所有的废物怎么办?


用太阳能电池板回收垃圾桶,在白色背景上隔离 3D 渲染

盖蒂

作者:Rachel A. Meidl & Mathilde Saada

随着气候变化的压力和整合风能和太阳能等替代能源的紧迫性,对能源转型技术所谓的好处的关注掩盖了明显的现实——缺乏识别和量化其他生命周期外部因素(如废物)的战略处置或环境影响。

能源行业、政府和社会尚未完全了解进入的废物数量以及与报废太阳能光伏相关的长期影响。 如果可持续和循环的未来是首选的前进方式,则有必要在允许的回收、处理和处置设施中对报废面板进行受控管理。

危在旦夕:太阳能废物

到 2050 年,全球累积太阳能废物预测预计将达到约 7800 万吨。然而,其中许多预测假设电池板的整个使用寿命为 25-30 年,并且没有考虑到太阳能驱动的早期更换、快速过时和广泛的过早退役税收抵免、补偿率、安装价格、恶劣天气事件以及中国最终可能推动这些数字更高的角色。 除了有吸引力的税收补贴导致太阳能大规模和前所未有的增长外,由于中国主导和控制太阳能市场的制造创新,电池板的转换效率逐年提高。 在美国,太阳能已被证明是应对气候变化的关键解决方案,对公司和投资者来说是一项有吸引力的投资,符合其环境社会和治理目标,并且可以创造就业机会。

但迫在眉睫的废物量与循环经济背道而驰,并对全球和国家的可持续发展目标构成威胁。

剖析太阳能光伏 (PV) 面板并了解其解剖结构,揭示了一个高度集成的系统,这使得拆卸和回收成为一个昂贵、复杂、能源和资源密集型的过程。 面板的成分包括铝、玻璃、复合塑料和各种金属,包括镉、铬、铅、硒和银等,如果不加以处理和管理,可能会污染土壤并渗入地下水系统。 由于重金属和其他超过毒性监管阈值的成分的存在,根据管理危险废物管理的法规《资源保护和回收法》,报废面板可以归类为联邦监管的危险废物。 这种分类将太阳能电池板置于美国环境保护署危险废物法规的全部范围内,并承担着许多严格的监管义务,这使得根据现行法律对太阳能电池板进行分类、储存、处理和运输以进行回收或处置变得既昂贵又繁重。

报废周期问题反映了缺乏经济上可行和可持续的报废选择,主要方法是填埋、焚烧或“捐赠”(自愿回收)到二级市场,从而将废物管理负担转移到发展中国家经济体。

太阳能回收过程的复杂性

回收太阳能光伏发电非常复杂,并且可能是一个能源和资源密集型过程,会产生自身的废物和排放(图 1)。 回收技术,特别是在美国,仍处于起步阶段且成本高昂,这将最终处置选择限制为垃圾填埋、焚烧和出口——这是最便宜的途径。 由于“危险废物”的指定,现行法规要求废太阳能电池板由合格的运输商管理,并在允许的处理、储存、处置和回收设施中进行管理。 鉴于太阳能废物的预计数量,鉴于在美国选址、建造和扩大回收设施的许可时间很长,现有的危险废物和回收设施是否足以管理面板的涌入尚不确定。

这些错综复杂的监管障碍,以及回收的直接成本,鼓励了废弃太阳能电池板的废弃、非法倾倒和储存,同时出现了更实惠的选择。 尽管由于将电池板误分类为电子废物(电子废物)或其他材料、缺乏跟踪机制和数据透明度而难以获得准确的数字,但据估计,美国约有 10% 的太阳能电池板被回收,而且是不清楚这个数字是否转化为全部或部分回收结果。

尽管太阳能回收行业面临着投入不足、运营成本高和由于有价值材料浓度低而盈利能力低的挑战,但如果存在基础设施和供应链协作来收集、加工和销售太阳能回收市场,则有潜力形成强大的太阳能回收市场。各种组件。 然而,这些安排目前都没有到位。 应开发新的循环商业模式,并基于再生、再利用和回收的硅、金属和材料建立二级市场,用于二次电池板和其他应用,从而正式确定太阳能光伏行业的再利用、维修和再制造价值链。

图 1. 回收太阳能光伏

雷切尔·梅德尔和玛蒂尔德·萨达

美国未来的监管模式

美国不存在关于报废太阳能废物的国家框架,但在加利福尼亚的领导下,EPA 目前正在权衡是否应将报废电池板作为“通用废物”进行监管,这是一种具有简化的危险废物类别旨在减轻管理负担并促进收集和回收的法规。 加利福尼亚州是第一个将报废太阳能电池板作为通用废物进行监管的州,他们最近的法律可以作为未来发展国家太阳能废物回收框架的典范,也可以作为其他州效仿的蓝图。 夏威夷、北卡罗来纳州和罗德岛州也在考虑管理太阳能电池板的规则,以促进回收利用。 这一框架不仅对经合组织国家至关重要,而且对于太阳能发展空前增长的发展中经济体(例如中国和印度)也至关重要,因为世界上这些地区缺乏正式的废物处理网络、回收基础设施和法规. 随着太阳能回收行业的兴起和众多参与者进入市场,最大的挑战之一将是为大量积累的孤儿废物分配责任。

循环经济的系统级管理

回收——或在无法回收的情况下适当处置有害材料——确实是循环经济的重要组成部分。 然而,首先,我们需要鼓励收集和适当的太阳能废物报废管理的法规。 这有助于建立太阳能回收能力,同时将工业和二级市场扩大为综合报废基础设施的一部分。 在鼓励太阳能回收行业发展的一整套解决方案中还应考虑投资激励措施。

在急于使我们的社会脱碳和电气化的过程中,废物管理经常被忽视。 存在开发适当范围的方法的机会,这些方法可以解释整个供应链对太阳能装置通常被忽视的因素(如土地使用、生物多样性丧失、环境正义、水资源管理和全球运输)的生命周期影响。 此外,区块链等技术可以为报废面板的透明、负责任的管理提供巨大的推动力。 我们必须为当前的再利用、回收、再制造和再循环计划、准备和设计能源系统,否则我们可能会在未来产生新的环境、社会和经济负担。

雷切尔·A·梅德尔, LP.D., CHMM, 莱斯大学贝克研究所能源研究中心能源与环境研究员。 她曾被任命为美国运输部下属机构管道和危险材料安全管理局的副副局长。

玛蒂尔德萨达是莱斯大学贝克研究所能源研究中心的研究助理和莱斯大学全球事务硕士研究生。

所有的废物怎么办?

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原文链接:https://www.forbes.com/sites/thebakersinstitute/2022/01/18/solars-bright-future-faces-a-cloudy-reality-what-about-all-the-waste/

原文作者:globalcryptopress

编译者/作者:wanbizu AI

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