출처:greenbiz.com
태양광 패널의 수명은 25~30년이지만 은, 구리 등 귀금속이 포함되어 있습니다. 곧 만료된 패널이 급증할 것으로 예상됨에 따라 재사용 가능한 재료를 재활용하고 패널을 매립하지 않으려는 회사가 등장하고 있습니다.
텍사스주 오데사에서 SolarCycle이라는 신생기업의 직원들이 미국 전역의 상업용 태양광 발전소에서 갓 가져온 수명이 다한 태양광 패널을 운반하는 트럭에서 하역합니다. 그들은 알루미늄 프레임과 전기 상자에서 패널을 분리한 다음 약 25년 동안 햇빛으로부터 전기를 생성하는 데 도움이 된 적층 재료에서 유리를 분리하는 기계에 공급합니다.
다음으로, 패널을 분쇄하고 파쇄한 후 주로 은, 구리 및 결정질 실리콘과 같은 귀중한 재료를 추출하는 특허 공정을 거칩니다. 이러한 부품은 판매될 것이며, 차세대 태양광 패널에 포함될 수 있는 저가형 알루미늄 및 유리도 판매될 것입니다.
이 프로세스는 오늘날 미국에서 가장 빠르게 성장하는 에너지원을 대표하는 산업에서 흘러나올 은퇴한 태양광 패널의 예상되는 급증에 대해 어떤 일이 일어날 수 있는지를 엿볼 수 있습니다. 즉, 미국 패널의 약 90%가 효율성을 잃었습니다. 오래되었거나 결함이 있는 제품은 재활용 비용의 일부만 들기 때문에 결국 매립지로 보내지게 됩니다.
그러나 미국의 재활용 옹호자들은 은이나 구리와 같은 가치 있는 재료의 재사용이 늘어나면 순환 경제를 활성화하는 데 도움이 될 것이라고 말합니다. 순환 경제에서는 재료를 지속적으로 재사용함으로써 폐기물과 오염을 줄입니다. NREL(National Renewable Energy Laboratory)의 2021년 보고서에 따르면 PV 패널을 재활용하면 매립지에서 독소가 환경으로 누출되는 위험도 줄일 수 있습니다. 동남아시아로부터의 수입에 크게 의존하는 공급망의 안정성을 높입니다. 태양열 및 기타 제조업체의 원자재 비용을 낮추십시오. 미국 재활용업체를 위한 시장 기회를 확대합니다.
2030년까지 은퇴할 예정인 미국 태양광 패널은 미식축구 경기장 약 3개000를 덮을 것입니다.
물론 성능이 저하되었지만 여전히 작동하는 패널을 재사용하는 것이 훨씬 더 나은 선택입니다. 수백만 개의 패널이 개발도상국으로 보내지고 나머지 패널은 집에서 가까운 곳에서 재사용됩니다. 예를 들어, SolarCycle은 개조된 모듈을 사용할 텍사스 공장에 발전소를 건설하고 있습니다.
만료된 패널이 미래에 과잉될 것이라는 전망으로 인해 소수의 태양광 재활용업체는 유틸리티, 도시 및 민간 기업의 현재 재생 에너지 용량 구축(매년 전 세계적으로 수백만 개의 패널이 설치됨) 간의 불일치를 해결하기 위한 노력을 촉발하고 있습니다. 약 25~30년 정도의 수명이 다한 물질을 안전하게 처리할 수 있는 시설이 부족합니다.
태양에너지산업협회(Solar Energy Industries Association)와 컨설팅 회사인 Wood Mackenzie의 최신 분기별 보고서에 따르면 미국의 모든 부문에 걸친 태양광 발전 용량은 2023년부터 2027년까지 연평균 21% 증가할 것으로 예상됩니다. 예상되는 증가는 재생 에너지에 대한 기타 지원 중에서 주거용 태양광 설치에 대해 30%의 세금 공제를 제공하는 획기적인 2022년 인플레이션 감소법에 의해 도움이 될 것입니다.
NREL 추산에 따르면, 2021년 현재 미국에 설치된 태양광 패널이 설치되어 있고 2030년까지 폐기될 예정인 태양광 패널의 면적은 미식축구 경기장 약 3개000에 달할 것으로 추정됩니다. 연구소의 법률 및 규제 분석가인 Taylor Curtis는 "그것은 상당한 낭비입니다."라고 말했습니다. 그러나 업계의 재활용률은 10% 미만으로 업계 성장에 대한 긍정적인 전망보다 훨씬 뒤떨어져 있습니다.
2050년까지 태양광 패널에서 회수할 수 있는 원자재의 가치는 150억 달러를 초과할 수 있습니다.
약 30명의 직원을 고용하고 12월에 운영을 시작한 SolarCycle의 공동 창립자인 Jesse Simons는 고형 폐기물 매립지에서 태양광 패널을 수용하는 데 일반적으로 1~2달러를 청구하며, 물질이 유해 폐기물로 간주되면 약 5달러까지 오른다고 말했습니다. 대조적으로 그의 회사는 패널당 18달러를 청구합니다. 전 Sierra Club 임원인 Simons는 고객이 유해 폐기물을 수용할 수 있는 허가를 받은 매립지를 찾지 못하고 이에 대한 법적 책임을 질 수 없으며 기존 패널이 환경에 미치는 영향을 최소화하기를 원하기 때문에 해당 요금을 기꺼이 지불한다고 말했습니다. .
SolarCycle은 고객에게 패널 재활용의 이점을 보여주는 환경 분석을 제공합니다. 예를 들어, 재활용 알루미늄은 천연 알루미늄을 만드는 것보다 95% 적은 에너지를 사용하며, 이는 원자재인 보크사이트를 채굴한 후 이를 운송하고 정제하는 데 드는 비용을 부담합니다.
회사는 각 패널을 재활용하면 97파운드의 CO2 배출을 피할 수 있다고 추정합니다. 패널을 재사용하면 그 수치는 1.5톤 이상의 CO2로 증가합니다. 제안된 증권거래위원회 규정에 따라 공개 기업은 온실가스 배출을 포함하여 비즈니스에 중대한 영향을 미칠 수 있는 기후 관련 위험을 공개해야 합니다.
SolarCycle 공장의 태양광 패널에서 벗겨낸 알루미늄은 인근 금속 야적장에서 판매됩니다. 유리는 병과 같은 기본 제품에 재사용하기 위해 패널당 단 몇 센트에 판매되지만 Simons는 결국 새로운 태양광 패널 시트 제조업체에 더 높은 가격에 판매할 만큼 충분한 유리를 확보할 수 있기를 바라고 있습니다.
7월 현재 캘리포니아에는 태양광 패널을 수용하는 재활용 공장이 단 1곳뿐이었습니다.
태양전지의 기본 소재로 사용되는 결정질 실리콘도 회수할 가치가 있다고 그는 말했다. 향후 패널에 사용하려면 정제해야 하지만 이를 사용하면 새로운 실리콘 채굴 및 처리로 인한 환경 영향을 피할 수 있습니다.
SolarCycle은 재활용 서비스를 제공할 수 있는 것으로 SEIA에 등재된 미국 내 5개 회사 중 하나입니다. 미국 환경보호국(EPA)에 따르면 업계는 여전히 초기 단계에 있으며 패널 부품을 회수하고 판매하여 돈을 버는 방법을 여전히 모색하고 있습니다. EPA는 업계 개요에서 "이러한 재활용 프로세스의 요소는 미국에서 찾을 수 있지만 아직 대규모로 발생하지는 않습니다"라고 말했습니다.
2016년 국제재생에너지기구(IRENA)는 2030년대 초까지 전 세계적으로 폐기된 PV 패널의 양이 설치된 패널 수의 약 4%에 달할 것이라고 예측했습니다. 2050년대까지 태양광 패널 폐기물의 양은 연간 최소 500만 톤으로 증가할 것이라고 해당 기관은 밝혔습니다. 세계 최대의 태양 에너지 생산국인 중국은 2050년까지 누적 총 1,350만 미터톤의 패널을 폐기할 것으로 예상됩니다. 이는 주요 태양 에너지 생산 국가 중 단연 가장 많은 양이며 미국이 폐기할 양의 거의 두 배에 달합니다. IRENA 보고서에 따르면 그 무렵에는.
보고서에 따르면 전 세계적으로 PV 패널에서 기술적으로 회수할 수 있는 원자재의 가치는 2030년까지 누적 4억 5천만 달러(2016년 기준)에 달할 수 있으며 이는 약 6천만 개의 새 패널을 생산하는 데 필요한 원자재 비용 또는 18기가와트의 전력에 해당합니다. 발전 용량. 보고서는 2050년까지 회수 가능한 가치가 누적 150억 달러를 초과할 수 있다고 밝혔습니다.
그러나 현재 태양광 재활용업체는 상당한 경제적, 기술적, 규제적 과제에 직면해 있습니다. NREL의 Curtis는 문제의 일부는 패널 재활용률에 대한 데이터가 부족하여 태양열 발전소 운영자가 수명이 다한 패널을 폐기하는 대신 재활용하도록 더 많은 인센티브를 제공할 수 있는 잠재적인 정책 대응을 방해한다고 말합니다.
또 다른 문제는 제품이나 재료에 환경으로 침출될 수 있는 위험 요소가 포함되어 있는지 확인하는 데 사용되는 EPA 승인 방법인 독성 특성 침출 절차에 결함이 있는 것으로 알려져 있다는 것입니다. 결과적으로, 일부 태양광 발전소 소유주들은 공식적인 유해 폐기물 결정을 내리지 않은 채 자신의 패널을 유해한 것으로 "과잉 관리"하게 된다고 Curtis는 말했습니다. 결국 유해 폐기물을 처리하거나 재활용하도록 허용된 매립지에 폐기하는 데 더 많은 비용을 지불하게 됩니다.
국제에너지기구(International Energy Agency)는 납, 카드뮴, 셀레늄이 포함된 태양광 패널이 유해 폐기물이나 도시 매립지에 버려지면 인체 건강에 영향을 미칠지 여부를 평가하고 위험이 낮다고 판단했습니다. 그럼에도 불구하고 해당 기관은 2020년 보고서에서 조사 결과가 매립을 지지하는 것은 아니라고 밝혔습니다. 재활용이 환경 문제를 "더욱 완화"할 것이라고 밝혔습니다.
NREL은 패널이 위험한지 여부를 결정하기 위한 대체 프로세스를 연구하고 있습니다. Curtis는 “재활용을 더욱 경쟁력 있게 만드는 데 드는 책임과 비용에 확실히 영향을 미치기 때문에 이를 파악해야 합니다.”라고 말했습니다.
이러한 불확실성에도 불구하고 최근 4개 주에서는 PV 모듈 재활용에 관한 법률을 제정했습니다. 태양광 발전 설비가 가장 많은 캘리포니아에서는 패널을 매립지에 버리는 것을 허용하지만 지정된 실험실에서 위험하지 않은 것으로 확인된 후에만 패널을 매립할 수 있으며 비용은 1,500달러 이상 소요될 수 있습니다. 7월 현재 캘리포니아에는 태양광 패널을 수용하는 재활용 공장이 단 하나뿐이었습니다.
워싱턴 주에서는 PV 패널을 재활용하는 환경적으로 건전한 방법을 제공하기 위해 고안된 법률이 2025년 7월에 시행될 예정입니다. 뉴저지 당국은 올 봄에 PV 폐기물 관리에 관한 보고서를 발행할 것으로 예상하고 있습니다. 노스캐롤라이나는 주 환경 관리들에게 유틸리티 규모 태양광 프로젝트의 폐기를 연구하도록 지시했습니다. (노스캐롤라이나에서는 태양광 패널에 은과 같은 중금속이 포함되어 있거나 오래된 패널의 경우 6가 크롬, 납, 카드뮴 및 비소가 포함된 경우 태양광 패널을 유해 폐기물로 폐기하도록 요구합니다.)
유럽 연합에서는 수명이 다한 태양광 패널은 2012년부터 WEEE로 알려진 EU의 전기 및 전자 장비 폐기물 처리 지침에 따라 전자 폐기물로 처리되었습니다. 이 지침은 모든 회원국이 최소 기준을 준수하도록 요구하지만 실제 전자 폐기물 재활용 비율은 국가마다 다르다고 노르웨이 오슬로에 본사를 둔 연구 회사인 Rystad Energy의 태양광 공급업체 연구 수석 분석가인 Marius Mordal Bakke가 말했습니다. . 이 법에도 불구하고 EU의 PV 재활용률은 미국의 비율(약 10%)보다 높지 않습니다. 그 이유는 주로 패널에서 귀중한 재료를 추출하기가 어렵기 때문이라고 Bakke는 말했습니다.
그러나 그는 수명이 다한 패널의 수가 비즈니스 기회를 제시하는 지점까지 증가하여 재활용업자에게 판매할 수 있는 귀중한 재료를 제공하면 재활용이 더욱 널리 퍼질 것이라고 예측했습니다. 정부는 매립지에서 PV 패널을 폐기하는 것을 금지하고 태양광 패널을 사용하는 모든 사람에게 세금 감면과 같은 인센티브를 제공함으로써 이러한 전환을 가속화할 수 있다고 덧붙였습니다.
Bakke는 "미래 어느 시점에는 재활용을 시작해야 할 만큼 충분한 패널이 폐기되는 것을 보게 될 것"이라고 말했습니다. "상품 가격과 상관없이 저절로 수익이 나겠죠."