โอกาสของการรีไซเคิล : เกิดอะไรขึ้นเมื่อแผงโซลาร์เซลหมดอายุการใช้งาน

ธารา บัวคำศรี แปลเรียบเรียงจาก https://www.greenmatch.co.uk/blog/2017/10/the-opportunities-of-solar-panel-recycling

อุตสาหกรรมพลังงานต้องประสบกับการเปลี่ยนแปลงในขั้นรากฐากและเป็นที่ชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงได้มุ่งสู่แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงวัฐจักรชีวิต ดูเหมือนว่ามีคำถามเรื่องความยั่งยืนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของ แผงโซล่าร์เซล ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนที่พึ่งพาการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ในการผลิตไฟฟ้าใช้ในบ้านเรือนและธุรกิจ

แต่เกิดอะไรขึ้นกับแผงโซลาร์เซลเมื่อมันไม่อาจทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ? อินโฟกราฟฟิกด้านล่างจะพาผู้อ่านสำรวจถึงกระบวนการรีไซเคิลของแผงโซลาร์เซล:

อายุของแผงโซลาร์เซล

แผงโซลาร์เซลใข้งานได้นานเพียงใด? เป็นคำถามที่หลายคนมีอยู่ในใจ จากการศึกษาพยว่า อายุของแผงโซลาร์เซล(life expectancy of solar panels) อยู่ในราว 30 ปี ก่อนถูกปลดระวาง

ตลอดช่วงอายุการใช้งานของแผงโซลาร์เซล อาจมีการลดลงของศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าร้อยละ 20 ในช่วง 10-12 ปีแรก ประสิทธิภาพของแผงจะลดลงสูงสุดประมาณร้อยละ 10 และร้อยละ 20 เมื่อใช้งานไป 25 ปี ตัวเลขนี้ได้รับการยืนยันจากผู้ผลิตส่วนใหญ่

ถึงกระนั้น จากประสบการณ์พบว่า ในความเป็นจริง ประสิทธิภาพของแผงจะลดลงเพียงร้อยละ 6-8 เมื่อใช้งานไป 25 ปี ช่วงชีวติการใช้งานของแผงโซลาร์เซลจึงอาจนานกว่าที่มีการประมาณอย่างเป็นทางการ ช่วงชีวิตการใช้งานของแผงโซลาร์เซลที่มีคุณภาพสูงอาจมากกว่า 30-40 ปี และยังคงสามารถทำงานได้หลังจากนั้นแม้ว่าประสิทธิภาพจะลดลงก็ตาม

การจัดการขั้นสุดท้ายของแผงโซลาร์เซล

ในเชิงกฏหมาย ขยะแผงโซลาร์เซลยังถูกจำแนกให้เป็นของเสีย ในกรณีของอียู แผงโซลาร์เซลจัดให้เป็น “ขยะอิเล็กทรอนิกส์(e-waste) ภายใต้ กฎหมายการจัดการซากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้า(Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) Directive) ดังนั้นการจัดการแผงโซลาร์เซลจะอยู่ภายใต้กรอบกฎหมายนี้ เพิ่มเติมจากกรอบข้อบังคับอื่นๆ

ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์จะต้องทำตามข้อกำหนดเฉพาะที่วางไว้ในกฎหมายและมาตรฐานการรีไซเคิลเพื่อที่รับประกันว่าแผงโซลาร์เซลจะไม่กลายเป็นภาระต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อหมดอายุการใช้งาน นี่เป็นตอนที่เทคโนโลยีในการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลเริ่มปรากฎขึ้นมา

ผู้ผลิต แผงโซลาร์เซล(Photovoltaic) ทำงานร่วมกับสถาบันของรัฐบาลในการหาทางแนวทางจัดการกับซากแผงโซลาร์เซล

ซากแผงโซลาร์เซล

ในความเป็นจริง หากไม่มีกระบวนการรีไซเคิล ภายในปี ค.ศ.2050 จะมีซากแผงโซลาร์เซล 60 ล้านตันสะสมอยู่ในหลุมฝังกลบ การที่แผงโซลาร์เซลทุกชิ้นจะมีส่วนประกอบของสารพิษ นั่นก็เท่ากับเป็นแนวทางการผลิตไฟฟ้าที่ดูเหมือนจะไม่ยั่งยืนนัก

ในแผนที่ interactive map ต่อไปนี้ เราสามารถตรวจสอบได้ถึงการเกิดซากแผงโซลาร์เซลของแต่ละประเทศทั่วโลก

<p>Created by <a href=”https://www.greenmatch.co.uk/”>GreenMatch</a></p&gt;

มีความเชื่อร่วมกันว่าแผงโซลาร์เซลไม่สามารถรีไซเคิลได้ นี่เป็นมายาคติประการหนึ่ง กระบวนการรีไซเคิลต้องการเวลาในการดำเนินงานอย่างกว้างขวางและต้องมีการวิจัยต่อไปเพื่อให้บรรลุศักยภาพอย่างเต็มที่ในการนำเอาชิ้นส่วนทุกชิ้นของแผงโซลาร์เซลมารีไซเคิล ด้วยเหตุนี้ มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่หน่วยการออกแบบและหน่วยการรีไซเคิลจะต้องประสานงานกันอย่างใกล้ชิดโดยคำนึงถึงการออกแบบชิงนิเวศ

กระบวนการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซล

แผงโซลาร์เซลมีสองชนิดซึ่งจะต้องมีแนวทางการรีไซเคลิที่แตกต่างกัน ทั้งชนิดซิลิกอน(silicon based)และชนิดฟิล์มบาง(thin-film based) สามารถเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลโดยใช้กระบวนการทางอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน ปัจจุบัน แผงโซลาร์เซลชนิด silicon based เป็นแบบที่มีการใช้โดยทั่วไปซึ่งจะไม่เป็นประโยชน์อย่างเต็มที่ในวัสดุที่ใช้กับแผงโซลาร์เซลชนิด thin-film based

งานวิจัยที่ศึกษาถึงการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลได้ผลออกมาในเชิงเทคโนโลยีแบบต่างๆ เทคโนโลยีบางแบบสามารถทำให้เกิดประสิทธิภาพในการรีไซเคิลได้ถึงร้อยละ 96 มุ่งที่จะทำให้เกิดประสิทธิภาพมากขึ้นในอนาคต

การรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลชนิดซิลิกอน

การรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลชนิดซิลิกอนเริ่มจากการแยกชิ้นส่วนการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลอกกเป็นอะลูมิเนียมและแก้ว แก้วร้อยละ 95 สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ ในขณะที่ส่วนประกอบที่เป็นโลหะภายนอกก็ใช้ทำกรอบแผงโซลาร์เซลได้อีก วัสดุที่เหลือถูกนำไปหลอมโดยกระบวนการความร้อนที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส ด้วยความร้อนที่สูงมาก พลาสติกที่หุ้มอยู่จะระเหยเหลือแต่เพียงแผงซิลิกอนที่พร้อมจะนำไปสู่กระบวนการใหม่ เทคโนโลยีที่เข้ามาช่วยจะรับประกันว่าพลาสติกจะไม่เสียไปเฉยๆ แต่จะนำมาใช้เป็นแหล่งความร้อนเพื่อกระบวนการให้ความร้อนต่อไป

หลังจากผ่านกระบวนการความร้อน ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกแยกออกจากกัน ร้อยละ 80 ของชิ้นส่วนเหล่านี้สามารถนำมาใช้ใหม่ได้ทันที ในขณะที่ส่วนที่เหลือจะนำไปแปรรูปต่อ ชิ้นส่วนซิลิกอนที่เรียกว่า เวเฟอร์(wafers) จะถูกนำสกัดด้วยกรด แผ่นเวดเฟอร์ที่แตกเป็นชิ้นๆ จะนำไปหลอมเพื่อผลิตเป็นแผงซิลิกอนใหม่(silicon module) ผลคืออัตราการรีไซเคิลวัสดุซิลิกอนจะเป็นร้อยละ 85

การรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลชนิดฟิล์มบาง

โดยเปรียบเทียบ แผงโซลาร์เซลชนิดฟิล์มบางมีกระบวนการรีไซเคิลที่ไปไกลกว่า ขั้นตอนแรกคือการใส่ลงไปในเครื่องบดแยก หลังจากนั้น จะต้องทำให้ชิ้นส่วนที่ผ่านการบดย่อยมีความหนาไม่เกิน 4-5 มิลลิเมตร ซึ่งจะเป็นขนาดที่ทำให้ชิ้นส่วนที่อยู่ภายในแยกออกจากกันทั้งหมดและสามารถนำออกมาได้ ตรงกันข้ามกับแผงโซลาร์เซลชนิดซิลิกอน ส่วนที่เหลืออยู่จะประกอบด้วยวัสดุที่เป็นของแข็งและของเหลว เพื่อแยกมันออกจากกัน จะใช้ rotating screw ซึ่งเป็นเครื่องที่ทำให้วัสดุที่เป็นของแข็งหมุนอยู่ในภายในท่อในขณะที่ส่วนที่เป็นของเหลวจะไหลหยดลงในถังรองรับ

วัสดุที่เป็นของเหลวจะผ่านกระบวนการทำให้แห้ง(precipitation and dewatering process) เพื่อให้คงความบริสุทธิ์ วัสดุที่ได้จะผ่านเข้าสู่กระบวนการทางโลหะ(metal processing) เพื่อแยกวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ต่างๆ ออกจากกันโดยสิ้นเชิง ขั้นตอนหลังนี้ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีจริงๆ ที่มีการใช้ตอนที่ผลิตแผงโซลาร์เซล อย่างไรก็ตาม มีการนำวัสดุเซมิคอนดักเตอร์มาใช้ใหม่ร้อยละ 95 โดยเฉลี่ย

วัสดุส่วนที่เป็นของแข็งจะมีการปนเปื้อนกับสิ่งที่เรียกว่า วัสดุระหว่างชั้นฟิล์ม(interlayer materials) ซึ่งมีน้ำหลักเบาและสามารถแยกออกโดยใช้พื้นผิวที่มีการสั่น สุดท้าย วัสดุจะเข้าสู่กระบวนการผ่านน้ำ(rinsing) สิ่งที่เหลืออยู่คือแก้วบริสุทธิ์ โดยสมารถนำแก้วมาแปรรูปใช้ใหม่อย่างง่าย ได้ถึงร้อยละ 90

ประโยชน์ในอนาคตของการจัดการซากแผงโซลาร์เซล

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าแผงโซลาร์เซลสามารถรีไซเคิลได้ คำถามคือประโยชน์อื่นๆ ในเชิงเศรษฐกิจ แน่นอนว่า จำต้องมีการสร้างโครงสร้างพื้นฐานการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลที่เหมาะสมในการจัดการกับปริมาณแผงโซลาร์เซลที่หมดอายุการใช้งานที่เพิ่มมากขึ้นในอนาคต เมื่อเกิดขึ้น เราจะได้เป็นประจักษ์ต่อปัจจัยเชิงบวกต่างๆ และโอกาสใหม่ในทางเศรษฐกิจ

การรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลไม่เพียงแต่สร้างงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแต่ยังสร้างมูลค่าของการนำวัสดุกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่คิดเป็นมูลค่า 11 พันล้านปอนด์ภายในปี ค.ศ.2050 ซึ่งจะทำให้เกิดการผลิตแผงโซลาร์เซลใหม่ 2 พันล้านแผงโดยไม่ต้องลงทุนในการนำเอาวัตถุดิบขั้นต้นมาใช้ นั่นหมายถึงว่า จะมีกำลังการผลิตไฟฟ้าใหม่เกิดขึ้นราว 630 กิกะวัตต์จากการนำเอาวัสดุแผงโซลาร์เซลเดิมมาใช้อีกครั้ง

ด้วยราคาที่ลดลง บ้านเรือนและภาคธุรกิจเลือกที่จะลงทุนในระบบพลังงานแสงอาทิตย์มากขึ้น ผลคือโอกาสทางเศรษฐกิจของภาครีไซเคิลแผงโซลาร์เซลจะก่อเกิดขึ้น

Author: Tara Buakamsri

A dreamer, trouble shooter, and ordinary individual who believe that life is filled with possibilities waiting to be realized, rich with meanings calling out to be understood.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s