U zou zonnepanelen kunnen zien als een duurzame oplossing van topkwaliteit. Hoewel het waar is dat ze geweldig zijn om hernieuwbare energie uit de zon te benutten, hebben fotovoltaïsche panelen een vaak genegeerd nadeel: ze zijn erg moeilijk te recyclen. Omdat zonnecellen zware metalen zoals lood en cadmium bevatten, is het gevaarlijk om ze op de stortplaats te gooien. Helaas komen de panelen hier vaak terecht als ze hun nut hebben overleefd. Er wordt nog steeds gezocht naar manieren om grootschalige recycling van zonnepanelen op een veilige en kosteneffectieve manier te stimuleren.
Waar zijn zonnepanelen van gemaakt?
Een van de belangrijkste componenten van een zonnepaneel is silicium. Silicium is na zuurstof het op een na grootste element in de aardkorst. Er zijn drie belangrijke benaderingen om van silicium panelen te maken. Monokristallijne zonnepanelen zijn het meest efficiënt en erg kostbaar. Fabrikanten snijden individuele wafels uit een groot siliciumblok en bevestigen de wafels vervolgens op panelen. Dit arbeidsintensieve proces levert de meest gestroomlijnde premium zonnepanelen op.
Polykristallijne zonnecellen worden gemaakt door veel siliciumkristallen aan elkaar te smelten en ze vervolgens massaal op een paneel te smelten. Deze zijn blauwachtig en goedkoper dan monokristallijne panelen, maar ook minder efficiënt. Amorfe siliciumcellen zijn niet erg efficiënt, maar ze zijn dun en flexibel. Dit filmachtige materiaal is bevestigd aan metaal, glas of plastic.
Maar de cellen alleen kunnen geen elektriciteit leveren. Stroomopwekking vereist bedrading en een metalen behuizing. Standaard zonnepanelen hebben ook een glazen omhulsel aan de voorkant van het paneel ter bescherming tegen schade en temperatuurstijgingen, waardoor de efficiëntie afneemt.
Levensduur van zonnepanelen
Wanneer mensen investeren in dure zonnepanelen voor hun huis of bedrijf, hopen ze vaak dat ze eeuwig meegaan. Maar de huidige modellen verliezen na ongeveer 10 jaar tussen de 6% en 10% efficiëntie. Na 25 jaar is de maximale afname van de efficiëntie 20%. Panelen van hoge kwaliteit kunnen echter 30 tot 40 jaar meegaan met een redelijke efficiëntie en daarna blijven functioneren, maar niet op hun maximale capaciteit.
De uitdaging om zonnepanelen te recyclen
In 2016 schatte het International Renewable Energy Agency (IRENA) dat er wereldwijd ongeveer 250.000 ton zonnepaneelafval was. Naarmate meer panelen het einde van hun levensduur bereiken, verwacht het bureau dat dit cijfer tegen 2050 78 miljoen ton zal benaderen.
Een van de problemen is dat zonnepanelen zo groot zijn. Dat moeten ze zijn, want er zijn grote oppervlakken nodig om voldoende zonlicht op te vangen. Daarom hebben zonnepanelen veel meer grondstoffen nodig, waaronder glas, zeldzame aardmetalen en zware metalen, dan andere energiebronnen.
Helaas kun je de panelen niet zomaar weggooien in je prullenbak. Giftige chemicaliën zouden eerst moeten worden verwijderd, en dit kan niet gebeuren zonder het hele paneel uit elkaar te halen. “Ongeveer 90% van de meeste PV-modules bestaat uit glas“, zegt Dustin Mulvaney, hoogleraar milieustudies aan de staat San Jose. “Dit glas is echter vaak niet te recyclen tot floatglas vanwege onzuiverheden. Veelvoorkomende problematische onzuiverheden in glas zijn onder meer plastic, lood, cadmium en antimoon. “
Deskundigen hebben de veiligheid van heipanelen op stortplaatsen betwist. Sommigen zeggen dat het veilig genoeg is, terwijl anderen voorspellen dat giftige stoffen in de bodem zullen lekken. Maar zelfs als het verwijderen van panelen op een stortplaats veilig was, is meer rotzooi niet welkom.
Er is ook een economische prikkel om zonnepanelen te recyclen. Volgens het IRENA-rapport uit 2016: “Als het volledig opnieuw in de economie wordt geïnjecteerd, zou de waarde van het teruggewonnen materiaal tegen 2050 meer dan $ 15 miljard kunnen bedragen.”
Het recyclingproces van zonnepanelen
Het moeilijkste en duurste onderdeel van het recyclen van zonnepanelen is ze op te splitsen in hun samenstellende delen. Zodra dat is gebeurd, zijn de meeste onderdelen recyclebaar. Bij het recyclen van op silicium gebaseerde PV-panelen worden ze verwarmd tot 500 ° C om silicium te scheiden van metaal en hardware. Gebroken stukjes silicium kunnen volgens Greenmatch worden gesmolten en hergebruikt met een snelheid van ongeveer 85%.
Panelen op dunne filmbasis worden door een shredder en vervolgens een hamermolen gehaald totdat ze worden afgebroken tot vloeibare en vaste materialen. Recyclingbedrijven gebruiken een roterende schroef om de vloeistof vervolgens af te scheiden. Na verdere verwerking kan ongeveer 90% van de glaselementen en 95% van het halfgeleidermateriaal worden hergebruikt. Maar tenzij de regelgeving voor het recyclen van zonnepanelen wordt aangescherpt en de prijs daalt, zullen veel panelen nog steeds op stortplaatsen terechtkomen. Sommige experts raden aan om vergoedingen op te leggen aan nieuwe zonnepanelen die in een fonds voor ontmanteling en verwijdering zouden worden bewaard. Dit zou kunnen betalen voor het verwijderen en recyclen van panelen aan het einde van hun nuttige levensduur.
Er is ook een secundaire markt voor oude zonnepanelen. Na 30 jaar heeft een paneel misschien wat efficiëntie verloren, maar het heeft nog steeds leven over. Sommige kopers betalen voor deze gebruikte panelen als ze nog steeds operationeel zijn.
Welke bedrijven recyclen zonnepanelen?
Europese overheidsvoorschriften verplichten eigenaren van zonnepanelen om hun ruit te recyclen.