A napenergia árnyékos oldala
Nem mind arany, ami fénylik és a mondás a tiszta megújuló energiával hajtott napelemekre is igaz. A Nemzetközi Energia Ügynökség friss jelentése szerint a napelemekkel biztosított elektromosság sok országban már a legolcsóbb energiaformát biztosítja. Ugyanakkor mielőtt elájulnánk a tiszta energiájú szép új világ közepén, érdemes néhány valid kritikát is figyelembe venni. Vegyük például a napelem-gyártás folyamatát, ami minden, de nem tiszta. A kvarcból kinyert szilícium tüdőbetegséget, szilikózist okozhat, a modulok legyártása pedig óriási energia- és vízráfordítást igényel mialatt a procedúra alatt mérgező vegyi anyagok biztonságos tárolásáról is gondoskodni kell.
A másik fő probléma, hogy a napelemek garantált élettartama körülbelül 25 év és évente mintegy 0.5%-kal csökken a hatékonyságuk. A 2000-es évek elején indult zöld forradalom során telepített modulok például lassan termékéletük végéhez érkeznek. A Nemzetközi Megújuló Energia Ügynökség (IREA) számításai szerint 2050-re legalább 78 millió tonna extra e-hulladékkal kell számolnunk a napelemek miatt. Az IREA azt is kijelenti, hogy mintegy évi hat millió tonna új napelem modul e-hulladék keletkezik, amik biztonságos újrahasznosítására még gyerekcipőben jár az eljárás. A szakértők szerint a napelem hulladék újrahasznosítása egyelőre túlságosan költséges és gazdaságosabb hulladéklerakókban tárolni, ami a PV-elemek nehézfémtartalma (ólom, ón) miatt csak újabb környezeti veszélyt jelent, ha nincsenek megfelelően tárolva.
Hogyan készülnek a napelemek?
A napelem modulok három típusa létezik — monokristályos, polikristályos és vékonyfilmes. A monokristályos napelem minden cellája egyetlen szilíciumkristályból készül és általában feketék.
A polikristályos panelek általában kékek mivel több szilícium kristályból készülnek, amit egy vékony bevonattal vonnak be a magasabb teljesítmény érdekében. A vékonyfilmes napelemek elsősorban a napelemes számológépekben és órákban találhatóak, ezek rendelkeznek a legalacsonyabb hatékonysággal. Ezeket amorf szilíciumból készítik, ezért is néznek ki annyira másként, mint a másik kettő.
Monokristályos és polikristályos napelem panelek
A napelem típusától függetlenül minden a homokkal kezdődik, általában magas tisztaságú kvarchomokkal. A kvarcot előbb kohászati minőségű szilíciummá finomítják, majd poliszilíciummá. A folyamat során egy nagyon mérgező vegyület keletkezik, az úgynevezett szilícium-tetraklorid. A szervetlen vegyület már önmagában is mérgező, de mikor lerakódik és beszivárog a víztestekbe, akkor sósavat szabadít fel.
A keletkezett poliszilíciumot kőzetekben gyűjtik amit aztán tömbökbe olvasztanak. A szilícium pozitív polaritása érdekében bórt adnak hozzá. Majd ezután a tömböket papírvékony ostyákká szeletelik, amelyeket napfényt elnyelő anyaggal vonnak be.
Szilícium kinyerése karcból
Végül a cellákat foszforbevonattal kezelik, ami negatív töltést ad a felületnek p-n átmenetet létrehozva, amely lehetővé teszi a nap energiájának elektromos energiává történő átalakítását. Végezetül a cellákat kemencében felhevítik, majd panelekké forrasztjuk össze. Az elülső részt egy üveg védőréteggel burkolják, a hátoldalát pedig egy tartós polimerrel, amely megakadályozza a szennyeződések és a törmelék bejutását.
Újrahasznosítás
Megfelelő tisztítás és karbantartás esetén a napelemek több évtizedig is eltarthatnak. De ahogy a napelemek degradálódnak, úgy veszítenek hatékonyságukból és mondják fel komplett a szolgálatot. A kézenfekvő megoldás a napelemek újrahasznosítása lenne, de ez nem ilyen egyszerű. A napelem vásárlás általában olyan szolgáltató cégeken keresztül történik, amik egyben telepítik is azokat a megrendelők számára. Az az, a napelem panelek nyomon követése, visszavétele és újrahasznosítása ezekre a cégekre hárul, amire létezik is egy EU-s direktíva, a WEE (Waste Electrical & Electronic Equipment), amely szerint a használt napelemekkel az EU tagállamokban a többi elektronikai fogyasztási cikkhez hasonlóan kell eljárni.
Az Egyesült Királyságban például létrehoztak egy mikrobás újrahasznosítót az elévült e-hulladék kezelésére és alacsony százalékban megtalálható nemesfémek kinyerésére a jóval kockázatosabb cianidos eljárás helyett. Franciaországban működik a Veolia cég, ami az első üzletileg fotovoltaikus elemek újrahasznosításával foglalkozó vállalat. 2017-ben a már több mint 2400 tonna használhatatlan panelt hasznosítottak újra Franciaországban és bevallásuk szerint 95%-os újrahasznosítási arányt képesek elérni a panelek után.
Magyarországon a sérült vagy termékéletük végéhez ért napelemek leadására a hulladéklerakók vannak kijelölve, illetve a forgalomba hozó magáncégek és gyártók. Kifejezetten napelemek újrahasznosításával egyetlen cég se foglalkozik még idehaza, de még nincs is rá kimondottan igény, hiszen a napelemek kereskedelmi és ipari elterjedése Magyarországon a 2010-es évektől indult meg.
Kapcsolódó:
- Hogyan kellene menedzselni a napelemek paneljeinek újrahasznosítását
- Mit tesz a blokklánc az e-hulladék csökkentése érdekében?
- 300 MW spanyol bitcoin bányászfarm épül napenergia használatával