddiau ar gyfer paneli ail fywyd a chymwysiadau eraill sy'n ffurfioli cadwyni gwerth ailddefnyddio, atgyweirio ac ailweithgynhyrchu yn y diwydiant ffotofoltäig solar. 

Ffynhonnell: Lluniwyd o ffynonellau amrywiol gan Rachel Meidl a Mathilde Saada.

Modelau Rheoleiddio'r Dyfodol yn yr Unol Daleithiau

Nid oes fframwaith cenedlaethol ar gyfer gwastraff solar diwedd oes yn yr Unol Daleithiau yn bodoli, ond yn dilyn arweiniad California, mae EPA ar hyn o bryd yn pwyso a mesur a ddylai paneli diwedd oes gael eu rheoleiddio fel “gwastraff cyffredinol,” categori o wastraff peryglus gyda symlach. rheoliadau a fwriedir i leihau beichiau rheoli a hwyluso casglu ac ailgylchu. California yw'r wladwriaeth gyntaf i reoleiddio paneli solar diwedd oes fel gwastraff cyffredinol a gallai eu cyfraith ddiweddar fod yn fodel ar gyfer datblygu fframwaith ailgylchu gwastraff solar cenedlaethol yn y dyfodol a glasbrint i wladwriaethau eraill ei ddilyn. Mae Hawaii, Gogledd Carolina a Rhode Island hefyd yn ystyried rheolau ar gyfer llywodraethu paneli solar er mwyn ysgogi ailgylchu. Mae'r fframwaith hwn nid yn unig yn hollbwysig i wledydd yr OECD, ond yn hanfodol ar gyfer economïau sy'n datblygu sy'n profi twf digynsail mewn solar (ee, Tsieina ac India), gan fod rhwydweithiau gwaredu gwastraff ffurfiol, seilwaith ailgylchu, a rheoliadau yn ddiffygiol yn y rhanbarthau hyn o'r byd. . Wrth i'r diwydiant ailgylchu solar ddod i'r amlwg ac wrth i nifer o chwaraewyr ddod i mewn i'r farchnad, un o'r heriau mwyaf fydd pennu cyfrifoldeb am y swm helaeth o wastraff amddifad cronedig. 

Rheolaeth ar lefel systemau ar gyfer economi gylchol

Mae ailgylchu—neu waredu deunyddiau peryglus yn briodol os nad yw ailgylchu’n bosibl—yn wir yn elfen hanfodol o economi gylchol. Fodd bynnag, yn gyntaf ac yn bennaf, mae angen rheoliadau galluogi sy'n cymell casglu a rheoli gwastraff solar yn briodol ar ddiwedd oes. Gall hyn helpu i adeiladu capasiti ailgylchu solar tra bod diwydiant a marchnadoedd eilaidd yn graddio fel rhan o seilwaith diwedd oes cynhwysfawr. Dylid ystyried cymhellion buddsoddi hefyd yn y gyfres o atebion i annog datblygiad y diwydiant ailgylchu solar. 

Yn y rhuthr i ddatgarboneiddio a thrydaneiddio ein cymdeithas, mae rheoli gwastraff yn aml yn cael ei anwybyddu. Mae cyfleoedd ar gael i ddatblygu methodolegau â chwmpas priodol sy’n rhoi cyfrif am effeithiau cylch bywyd ar draws cadwyni cyflenwi cyfan o ffactorau sy’n cael eu hanwybyddu’n gyffredin mewn gosodiadau solar megis defnydd tir, colli bioamrywiaeth, cyfiawnder amgylcheddol, rheoli dŵr, a chludiant byd-eang. Yn ogystal, gall technolegau fel blockchain roi hwb mawr i reolaeth dryloyw ac atebol o baneli diwedd oes. Mae’n hanfodol ein bod yn cynllunio, paratoi, a dylunio systemau ynni ar gyfer ailddefnyddio, adfer, ailweithgynhyrchu ac ailgylchu yn y presennol, neu ein bod mewn perygl o greu beichiau amgylcheddol, cymdeithasol ac economaidd newydd yn y dyfodol.

Rachel A. Meidl, LP.D., CHMM, yw'r cymrawd ym maes ynni a'r amgylchedd yn Sefydliad Astudiaethau Ynni Baker Baker Prifysgol Rice. Fe'i penodwyd yn flaenorol yn ddirprwy weinyddwr cyswllt ar gyfer Gweinyddiaeth Diogelwch Piblinell a Deunyddiau Peryglus, asiantaeth Adran Drafnidiaeth yr UD. 

Mathilde Saada yn Gynorthwyydd Ymchwil yn y Ganolfan Astudiaethau Ynni yn Sefydliad Baker ym Mhrifysgol Rice ac yn fyfyriwr MA ym Meistr Materion Byd-eang Prifysgol Rice.