Tái chế tấm pin năng lượng mặt trời thế nào khi hết thời gian sử dụng?
Tái chế tấm pin mặt trời đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực năng lượng. Việc xử lý tấm pin năng lượng mặt trời (NLMT) khi đã hết vòng đời sử dụng không chỉ giải quyết các vấn đề môi trường mà còn liên quan đến vấn đề kinh tế. Khi việc lắp đặt năng lượng toàn cầu tiếp tục gia tăng, nhiều tấm pin mặt trời sẽ đạt đến giai đoạn hết tuổi thọ trong những năm tới, dẫn đến lãng phí.
Tái chế tấm pin NLMT ngăn chặn các chất xâm nhập vào đất gây ô nhiễm môi trường. Đồng thời, khả năng thu hồi lại các vật liệu còn giá trị và triển vọng tạo thêm việc làm trong lĩnh vực xanh cũng được tăng lên. Bằng cách tái chế các tấm pin, chúng ta có thể bảo tồn các nguồn tài nguyên được sử dụng trong sản xuất các tấm mới; giảm bớt các hạn chế trong chuỗi cung ứng và giảm nhu cầu khai thác nguyên liệu thô.
Tấm pin mặt trời có tuổi thọ bao lâu?
Theo nhiều nghiên cứu, tấm pin NLMT có vòng đời khoảng 30 năm trước khi ngừng hoạt động.
Trong suốt vòng đời của mình, công suất tấm pin có thể giảm 20%. Trong khoảng 10 đến 12 năm đầu, công suất giảm tối đa là 10% và tăng lên 20% khi đạt đến giới hạn 25 năm.
Tuy nhiên thực tế cho thấy, hiệu suất chỉ giảm từ 6 đến 8% sau 25 năm. Do đó, tuổi thọ của các tấm pin có thể dài hơn nhiều so với công bố chính thức. Đối với các tấm PV chất lượng cao, tuổi thọ có thể lên tới 30-40 năm và thậm chí vẫn hoạt động sau thời gian này, mặc dù hiệu quả giảm dần.
Con số khổng lồ của lượng rác thải tấm pin năng lượng mặt trời
Nếu quy trình tái chế không được thực hiện, sẽ có tới 60 triệu tấn chất thải tấm PV nằm trong các bãi chôn lấp vào năm 2050. Nếu được tái chế hoàn toàn, giá trị của chúng được ước tính khoảng 15 tỉ USD.
Tuy nhiên, để có thể có được một quy trình tái chế rác pin mặt trời này, cần có một quy trình chuyên biệt có thể tốn khá nhiều chi phí đầu tư ban đầu. Đây là một quá trình cần thời gian để áp dụng rộng rãi và cần nghiên cứu sâu hơn để đạt được tiềm năng tối đa trong việc tái chế đầy đủ tất cả các thành phần của tấm pin mặt trời.
Quá trình tái chế pin năng lượng mặt trời như thế nào?
Pin năng lượng mặt trời được chia làm 2 loại: Pin mặt trời tinh thể silicon (silicon-based) và pin mặt trời màng mỏng (thin-film-based).
Tái chế pin năng lượng mặt trời silicon:
- Quá trình tái chế các tấm PV gốc silicon bắt đầu bằng việc tháo rời sản phẩm để tách các bộ phận nhôm và kính.
- Hầu như toàn bộ (95%) kính có thể được tái sử dụng. Phần khung tấm pin có thể được tái chế để đúc lại khung mới.
- Phần vật liệu còn lại sẽ được xử lý ở nhiệt độ khoảng 500°C để giảm bớt sự liên kết giữa các thành phần. Do nhiệt độ cực cao khiến nhựa bay hơi, phần tinh thể silicon sẽ được tách rời và tái sử dụng hoặc được nung chảy tạo thành các tấm wafer để phục vụ chế tạo các cell pin mới. Tỉ lệ silicon được tái chế lại là 85%.
Tái chế pin năng lượng mặt trời màng mỏng:
Tấm pin năng lượng mặt trời màng mỏng (thin-film based) hầu như ít được sử dụng ở thị trường Việt Nam. Do tính chất cấu tạo đặc biệt, quy trình tái chế cũng trải qua nhiều công đoạn phức tạp hơn.
- Bước 1: Các tấm pin thin-film được được đưa vào máy nghiền thành các thành phần nhỏ kích thước 4-5mm.
- Bước 2: Sau khi nghiền nhỏ, máy quay li tâm sẽ giúp tách các bộ phận rắn và lỏng riêng biệt
- Bước 3: Chất lỏng sau khi được phân tách sẽ trải qua quy trình kết tủa và tách nước để tạo độ tinh khiết, sau đó qua quá trình xử lý kim loại để tách hoàn toàn vật liệu bán dẫn. Trung bình 95% vật liệu bán dẫn được tái sử dụng.
- Bước 4: Các vật liệu rắn được sàng lọc, rửa sạch và thu được thủy tinh nguyên chất, tiết kiệm được khoảng 90% thành phần thủy tinh để dễ dàng cho việc tái sản xuất.
Tái chế pin năng lượng mặt trời mang lại lợi ích kinh tế như thế nào?
Tái chế quang điện sẽ tạo ra nhiều cơ hội việc làm xanh hơn. Ước tính 2 tỷ tấm pin mới tương đương 630GW năng lượng có thể được sản xuất nhờ vào việc tái chế tấm pin cũ.
Pin năng lượng mặt trời có khả năng tái chế và tái sử dụng sẽ giúp tiết kiệm ngân sách đáng kể cho toàn thế giới.
Thị trường cho các tấm pin tái chế vẫn còn tương đối mới nhưng có sự tăng trưởng đều đặn. Các nhà nghiên cứu đang tích cực phát triển các quy trình tái chế có thể phục hồi hầu hết các thành phần từ tấm pin mặt trời. Để có thể có một ngành công nghiệp năng lượng phát triển lâu bền, chắc chắn công tác tái chế sẽ cần được quan tâm và đầu tư nhiều hơn trong tương lai.
(Nguồn: https://www.greenmatch.co.uk/blog/2017/10/the-opportunities-of-solar-panel-recycling)
