Τι γίνεται με όλα τα απόβλητα;

Των Rachel A. Meidl, Mathilde Saada

Με τις πιέσεις της κλιματικής αλλαγής και την επείγουσα ανάγκη ενσωμάτωσης εναλλακτικών πηγών ενέργειας, όπως ο άνεμος και η ηλιακή, η προσήλωση στα υποτιθέμενα οφέλη των τεχνολογιών ενεργειακής μετάβασης επισκιάζει την κραυγαλέα πραγματικότητα—την απουσία στρατηγικής γύρω από τον εντοπισμό και τον ποσοτικό προσδιορισμό άλλων εξωτερικών παραγόντων του κύκλου ζωής, όπως τα απόβλητα διάθεση ή περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Η βιομηχανία ενέργειας, οι κυβερνήσεις και η κοινωνία δεν έχουν ακόμη κατανοήσει πλήρως τις εισερχόμενες ποσότητες αποβλήτων και τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις που σχετίζονται με τα ηλιακά φωτοβολταϊκά στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Εάν ένα βιώσιμο και κυκλικό μέλλον είναι ο προτιμώμενος δρόμος προς τα εμπρός, είναι απαραίτητη η ελεγχόμενη διαχείριση των πάνελ στο τέλος του κύκλου ζωής τους σε επιτρεπόμενες εγκαταστάσεις ανακύκλωσης, επεξεργασίας και διάθεσης.

Τι διακυβεύεται: Ηλιακά απόβλητα

Οι σωρευτικές προβλέψεις ηλιακών αποβλήτων παγκοσμίως αναμένεται να φτάσουν περίπου τους 78 εκατομμύρια τόνους έως το 2050. Ωστόσο, πολλές από αυτές τις προβλέψεις προϋποθέτουν πλήρη διάρκεια ζωής 25-30 ετών πάνελ και δεν λαμβάνουν υπόψη την πρώιμη αντικατάσταση, την ταχεία απαξίωση και τον εκτεταμένο πρόωρο παροπλισμό λόγω ηλιακής ενέργειας Εκπτώσεις φόρου, ποσοστά αποζημίωσης, τιμή εγκατάστασης, έντονα καιρικά φαινόμενα και ο ρόλος της Κίνας που θα μπορούσαν τελικά να ωθήσουν αυτούς τους αριθμούς ακόμη υψηλότερα. Εκτός από τις ελκυστικές φορολογικές επιδοτήσεις που οδήγησαν σε μαζική και άνευ προηγουμένου αύξηση της ηλιακής ενέργειας, η απόδοση μετατροπής των πάνελ βελτιώνεται χρόνο με το χρόνο, χάρη στις κατασκευαστικές καινοτομίες στην Κίνα, η οποία κυριαρχεί και ελέγχει την ηλιακή αγορά. Στις ΗΠΑ, η ηλιακή ενέργεια έχει παρουσιαστεί ως μια κρίσιμη λύση για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής, μια ελκυστική επένδυση για εταιρείες και επενδυτές που ευθυγραμμίζεται με τους περιβαλλοντικούς κοινωνικούς στόχους και τους στόχους διακυβέρνησής τους και ως δημιουργός θέσεων εργασίας. 

Ωστόσο, οι διαφαινόμενοι όγκοι απορριμμάτων έρχονται σε αντίθεση με μια κυκλική οικονομία και αποτελούν απειλή για τους παγκόσμιους και εθνικούς στόχους βιωσιμότητας. 

Η ανατομή ενός ηλιακού φωτοβολταϊκού (PV) πάνελ και η κατανόηση της ανατομίας του αποκαλύπτει ένα εξαιρετικά ολοκληρωμένο σύστημα που καθιστά την αποσυναρμολόγηση και την ανακύκλωση μια δαπανηρή, περίπλοκη και ένταση ενέργειας και πόρων. Η σύνθεση ενός πάνελ περιλαμβάνει αλουμίνιο, γυαλί, σύνθετα πλαστικά και μια ποικιλία μετάλλων, όπως κάδμιο, χρώμιο, μόλυβδο, σελήνιο και ασήμι, μεταξύ άλλων, που αφεθούν χωρίς επεξεργασία και χωρίς διαχείριση, μπορούν να μολύνουν τα εδάφη και να εκπλυθούν σε συστήματα υπόγειων υδάτων. Λόγω της παρουσίας βαρέων μετάλλων και άλλων συστατικών που υπερβαίνουν τα ρυθμιστικά όρια τοξικότητας, τα πάνελ στο τέλος του κύκλου ζωής τους μπορούν να ταξινομηθούν ως επικίνδυνα απόβλητα υπό ομοσπονδιακή ρύθμιση σύμφωνα με τον νόμο περί διατήρησης και ανάκτησης πόρων, τον νόμο που διέπει τη διαχείριση επικίνδυνων αποβλήτων. Αυτή η ταξινόμηση εντάσσει τους ηλιακούς συλλέκτες σε όλο το φάσμα των κανονισμών για τα επικίνδυνα απόβλητα της Υπηρεσίας Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ και φέρει μια σειρά από αυστηρές κανονιστικές υποχρεώσεις που καθιστούν δαπανηρή και επαχθή την ταξινόμηση, αποθήκευση, χειρισμό και μεταφορά πάνελ για ανακύκλωση ή απόρριψη σύμφωνα με την ισχύουσα νομοθεσία.

Το ζήτημα του κύκλου τέλους ζωής αντικατοπτρίζει την έλλειψη οικονομικά βιώσιμων και βιώσιμων επιλογών στο τέλος του κύκλου ζωής τους, με τις κυρίαρχες μεθόδους να είναι η υγειονομική ταφή, η αποτέφρωση ή η «δωρεά» (εθελοντική ανακύκλωση) σε δευτερογενείς αγορές που μετατοπίζουν το βάρος της διαχείρισης αποβλήτων στην ανάπτυξη οικονομίες. 

Η πολυπλοκότητα της διαδικασίας ανακύκλωσης ηλιακής ενέργειας

Η ανακύκλωση ηλιακών φωτοβολταϊκών είναι εξαιρετικά περίπλοκη και μπορεί να είναι μια διαδικασία έντασης ενέργειας και πόρων που παράγει τα δικά της απόβλητα και εκπομπές (Εικόνα 1). Οι τεχνολογίες ανακύκλωσης, ιδιαίτερα στις ΗΠΑ, εξακολουθούν να είναι εκκολαπτόμενες και απαγορευτικές από το κόστος, γεγονός που περιορίζει τις τελικές επιλογές διάθεσης στην υγειονομική ταφή, την αποτέφρωση και την εξαγωγή - τα φθηνότερα μονοπάτια με μεγάλη διαφορά. Λόγω της ονομασίας «επικίνδυνα απόβλητα», οι ισχύοντες κανονισμοί απαιτούν τη διαχείριση των απορριμμάτων ηλιακών συλλεκτών από ειδικευμένους μεταφορείς και σε επιτρεπόμενες εγκαταστάσεις επεξεργασίας, αποθήκευσης, διάθεσης και ανακύκλωσης. Με τους προβλεπόμενους όγκους ηλιακών αποβλήτων, είναι αβέβαιο εάν οι υπάρχουσες εγκαταστάσεις επικίνδυνων αποβλήτων και ανακύκλωσης είναι επαρκείς για τη διαχείριση της εισροής πάνελ, δεδομένου του παρατεταμένου χρονοδιαγράμματος αδειοδότησης για την εγκατάσταση, την κατασκευή και την κλιμάκωση των εγκαταστάσεων ανακύκλωσης στις ΗΠΑ. 

Αυτά τα περίπλοκα ρυθμιστικά εμπόδια, μαζί με το άμεσο κόστος της ανακύκλωσης, ενθαρρύνουν την εγκατάλειψη, την παράνομη απόρριψη και τη συσσώρευση απορριμμάτων ηλιακών συλλεκτών, ενώ προκύπτουν πιο προσιτές επιλογές. Αν και είναι δύσκολο να ληφθούν ακριβή στοιχεία λόγω της εσφαλμένης ταξινόμησης των πάνελ ως ηλεκτρονικών απορριμμάτων (e-waste) ή άλλων υλικών, της έλλειψης μηχανισμών παρακολούθησης και της διαφάνειας των δεδομένων, οι εκτιμήσεις είναι ότι περίπου το 10% των ηλιακών συλλεκτών ανακυκλώνεται στις ΗΠΑ και είναι ασαφές εάν αυτό το ποσοστό μεταφράζεται σε πλήρη ή μερική αποτελέσματα ανακύκλωσης.

Αν και η βιομηχανία ανακύκλωσης ηλιακής ενέργειας αντιμετωπίζει προκλήσεις ανεπαρκών εισροών, υψηλού λειτουργικού κόστους και χαμηλής κερδοφορίας λόγω των μικρών συγκεντρώσεων πολύτιμων υλικών, υπάρχει δυνατότητα για μια ισχυρή αγορά ανακύκλωσης ηλιακής ενέργειας εάν υπήρχαν συνεργασίες υποδομής και εφοδιαστικής αλυσίδας για τη συλλογή, επεξεργασία και πώληση των διάφορα εξαρτήματα. Ωστόσο, καμία από αυτές τις ρυθμίσεις δεν ισχύει επί του παρόντος. Θα πρέπει να αναπτυχθούν νέα κυκλικά επιχειρηματικά μοντέλα και να δημιουργηθούν δευτερογενείς αγορές με βάση το ανακυκλωμένο, επαναχρησιμοποιούμενο και ανακτημένο πυρίτιο, μέταλλα και υλικά για πάνελ δεύτερης ζωής και άλλες εφαρμογές που επισημοποιούν την επαναχρησιμοποίηση, την επισκευή και την ανακατασκευή αλυσίδων αξίας στη βιομηχανία ηλιακών φωτοβολταϊκών. 

Πηγή: Συγκεντρώθηκε από διάφορες πηγές από τις Rachel Meidl και Mathilde Saada.

Μελλοντικά ρυθμιστικά μοντέλα στις ΗΠΑ

Δεν υπάρχει εθνικό πλαίσιο για τα ηλιακά απόβλητα στο τέλος του κύκλου ζωής τους στις ΗΠΑ, αλλά ακολουθώντας το παράδειγμα της Καλιφόρνια, η EPA εξετάζει επί του παρόντος εάν τα πάνελ στο τέλος του κύκλου ζωής τους πρέπει να ρυθμιστούν ως «καθολικά απόβλητα», μια κατηγορία επικίνδυνων αποβλήτων με εξορθολογισμένη κανονισμούς που αποσκοπούν στη μείωση του διοικητικού φόρτου και στη διευκόλυνση της συλλογής και της ανακύκλωσης. Η Καλιφόρνια είναι η πρώτη πολιτεία που ρυθμίζει τα ηλιακά πάνελ στο τέλος του κύκλου ζωής τους ως καθολικά απόβλητα και η πρόσφατη νομοθεσία της θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως πρότυπο για τη μελλοντική ανάπτυξη ενός εθνικού πλαισίου ανακύκλωσης ηλιακών αποβλήτων και ως σχέδιο για άλλες πολιτείες. Η Χαβάη, η Βόρεια Καρολίνα και το Ρόουντ Άιλαντ εξετάζουν επίσης κανόνες για τη ρύθμιση των ηλιακών συλλεκτών, προκειμένου να τονώσουν την ανακύκλωση. Αυτό το πλαίσιο δεν είναι μόνο πρωταρχικής σημασίας για τις χώρες του ΟΟΣΑ, αλλά είναι κρίσιμο για τις αναπτυσσόμενες οικονομίες που βιώνουν μια άνευ προηγουμένου ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας (π.χ. Κίνα και Ινδία), καθώς λείπουν επίσημα δίκτυα διάθεσης απορριμμάτων, υποδομές ανακύκλωσης και κανονισμοί σε αυτές τις περιοχές του κόσμου . Καθώς η βιομηχανία ανακύκλωσης ηλιακής ενέργειας αναδύεται και πολλοί παίκτες εισέρχονται στην αγορά, μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις θα είναι η ανάθεση ευθύνης για την τεράστια ποσότητα συσσωρευμένων ορφανών απορριμμάτων. 

Διαχείριση σε επίπεδο συστημάτων για μια κυκλική οικονομία

Η ανακύκλωση —ή η σωστή απόρριψη επικίνδυνων υλικών εάν η ανακύκλωση δεν είναι δυνατή— είναι πράγματι ουσιαστικό συστατικό μιας κυκλικής οικονομίας. Ωστόσο, πρώτα και κύρια, χρειαζόμαστε κανονισμούς που να δίνουν κίνητρα για τη συλλογή και τη σωστή διαχείριση στο τέλος του κύκλου ζωής των ηλιακών αποβλήτων. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία ικανότητας ανακύκλωσης ηλιακής ενέργειας, ενώ η βιομηχανία και οι δευτερογενείς αγορές κλιμακώνονται ως μέρος μιας ολοκληρωμένης υποδομής στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Επενδυτικά κίνητρα θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη στη σουίτα λύσεων για την ενθάρρυνση της ανάπτυξης της βιομηχανίας ανακύκλωσης ηλιακής ενέργειας. 

Στη βιασύνη για την απαλλαγή από τον άνθρακα και την ηλεκτροδότηση της κοινωνίας μας, η διαχείριση των απορριμμάτων συχνά παραβλέπεται. Υπάρχουν ευκαιρίες για την ανάπτυξη μεθοδολογιών με κατάλληλο πεδίο εφαρμογής που να λογοδοτούν τις επιπτώσεις του κύκλου ζωής σε ολόκληρες αλυσίδες εφοδιασμού των συνήθως αγνοούμενων παραγόντων ηλιακών εγκαταστάσεων, όπως η χρήση γης, η απώλεια βιοποικιλότητας, η περιβαλλοντική δικαιοσύνη, η διαχείριση των υδάτων και οι παγκόσμιες μεταφορές. Επιπλέον, τεχνολογίες όπως το blockchain μπορούν να δώσουν μεγάλη ώθηση για διαφανή, υπεύθυνη διαχείριση πάνελ στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Είναι ζωτικής σημασίας να σχεδιάζουμε, να προετοιμάζουμε και να σχεδιάζουμε ενεργειακά συστήματα για επαναχρησιμοποίηση, ανάκτηση, ανακατασκευή και ανακύκλωση στο παρόν, διαφορετικά κινδυνεύουμε να δημιουργήσουμε νέα περιβαλλοντικά, κοινωνικά και οικονομικά βάρη στο μέλλον.

Rachel A. Meidl, LP.D., CHMM, είναι ο συνεργάτης στον τομέα της ενέργειας και του περιβάλλοντος στο Πανεπιστήμιο Rice's Baker Institute-Center for Energy Studies. Προηγουμένως είχε διοριστεί αναπληρώτρια διαχειρίστρια για τη διοίκηση αγωγών και ασφάλειας επικίνδυνων υλικών, μια υπηρεσία του Τμήματος Μεταφορών των ΗΠΑ. 

Ματθίλδη Σαάντα είναι Βοηθός Ερευνητής στο Κέντρο Ενεργειακών Μελετών στο Ινστιτούτο Baker του Πανεπιστημίου Rice και φοιτητής μεταπτυχιακού τίτλου στο Master of Global Affairs του Πανεπιστημίου Rice.