Các dự báo chính thức của Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế ( IRENA ) chứng minh và khẳng định rằng “ lượng rác thải tấm pin mặt trời được Dự kiến hoàn toàn có thể đạt tổng số 78 triệu tấn vào năm 2050 ”.
 |
| Điện mặt trời tại Nước Ta đang tăng trưởng với vận tốc cao. Ảnh : Vina Real Group. |
Trên sách vở, việc sử dụng năng lượng mặt trời mang đầy sự hứa hẹn về một tương lai năng lượng sạch và tiết kiệm ngân sách và chi phí. Pin mặt trời ngày càng trở nên dễ sản xuất hơn, cùng với đó là ngày càng trở nên nhỏ gọn và dễ chuyển dời, lắp ráp cũng như tháo dỡ. Nhưng có một số ít yếu tố so với việc sử dụng năng lượng mặt trời hiếm khi được đề cập đến : Liệu hoạt động giải trí sản xuất và chất thải từ ngành công nghiệp điện mặt trời có gây ô nhiễm môi trường tự nhiên nghiêm trọng hơn so với việc sử dụng nguyên vật liệu hóa thạch không ?
Sản xuất tấm pin mặt trời thường yêu cầu sử dụng một số hóa chất độc hại. Thêm vào đó, các tấm pin mặt trời có tuổi thọ hoạt động chỉ từ khoảng 20 đến 30 năm. Kể từ khi chúng được giới thiệu lần đầu tiên vào những năm 2000, hàng triệu tấn tấm pin năng lượng mặt trời đang bên bờ vực “bị loại biên”. Hiện không dễ dàng để xử lý đúng cách các kim loại độc hại bên trong pin mặt trời. Vì vậy, chúng thường chỉ được chôn lấp tại các bãi rác tập trung hoặc gửi đến các nước đang phát triển. Đáng quan ngại trong trường hợp các tấm pin bị chôn trong bãi rác, những kim loại độc hại trong đó có thể rò rỉ ra môi trường và gây nguy hiểm cho sức khỏe cộng đồng nếu ngấm vào nguồn nước ngầm.
Có gì trong tấm pin mặt trời?
Một tấm pin mặt trời về cơ bản được tạo thành từ một số ít tấm tinh thể silicon gọi là tế bào ( Cell ). Mỗi mảnh vuông trong một tấm pin mặt trời được bao quanh bởi một lớp nhôm và kính – có trách nhiệm hấp thụ, quy đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.
|
| Năng lượng mặt trời được coi là nguồn năng lượng sạch của tương lai. Ảnh : The Globe and Mail. |
Khi những nguyên tử silicon tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, electron bị đẩy ra và tạo thành tia lửa, giống như phản ứng vật lý xảy ra khi cho sắt kẽm kim loại vào lò vi sóng. Các electron này được đưa qua tế bào quang điện trải qua những tạp chất sắt kẽm kim loại được thêm vào silicon và những dây đồng. Phải sử dụng silicon tinh khiết vì cấu trúc tinh thể mà nó tạo thành sẽ tạo điều kiện kèm theo tốt nhất cho những electron chảy qua. Sản xuất thường sinh ra nitơ trifluoride và lưu huỳnh hexafluoride – những khí cực kỳ có hại, gây hiệu ứng nhà kính. Thông thường silicon hoàn toàn có thể tái chế được, nhưng để cải tổ hiệu suất điện của pin mặt trời, những sắt kẽm kim loại như cadmium và chì sẽ được thêm vào. Điều này làm cho pin mặt trời khó tái chế, vì sẽ tốn năng lượng đáng kể để chiết xuất những sắt kẽm kim loại nguy hại. Trên trong thực tiễn, những công ty thường tốn nhiều ngân sách hơn để tái chế một tấm pin mặt trời hơn là sản xuất một tấm pin mặt trời.
Vấn đề đối với việc thải bỏ tấm pin mặt trời
Hầu hết những xí nghiệp sản xuất tái chế năng lượng mặt trời chỉ đơn thuần là vô hiệu bạc và đồng có giá trị khỏi những tế bào quang điện, sau đó tái chế kính và vỏ nhựa bị ô nhiễm bằng cách đốt chúng trong lò xi-măng. Vì quy trình này tốn kém cả mặt kinh tế tài chính và thời hạn, nên những công ty năng lượng mặt trời thường sẽ chỉ đưa những tấm pin đã hỏng hoặc hết hạn vào bãi chôn lấp hoặc xuất khẩu chúng sang những nước thuộc quốc tế thứ ba.
 |
| Cấu trúc những lớp của pin mặt trời. Ảnh : Vrsolar |
Mặc dù một bãi chôn lấp được kiến thiết xây dựng tương thích để hoàn toàn có thể chứa hầu hết những chất ô nhiễm trong chất thải, gồm có những tấm pin mặt trời, nhưng nhiều vương quốc đang tăng trưởng không có hạ tầng hoặc quy chuẩn để giải quyết và xử lý đúng cách chất thải tấm pin mặt trời nhập khẩu. Khả năng rửa trôi những sắt kẽm kim loại này ra môi trường tự nhiên xung quanh hoàn toàn có thể ảnh hưởng tác động tới sức khỏe thể chất hội đồng, đặc biệt quan trọng là ở những nước không có công nghệ tiên tiến và điều kiện kèm theo giải quyết và xử lý. Khi quốc tế liên tục sử dụng năng lượng mặt trời, yếu tố này hoàn toàn có thể trở nên tồi tệ hơn trong những thập kỷ tới, với gần 80 triệu tấn chất thải từ pin mặt trời vào năm 2050. Các nghiên cứu và điều tra đã chỉ ra rằng những sắt kẽm kim loại nặng trong những tấm pin mặt trời – đơn cử là chì và cadmium – hoàn toàn có thể thoát ra khỏi tế bào quang điện và đi vào nước ngầm, cũng như tác động ảnh hưởng đến động thực vật. Những sắt kẽm kim loại này cũng gây tác động ảnh hưởng xấu so với sức khỏe thể chất con người. Chì thường được biết là làm suy giảm sự tăng trưởng trí não ở trẻ nhỏ và cadmium là chất gây ung thư. Việc tái chế pin mặt trời hoàn toàn có thể giảm thiểu rủi ro đáng tiếc mà chúng gây ra, và suôn sẻ thay, những giải pháp hiệu suất cao vẫn sống sót. Nhiều thành phần trong tấm pin hoàn toàn có thể được tái chế. Thủy tinh chiếm phần nhiều khối lượng của một tấm pin mặt trời ( khoảng chừng 75 % ) và tái chế thủy tinh đã là một ngành công nghiệp truyền kiếp. Các vật tư khác hoàn toàn có thể tái chế thuận tiện gồm có khung nhôm, dây đồng và hộp nối nhựa. Các thành phần khác của mạng lưới hệ thống điện mặt trời như bộ biến tần, giá đỡ và mạng lưới hệ thống pin dự trữ, cũng hoàn toàn có thể được tái chế. Biến tần hoàn toàn có thể được tái chế như rác thải điện tử và giá đỡ hoàn toàn có thể được tái chế như những sắt kẽm kim loại phế liệu tương tự như. Hệ thống tàng trữ năng lượng lưới bằng pin hoàn toàn có thể được giải quyết và xử lý bằng những công nghệ tiên tiến tái chế pin hiện tại.
Quy trình tái chế
Một quy trình tiến độ tái chế lý tưởng sẽ tịch thu càng nhiều vật tư từ tấm pin mặt trời càng tốt. Có nhiều giải pháp khác nhau để tái chế những tấm pin mặt trời, hoàn toàn có thể gồm có 1 số ít hoặc cả ba bước sau : Tháo khung và hộp nối ; Tách thủy tinh và tấm silicon trải qua những quy trình nhiệt học, cơ học hoặc hóa học ; và ( hoặc ) tách và tinh chế tế bào silicon và những sắt kẽm kim loại đặc biệt quan trọng ( ví dụ, bạc, thiếc, chì, đồng ) trải qua những kỹ thuật điện và hóa học.
 |
|
Một lượng lớn pin mặt trời hư hỏng hoặc hết hạn có thể kết thúc vòng đời tại các bãi chôn rác. Ảnh: GreenCitizen
|
First Solar, công ty năng lượng mặt trời lớn nhất của Mỹ, có những cơ sở hoàn toàn có thể chiết xuất 90 % vật tư trong những tấm pin, sau đó sử dụng để tái chế trở lại thành những tấm pin mặt trời hoặc thiết bị điện tử mới. Veolia, công ty giải quyết và xử lý chất thải của Pháp, đã mở nhà máy sản xuất tiên phong ở châu Âu chỉ chuyên tái chế pin mặt trời. Vấn đề đặt ra ở đây là làm thế nào để thuyết phục những công ty sử dụng những giải pháp này, thay vì chọn chiêu thức rẻ tiền hơn là chôn lấp hoặc xuất sang những nước khác.
Tái sử dụng tấm pin mặt trời
Một cách khác để ngăn ngừa việc thải những tấm pin mặt trời ra những bãi chôn lấp đó là sử dụng lại tấm pin, bằng cách tái sử dụng trực tiếp hoặc sau khi tân trang lại. Khi được tái sử dụng, những tấm pin mặt trời sẽ có “ đời sống thứ hai ” tạo ra năng lượng sạch. Có nhiều cách hữu dụng để tái sử dụng những tấm pin mặt trời trong những trường hợp chúng không được liên kết với lưới điện, đó là sử dụng tại trạm sạc xe đạp điện điện hoặc những loại phương tiện đi lại khác.
 |
| Thế giới đang ngày càng chăm sóc đến yếu tố tái chế rác thải của ngành công nghiệp điện mặt trời. Ảnh : Union of Concerned Scientists |
Hiện tại, Trung Quốc và Mỹ là những nước sử dụng nhiều nhất những tấm pin năng lượng mặt trời, nhưng mới chỉ có châu Âu triển khai những giải pháp nhu yếu những đơn vị sản xuất phải chịu nghĩa vụ và trách nhiệm về chất thải từ tấm pin mặt trời của họ. Liên minh châu Âu nhu yếu những công ty năng lượng mặt trời tích lũy và tái chế những tấm pin, với ngân sách tái chế được tính vào giá bán. Tại Thụy Sĩ, cơ quan chính phủ nước này nêu bật vai trò của nhà đầu tư và công ty chuyên giải quyết và xử lý thiên nhiên và môi trường trong việc tái chế pin năng lượng mặt trời. Đối với những tấm pin mặt trời đã hết tuổi thọ, nước này sẽ tận dụng những vật tư, linh phụ kiện còn giá trị sử dụng và tiêu hủy những vật tư không còn giá trị sử dụng. Bằng cách này, chất thải và ảnh hưởng tác động đến môi trường tự nhiên của những tấm pin được giảm thiểu với mức giá chỉ tăng nhẹ so với người tiêu dùng. Trong khi đó, Mỹ và Trung Quốc hiện chưa sẵn sàng chuẩn bị vận dụng giải pháp tựa như. Cho đến nay, Washington là tiểu bang duy nhất ở Mỹ bắt buộc những đơn vị sản xuất phải giải quyết và xử lý những tấm pin mặt trời tại cơ sở chuyên biệt.
Cải tiến làm năng lượng mặt trời “sạch hơn”
Nhiều công ty khởi nghiệp công nghệ tiên tiến đã theo đuổi những giải pháp giúp cho tiến trình sản xuất thực tiễn sạch hơn. Một số nhà khoa học đang tò mò những cách mới để tinh chế silicon cho pin mặt trời hoặc đang thử nghiệm với pin mặt trời sử dụng silicon cấp thấp hơn.
 |
| Tái sử dụng là một giải pháp có ích so với yếu tố rác thải pin mặt trời. Ảnh : IEEE Spectrum. |
Ngoài ra, một số ít điều tra và nghiên cứu gần đây tại Nhật Bản và Ấn Độ trong công nghệ tiên tiến năng lượng mặt trời hoàn toàn có thể vô hiệu trọn vẹn silicon bằng cách sử dụng một vật tư gọi là perovskite. Thay vì sử dụng tinh thể silicon, pin mặt trời perovskite được làm bằng tinh thể sắt kẽm kim loại, thường là chì. Nguyên liệu thô và tổng hợp cho những tế bào perovskite chì rẻ hơn nhiều so với silicon có độ tinh khiết cao thiết yếu cho những tấm pin mặt trời truyền thống lịch sử. Phương pháp này giúp tiết kiệm ngân sách và chi phí ngân sách hơn nhiều. Chỉ có một số ít cách để tạo ra pin mặt trời silicon, nhưng có nhiều cách để tạo ra tế bào perovskite, mang lại những tấm pin mặt trời độc lạ cho những ứng dụng khác nhau. Nhưng điều hứa hẹn nhất của tế bào perovskite là tạo ra nguồn năng lượng ngang ngửa với tế bào silicon nhưng dễ sản xuất hơn và thân thiện với môi trường tự nhiên hơn. Đồng thời, những báo cáo giải trình đã chỉ ra rằng những tế bào perovskite còn hoàn toàn có thể được sản xuất từ những sắt kẽm kim loại hoặc á kim không ô nhiễm như thiếc hoặc germani, và có năng lực hoạt động giải trí tương tự hiệu suất cao của những tế bào perovskite chì. Đến nay, ba ưu điểm lớn nhất mà điện mặt trời mang lại cho người dùng chính là : Thân thiện với môi trường tự nhiên ; giảm chất thải gây hiệu ứng nhà kính so với những nguồn nguyên vật liệu hóa thạch truyền thống cuội nguồn ; và giảm tải cho lưới điện vương quốc, tiết kiệm chi phí tiền điện, thậm chí còn có thêm thu nhập cho chủ sử dụng điện mặt trời. Thực tế cho thấy, sử dụng năng lượng mặt trời là giải pháp năng lượng sạch trong tương lai loài người. Tuy nhiên, xã hội cũng phải thừa nhận, đương đầu và giải quyết và xử lý triệt để những phát sinh, đặt biệt là yếu tố rác thải, của ngành công nghiệp này. Nếu không, việc khai thác năng lượng ánh sáng hoàn toàn có thể sẽ biến tương lai của tất cả chúng ta trở nên tăm tối hơn.
Bài toán xử lý, tái chế tại Việt Nam
Cuối tháng 4 vừa mới qua, Phó Thủ tướng nhà nước Lê Văn Thành chủ trì cuộc họp của Hội đồng thẩm định và đánh giá Quy hoạch tăng trưởng điện lực Quốc gia quy trình tiến độ 2021 – 2030, tầm nhìn 2045 ( Quy hoạch điện VIII ) và đã trải qua dự thảo Quy hoạch Điện VIII. Dự kiến, Quy hoạch điện VIII sẽ được trình Thủ tướng nhà nước xem xét, phê duyệt vào tháng 5 này.
 |
|
Liệu pin mặt trời perovskite có thể giải quyết được vấn đề rác thải pin mặt trời? Ảnh: Saur Energy International.
|
Trong những năm gần đây, điện mặt trời đã được nhiều hộ mái ấm gia đình, doanh nghiệp, những tổ chức triển khai, nhà kinh doanh … chăm sóc góp vốn đầu tư, khai thác nhằm mục đích Giao hàng hoạt động và sinh hoạt, sản xuất cũng như kinh doanh thương mại trên thị trường điện tại Nước Ta. Đi cùng với quyền lợi kinh tế tài chính mang lại, những khu công trình điện mặt trời là nỗi lo về rác thải khi có hàng chục triệu tấm pin mặt trời đang hoạt động giải trí lúc bấy giờ. Xử lý loại rác thải này như thế nào sau khi chúng hết hạn sử dụng hoặc bị hư hỏng phải thải bỏ … cũng là yếu tố đang được chăm sóc lúc bấy giờ ở nước ta. Tại Nước Ta, khối lượng chất thải từ tấm pin mặt trời còn khá nhỏ so với những nước, tuy nhiên để bảo vệ tăng trưởng bền vững và kiên cố, Nhà nước cần sớm nghiên cứu và điều tra để có chủ trương chính sách tương thích tương quan tới yếu tố quản trị, thu gom và giải quyết và xử lý rác thải từ tấm pin mặt trời. Với kế hoạch tăng trưởng năng lượng tái tạo đến năm 2045, lượng phế thải từ những tấm pin mặt trời nếu không được quản trị sẽ gây ô nhiễm thiên nhiên và môi trường. Như vậy, Nhà nước cần sớm nghiên cứu và điều tra để có chủ trương chính sách tương thích tương quan tới thu nhận và giải quyết và xử lý rác thải từ tấm pin mặt trời. Thực tế, Nước Ta đã có những pháp luật đơn cử tương quan đến việc giải quyết và xử lý tấm pin năng lượng mặt trời đã có. Tại Thông tư 18/2020 / TT-BCT của Bộ Công Thương phát hành ngày 17/7/2020 lao lý về tăng trưởng dự án Bất Động Sản và hợp đồng mua và bán điện mẫu vận dụng cho những dự án Bất Động Sản điện mặt trời, trong đó pháp luật nhu yếu về thiên nhiên và môi trường nêu rõ : Trong quy trình quản lý và vận hành hoặc khi kết thúc dự án Bất Động Sản điện mặt trời nối lưới, mạng lưới hệ thống điện mặt trời mái nhà, bên bán điện có nghĩa vụ và trách nhiệm thu gom, tháo dỡ, hoàn trả mặt phẳng và chịu nghĩa vụ và trách nhiệm giải quyết và xử lý hàng loạt vật tư, thiết bị của những khu công trình điện mặt trời theo đúng lao lý của pháp lý. Bên cạnh đó, tấm pin mặt trời thải loại được quản trị theo những pháp luật về quản trị chất thải. Cụ thể, chủ nguồn thải có nghĩa vụ và trách nhiệm phân định rác thải từ những tấm pin mặt trời theo pháp luật tại Quy chuẩn kỹ thuật vương quốc về ngưỡng chất thải nguy cơ tiềm ẩn để quản trị cho tương thích ( QCVN 07 : 2009 / BTNMT ). Bộ Tài nguyên Môi trường cũng đang chủ trì kiến thiết xây dựng dự thảo Luật bảo vệ môi trường tự nhiên sửa đổi. Trong dự thảo, Bộ Tài nguyên Môi trường sẽ phát hành hạng mục những chất thải nguy cơ tiềm ẩn, chất thải công nghiệp phải trấn áp và chất thải công nghiệp thường thì. Dự thảo Luật cũng lao lý đơn cử về chất thải phát sinh trong quy trình sản xuất, kinh doanh thương mại phải cung ứng tiêu chuẩn, quy chuẩn chất lượng nguyên vật liệu, nguyên vật liệu, vật tư theo pháp luật của pháp lý. Điện mặt trời nếu giải quyết và xử lý tốt sẽ không đáng quan ngại. Quan trọng là hiệu suất cao quản trị nhà nước, chính sách, chủ trương đơn cử, chế tài, nghĩa vụ và trách nhiệm, kinh phí đầu tư … để tịch thu, tái chế rác thải từ điện mặt trời, không để hình thành bãi thải khổng lồ, tạo gánh nặng cho xã hội. Nhìn ở góc nhìn kinh tế tài chính tuần hoàn thì đây hoàn toàn có thể trở thành thời cơ cho Nước Ta tăng trưởng công nghiệp tái chế tấm pin trong tương lai .
