Olvasási idő: 7 perc

Az elmúlt években megfigyelhető volt egy növekvő tendencia: egyre több napelemet gyártunk és telepítünk évente. A világ napenergia utáni éhsége egyre fokozódik...

A mérések alapján ez a mintázat folytatódik majd, és elképzelhető, hogy 2050-re a föld globális termelési kapacitása eléri a 4-5 TW szintet, ezáltal néhány évtized múlva akár 60-80 millió tonna  napelem hulladék keletkezhet, s ez új utat nyit a megfelelő kezelési és újrahasznosítási módszerek feltérképezéséhez.

De miért is jó a napenergia?

A napenergiát közvetlenül a napból lehet kinyerni, a fényt energiává alakítják, közvetett vagy közvetlen úton, s gyakorlatilag az egyik legsokoldalúbban felhasználható energiaforrás, hiszen az összegyűjtött energiát közvetlenül képes előállítani fűtésre, hűtésre és vízmelegítésre használható hőenergiaként.

Lássuk, hogyan működik a napenergia.

A napenergiát két fő módon állítják elő. Általánosságban véve a napenergiát nagyüzemi szinten villamos energia előállításra használják. A koncentrált napenergia (CSP) tükrök segítségével koncentrálja a napsugarakat, ezáltal hőfolyadék termelődik, amely a turbina meghajtásához és az áramtermeléshez gőzt képez.

A másik előállítási mód sokkal inkább közismert. Az International Renewable Energy Agency meghatározása szerint:

„A fotovoltaikus elemek (PV), más néven napelemek, olyan elektronikus eszközök, amelyek a napfényt közvetlenül villamos energiává alakítják. (…) Napjainkban a PV az egyik leggyorsabban növekvő megújuló energiával foglalkozó technológia (…)”

A napelemek gyártásának költségei az elmúlt évtizedben jelentősen csökkentek, ami nemcsak megfizethetővé teszi, hanem a legtöbb esetben a legolcsóbb villamosenergia-formát is jelenti. A megtérülési ideje pedig a technikai fejlődési szinttel egyenesen arányosan csökken, így alighanem néhány évtized alatt képes teljesen megtérülni. Leegyszerűsítve azt mondhatjuk, hogy 10-20 után szinte ingyen áll rendelkezésünkre. Nyilvánvaló azonban, hogy vannak olyan változók, amik befolyásolhatják a megtérülés idejét, mint például a villamos energia árak alakulása, a földrajzi helyzet és a tájolás, illetve a felvehető támogatási összegek.- írja az eon.hu

http://www.passzivhazminosites.hu/sites/default/files/image/napelemdiagram.png

Forrás: (Passzivhazminosites.hu)

 A napelemek átlagosan 25-30 évig működik. Hallhatunk olyan példákról is, amikor a napelem teljesítménye ezen időszak lejárta után is közel 90-95%-os, így van ez jelenleg a Németországban az 1990-es években telepített napelemparkok estében is. Ez a minta azonban a legkevésbé sem irányadó, hiszen a valóság azt mutatja, hogy az évezred forduló óta telepített napelemek lassan elérik a felszámolásra alkalmas életkort. –fogalmazta meg a PV Magazine.

A kérdés az, hogy mi történik az 'elhasznált' napelemekkel?  Újrahasznosíthatóak, vagy jobb megoldás híján, hulladéklerakókban kötnek ki?

Jelenleg Európában kb. 130 GW csúcsteljesítménynek megfelelő napelem van üzemben, amely összesen kb. 400 ezer tonna használt napelemet jelent legkésőbb 2040-ig — elemenként átlagosan 18 kg tömeggel és 300 W csúcsteljesítménnyel számolva. – számolt be a zoldenergia.blog.hu

https://www.woodmac.com/siteassets/press-release-images/annual-solar-pv-demand-by-major-region-2015-2024.png?width=1800&height=0&mode=crop&center=0.5,0.5

Forrás: (Woodmac.com)

A becslések azt mutatják, hogy a kedvező feltételek és a környezetvédelmi lépések a napelemek széleskörű elterjedését sürgetik. Ebből aztán következtethető, hogy néhány évtized múlva akár 60-80 millió tonna hulladék keletkezhet.

Az elhasználódott panelek újrahasznosítása egyértelmű, hogy jóval magasabb költségekkel jár, mint ha ugyanez a mennyiség szemétlerakókban kerül tárolásra. A kérdés az, hogy van-e egyáltalán kereslet a napelemekből kinyerhető alapanyagok iránt. Az esetek többségében azonban úgy tűnik, hogy sajnos igen csekély számban. A fő problémát pedig az jelenti, hogy a napelemek nem megfelelően kerülnek tárolásra vagy kezelésre, akkor komoly környezetvédelmi, sőt egészségügyi kockázatot jelenthetnek hosszútávon. Mindez azért van, mert a napelemek fő összetevői olyan nehézfémek, mint az ólom vagy az ón.

A jelenleg használt napelemek összetétele átlagosan 75% üveg, 10% műanyag, 8% alumínium, 5% szilícium, 1% réz illetve ezüst, ón, ólom és más fémek vagy szervetlen összetevők. Ezek az alkatrészek a napelem össztömegének 84,6%-t teszik ki, de egy 60 cellás alumínium Al-BSF (Back Surface Field) napelem hasznosítható anyagainak mindössze 34,3%-ából várható potenciális bevétel. A napelem panelekben található ritka fémek (pl. a szilícium, ezüst, réz ), illetve a veszélyes, ugyanakkor értékes anyagok (mint a szelén, az ólom, a gallium vagy a kadmium) visszanyerése éppen ezért komoly fejlesztést, kutatásokat igénylő feladat. Ez utóbbira fókuszáló, speciális pv-bontók és újrahasznosító üzemek gondolata egyelőre inkább a tudósokat foglalkoztatta. –Solarity cikke

Az újrahasznosítás, azonban mint az már korábban említésre került, költséges. Annak ellenére, hogy a panelek nagyon nagy tisztaságú szilíciumot tartalmaznak. Ez az alapanyag gyakorlatilag az úgynevezett hat-kilences, vagyis 99,9999%-os tisztasággal (angolul "six nines", vagy 6N) bír. Az ilyen napelem tisztaságú szilícium könnyedén visszaforgatható lenne, de akár más megújuló energiafelhasználási területeken, mint például a 3B generációs lítium-ion elemek anódjaként, is alkalmazható. Ezzel akár a fajlagos akkumulátorgyártási költségek is csökkenthetőek lennének, hiszen ezeknél a közvetlen nyersanyagárak a legfontosabb árnövelő tényezők.- zoldblogenergia.hu

Ha egy napelem eléri az élettartama végét, akkor eltérő ‘sors’ várhat rá. Európában már létezik törvény az újrafeldolgozásra vonatkozólag, az úgynevezett WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) Direktíva. A szabályozás szerint a gyártóknak felelősséget kell vállalnia a napelemek visszavételéért, és hogy a panelek megfelelő módon újrahasznosításra kerüljenek.

A Bitcoinbasis tanulmánya szerint ma már Japánban, Indiában és Ausztráliában is vannak újrahasznosítási követelmények. Azonban az Egyesült Államokban ma még vadnyugati idők uralkodnak. Az USA-ban jelenleg csak Washington államnak van kötelező újrahasznosítási szabályozása, a többi tagállamban nincs törvénybe iktatott szabályozás. Az önkéntes iparági újrahasznosítás pedig nagyon limitált. A Recycle PV vezérigazgatója, Sam Vanderhoof szerint iparági becslések alapján a napelemek mindössze 10%-a kerül újrahasznosításra. A többi feldolgozatlanul a hulladéktelepekre kerül vagy a tengerentúlra szállítják, ahol a fejlődő országokban valamilyen módon újra összeszerelik.

A cél az, hogy a napelemek ára ne kizárólag az előállítási költségeket tartalmazza, hanem a begyűjtés és az újrahasznosítás árát is, annak érdekében, hogy ne a gyártók fizessék meg ennek a költségét. Ez a lépés kínálhat egy lehetséges megoldást a használt napelemek kezelése, végeredményben teljesülhetnek a környezetvédelmi szempontok.

Arról, hogy mi jellemzi a magyarországi helyzetet, a következő cikkünkben olvashatnak.