Исследование PV Cycle и Imec / EnergyVille изучает растущий сектор повторного использования фотоэлектрических модулей, подробно описывая как возможности, так и проблемы использования бывших в употреблении систем, особенно в развивающихся странах.
Поскольку ежегодно возрастает роль фотоэлектрических элементов в производстве возобновляемой энергии, эффективное повторное использование и ремонт фотоэлектрических модулей становятся более востребованными, особенно в странах с низким уровнем доходов. Однако, согласно новому исследованию, «нечеткие международные рекомендации по утилизации электронных отходов препятствуют их эффективному повторному использованию».
В своем исследовательском отчете, бельгийская некоммерческая организация PV Cycle и европейский инновационный центр Imec / EnergyVille подробно описывают текущую практику, риски и проблемы на рынке повторного использования, чтобы «проинформировать органы власти и заинтересованные стороны, а также сформулировать первоначальные рекомендации». Они указывают на то, что при переходе на экономику замкнутого цикла повторное использование и ремонт фотоэлектрических модулей существенно продлевают срок их эксплуатации.
«Первая волна демонтажа началась через 15 лет после установки фотоэлектрических модулей. Однако повторное использование фотоэлектрических модулей - это нерегулируемая область», - говорится в отчете. «Промышленные и государственные игроки в сфере фотоэлектрических модулей и / или управления отходами мало или совсем не осведомлены о такой деятельности».
PV Cycle и Imec / EnergyVille отмечают, что фотоэлектрическая энергия быстро стала одной из самых экономичных технологий по производству энергии. «Цена на электроэнергию, производимую с помощью фотоэлектрических систем, достигла нормированной стоимости 5-10 евро центов за кВт-ч, что привело к значительному ускорению развертывания со 110 ГВт установленной мощности в 2019 году», - говорится в исследовании. Кумулятивная установленная фотоэлектрическая мощность в настоящее время составляет 627 ГВт, и ожидается, что к 2025 году она превысит 1 ТВт.
В связи с тем, что фотоэлектрические модули на кристаллическом кремнии (c-Si) составляют 95% рынка фотоэлектрических модулей, и «приближается тераваттная эра фотоэлектрических модулей», поднимаются вопросы об утилизации фотоэлектрических отходов после окончания срока их эксплуатации, так как по прогнозам к 2030 году объем фотоэлектрических отходов может составить 5 млн. тонн.
«Модель экономики замкнутого цикла дает прекрасную возможность убедиться, что фотоэлектрическая энергия станет одним из наиболее устойчивых источников энергии», - подчеркивается в исследовании.
В настоящее время 15 компаний работают в секторе повторного использования фотоэлектрических систем, рынок которых составляет 500-600 МВт в год. «Объем трудно оценить, поскольку ни вывод из эксплуатации фотоэлектрических станций, ни рынки перепродажи фотоэлектрических систем не учитываются», - говорится в отчете.
Фотоэлектрические модули составляют около 40% от общей стоимости фотоэлектрических систем, что мотивирует экономическое обоснование повторного использования. Однако продолжающееся быстрое снижение цен на фотоэлектрические модули (до 0,2-0,3 евро / Вт) и быстрое увеличение эффективности фотоэлектрических модулей (в настоящее время от 17 до 21%) поднимают вопросы об экономической эффективности сектора.
Бывшие в употреблении фотоэлектрические модули с более низкой производительностью и более низкими эксплуатационными характеристиками востребованы в странах Африки, Западной Азии и Юго-Восточной Азии, где потребители готовы покупать фотоэлектрические системы более низкого качества, но дешевле. Рынок около 10 МВт также существует в Западной Европе, где правила «зеленых» тарифов требуют замены «очень похожих» модулей в случае их повреждения.
«В целом, повторно используемые или отремонтированные фотоэлектрические модули неконкурентоспособны для новых фотоэлектрических установок в странах с высоким уровнем дохода или даже в развивающихся странах, имеющих государственные стимулы для развертывания фотоэлектрических модулей», - подчеркивается в исследовании.
В настоящее время для повторного использования в основном поставляются фотоэлектрические модули из крупных коммерческих фотоэлектрических систем мощностью от 10 кВт до МВт или крупных фотоэлектрических станций мощностью более 1 МВт из Европы, США и Китая, «которые были повреждены в результате сложных погодных условий». В таких случаях снимаются все фотоэлектрические системы, хотя многие модули могут быть целыми. «Наиболее рентабельным методом является сбор многоразовых модулей на месте вывода их из эксплуатации с проведением сортировки, визуальных и электрических испытаний непосредственно после снятия, включая небольшой ремонт внешних электрических компонентов модулей (кабелей, разъемов, диодов)», - отмечается в сообщении.
Эстер Ворошази (Eszter Voroshazi), менеджер по исследованиям и разработкам в Imec / EnergyVille, говорит, что технические рекомендации и стандарты, детализирующие этапы сортировки и тестирования и, что наиболее важно, установление технических критериев для квалификации модулей с целью их повторного использования, «необходимы для обеспечения качественной работы повторно используемых модулей. Для повторного использования целесообразно рассматривать только фотоэлектрические модули, мощность которых превышает 70% от их первоначального значения без видимых дефектов».
Выполнение таких требований, «обеспечит качество продукции и укрепит доверие к клиентам и производителям оборудования», - добавляет Ворошази.
«В принципе, подготовка фотоэлектрических модулей для повторного использования не вредна для окружающей среды, поэтому в ближайшее время это может стать частью круговой экономической модели по эксплуатации фотоэлектрических модулей», - говорится в отчете. «Ожидается, что Европа в ближайшие годы введет требования экодизайна для фотоэлектрических панелей, которые предъявляются к электрическому и электронному оборудованию, измеряющему выбросы CO2».
По словам генерального директора PV Cycle Яна Клинке: «В таком случае повторное использование фотоэлектрических модулей станет более конкурентоспособным».
В то же время использованные модули могут представлять угрозу для окружающей среды, если они не будут переработаны в последующем должным образом.
«Экологическая целесообразность использования бывших в употреблении фотоэлектрических модулей находится под угрозой, если после их второй жизни не будет гарантирована их надлежащая переработка», - добавляет Клинке. «Текущая практика экспорта повторно используемых фотоэлектрических модулей в развивающиеся страны, где неотрегулировано экологическое законодательство, представляет собой серьезную проблему».
«Повторное использование фотоэлектрических модулей создает возможности для трудоустройства технически квалифицированной местной рабочей силы как в странах, где модули выводятся из эксплуатации, так и в странах, где производится их повторная установка, что может привести к созданию 63 рабочих мест на 1000 тонн электрических и электронных отходов». Важно отметить, что для обеспечения экономической жизнеспособности сектора, особенно в странах с высоким уровнем доходов, где фотоэлектрические системы выводятся из эксплуатации, потребуется автоматизация сортировки, тестирования и т. д.
«Такой рост рынка снижает энергетическую бедность в странах с низким уровнем доходов, что косвенно способствует дальнейшему экономическому и социальному развитию».
«В целом, нечеткое законодательство, отсутствие контроля над директивой Европейской комиссии по утилизации электрического и электронного оборудования (WEEE) и отсутствие аналогичного законодательства за пределами ЕС вызывают серьезные опасения по поводу окружающей среды и безопасности при повторном использовании фотоэлектрических модулей», - говорится в исследовании.
