Xử lý tấm pin mặt trời đã qua sử dụng, vấn đề tồn đọng về năng lượng xanh

Khi ánh mặt trời tắt, các tấm pin năng lượng mặt trời, được biết đến là một dạng năng lượng tái tạo đầy hứa hẹn, có thể rò rỉ các chất độc hại nếu không được xử lý đúng cách.

Nhiều tấm pin mặt trời ở Nhật được sử dụng để sản xuất điện sạch dự kiến sẽ hết tuổi thọ vào năm 2030.

Do vậy, nhu cầu cấp bách dành cho các doanh nghiệp phát triển các hệ thống xử lý những tấm pin mặt trời đã qua sử dụng này là phải có các dự án mới để giải quyết thách thức đang tồn tại.

Cuộc sống mới thông qua tái tạo

NPC, một nhà sản xuất tấm pin mặt trời có trụ sở tại Tokyo, đã phát triển thiết bị cơ khí cho phép tái chế hơn 90% vật liệu chứa trong tấm pin mặt trời. Thiết bị đã được bán vào năm 2019.

Thiết bị sử dụng một lưỡi dao được làm nóng đến 300 độ hoặc cao hơn để loại bỏ kính khỏi bề mặt của tấm pin mặt trời. Nó tách phần còn lại thành các loại vật liệu khác nhau, chẳng hạn như nhựa và đồng.

Mỗi đơn vị của thiết bị có khả năng xử lý lên đến 140,000 tấm pin mỗi năm. NPC cho đến nay đã bán được 5 đơn vị thiết bị này ở Nhật Bản, mặc dù với giá cao là 100 triệu yên.

Công ty cũng đã nhận được một đơn hàng từ Pháp vào năm ngoái.

Chủ tịch NPC Masafumi Ito cho biết: ”Nhu cầu đã có ở châu Âu, nơi sản xuất năng lượng quang điện lan rộng sớm hơn ở Nhật Bản”.

Ông Masafumi Ito cho biết thêm rằng công ty của ông đã giao 10 đơn vị thiết bị, trong đó có những mẫu đơn giản hơn và rẻ hơn.

Sẽ có tới 280,000 tấn chất thải vào những năm 2030.

Sự lan rộng nhanh chóng của sản xuất điện quang ở Nhật Bản được thúc đẩy bởi việc áp dụng hệ thống biểu giá nhập khẩu vào năm 2012, trong đó yêu cầu các công ty điện lực phải mua điện được tạo ra từ các nguồn năng lượng tái tạo với giá cố định do Chính phủ quy định.

Các tấm pin mặt trời được cho là có tuổi thọ từ 20 đến 30 năm. Tổ chức Phát triển Công nghệ, Công nghiệp và Năng lượng Mới của Chính phủ (NEDO) đã ước tính khối lượng các tấm pin mặt trời không được sử dụng trong một năm sẽ đạt đỉnh vào khoảng năm 2036 ở mức 170,000 đến 280,000 tấn.

Có lựa chọn tái sử dụng chúng, nhưng rất ít người mua muốn tấm nền của các mẫu cũ hơn có hiệu suất điện kém hơn. Tuy nhiên các tấm có thể được sử dụng trong sản xuất máy móc khác vì sau khi tháo rời, các tấm này cung cấp vật liệu có giá trị cao, chẳng hạn như nhôm và bạc.

Niimi Solar có trụ sở tại Niimi, tỉnh Okayama, đang phát triển thiết bị xử lý tấm pin năng lượng mặt trời sử dụng hơi nước.

Thiết bị mới sử dụng hơi nước được làm nóng đến 600 độ hoặc cao hơn, để làm bốc hơi nhựa và thu hồi hơn 90% vật liệu, bao gồm cả thuỷ tinh và đồng. Những người đứng đầu công ty cho biết họ hy vọng sẽ thương mại hoá vào khoảng năm 2023.

Chủ tịch Niimi Solar Hideyuki Sakumotocho nhận xét ”Nếu có nhiều doanh nghiệp tham gia vào thị trường, sự cạnh tranh sẽ thúc đẩy đổi mới công nghệ và giảm chi phí”.

Các doanh nghiệp hàng đầu cũng đang mạo hiểm vào lĩnh vực này.

Solar Frontier KK, một công ty con có trụ sở tại Tokyo của nhà phân phối dầu lớn Idemitsu Kosan đã phát triển một công nghệ chiết xuất kim loại quý và các vật liệu khác từ các tấm pin mặt trời đã qua sử dụng bằng cách sử dụng axit nitric.

Phía công ty cho biết hy vọng sẽ bắt đầu kinh doanh sớm nhất là vào năm tài chính 2024 để tái chế các chất được chiết xuất. Công ty sẽ bắt đầu gia công 30,000 tấm pin mỗi năm và mở rộng quy mô kinh doanh để phù hợp với nhu cầu ngày càng tăng.

Không có quỹ tranh chấp, không có giấy phép

Tuy nhiên có nhiều công nghệ tương tự ra đời, nhưng vẫn không thể giải quyết hết mọi vấn đề.

Các tấm pin mặt trời có chứa các chất độc hại, bao gồm cả chì, nhưng vì chúng được thiết kế để ngăn nước thấm vào có nghĩa là phải mất nhiều thời gian và công sức để tháo rời.

Các tấm đã qua sử dụng vượt quá khả năng xử lý sẽ được giao cho các bãi chôn lấp. Tuy nhiên các bãi xử lý chất thải công nghiệp sẽ đạt đến giới hạn công suất vào khoảng năm 2035 nếu không giảm lượng chất thải.

Chi phí xử lý mà các nhà sản xuất điện phải chịu cũng là một vấn đề.

Cơ quan Tài nguyên Năng lượng cho biết không có đủ vốn để xử lý khoảng 80% tổng số máy phát điện kể từ năm 2019. Điều đó làm dấy lên lo ngại rằng các tấm pin mặt trời đã qua sử dụng có thể bị bỏ hoang trong những năm tới.

Chính phủ đang gấp rút giải quyết vấn đề.

Ở Nhật đã có luật quy định về các biện pháp đặc biệt về năng lượng tái tạo, được sửa đổi vào năm 2020, để bắt buộc các nhà sản xuất điện phải dành quỹ dự phòng để xử lý thiết bị trong tất cả các dự án trang trại năng lượng mặt trời từ 10 kilowatt trở lên. Điều khoản đó sẽ có hiệu lực vào tháng 7 năm nay.

Tuy nhiên, biện pháp sẽ có hiệu quả như thế nào vẫn còn là một câu hỏi bỏ ngỏ.

Katsushi Takenaka, người đứng đầu phòng chuẩn bị tái chế quang điện của Solar Frontier cho biết:

”Sẽ rất khó để xây dựng các vùng năng lượng mặt trời mới trừ khi một cơ chế xử lý rác thải được thiết lập. Cũng cần phải xây dựng một hệ thống thể chế để khuyến khích việc tái sử dụng vật liệu, chẳng hạn như bằng cách chứng nhận các nguồn tài nguyên tái chế”.

• pin mặt trời