リサイクルの次の大きなもの:期限切れのソーラーパネル

米国はニューディール政策以来最も重大な変革の瀬戸際にある。 経済の脱炭素化に何が必要か、そして何がそれを妨げているかについて詳しくは、こちらをご覧ください。 この記事はもともと YaleE360 によって公開されたもので、Climate Desk コラボレーションの一環としてここに再掲載されています。

テキサス州オデッサでは、SolarCycle という新興企業の従業員が、全米の商業用太陽光発電所から新たに収穫された耐用年数が終了した太陽光発電パネルを運ぶトラックから荷物を降ろしています。 パネルをアルミニウムのフレームや電気ボックスから分離し、それを機械に送り込み、約四半世紀にわたり太陽光による発電に貢献してきた積層材料からガラスを切り離します。

次に、パネルは粉砕され、細断され、主に銀、銅、結晶シリコンなどの貴重な材料を抽出する特許取得済みのプロセスが施されます。 これらの部品は、より価値の低いアルミニウムやガラスと同様に販売され、最終的には次世代のソーラーパネルに使用される可能性もあります。

このプロセスは、米国で最も急速に成長しているエネルギー源を代表する産業から流出すると予想される、廃棄されたソーラーパネルの急増に何が起こるかを垣間見ることができます。 現在、米国では経年劣化により効率が低下したパネル、または欠陥のあるパネルの約 90 パーセントが最終的に埋め立て地に送られています。これは、その選択肢の費用がリサイクル費用の数分の一であるためです。

しかし、米国のリサイクル推進者らは、銀や銅などの貴重な材料の再利用が増えれば、材料を継続的に再利用することで廃棄物や汚染が削減される循環経済の促進につながると主張している。 国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) の 2021 年の報告書によると、太陽光発電パネルをリサイクルすることで、埋め立て地から環境に毒素が漏れるリスクも軽減できる可能性があります。 東南アジアからの輸入に大きく依存するサプライチェーンの安定性を高める。 太陽光発電やその他の種類の製造業者に対する原材料のコストを下げる。 米国のリサイクル業者の市場機会を拡大します。

もちろん、劣化したがまだ機能するパネルを再利用することは、さらに良い選択肢です。 これらのパネルの数百万枚は現在発展途上国に行きますが、その他のパネルは自国の近くで再利用されます。 たとえば、SolarCycle は、再生モジュールを使用するテキサス工場用の発電所を建設しています。

将来、期限切れパネルが過剰になるという見通しを受けて、電力会社、都市、民間企業による現在の再生可能エネルギー容量の増強（毎年世界中で数百万枚のパネルが設置されている）と、太陽光発電リサイクル業者数社による取り組みが促されている。約 25 ～ 30 年で耐用年数が終わるときに、この材料を安全に処理できる施設が不足しているためです。

太陽エネルギー産業協会とコンサルティング会社ウッド・マッケンジーの最新四半期報告書によると、米国のすべてのセグメントの太陽光発電容量は、2023年から2027年にかけて年平均21％増加すると予想されています。 予想される増加は、再生可能エネルギーへの支援のほか、住宅用太陽光発電設備に30％の税額控除を提供する2022年の画期的なインフレ抑制法によって支援されるだろう。

NRELの試算によると、2021年時点で米国に設置され、2030年までに廃止予定の太陽光パネルでカバーされる面積は、アメリカンフットボール場約3,000面をカバーすることになる。 同研究所の法規制アナリスト、テイラー・カーティス氏は「これはかなりの無駄だ」と語る。 しかし、業界のリサイクル率は 10% 未満で、業界の明るい成長予測を大きく下回っています。

約30人を雇用し、昨年12月に操業を開始したソーラーサイクルの共同創設者ジェシー・シモンズ氏によると、固形廃棄物埋め立て地では通常、ソーラーパネルの受け入れに1ドルから2ドルの料金がかかり、有害廃棄物とみなされる場合は約5ドルに値上がりするという。 対照的に、彼の会社の料金はパネル 1 枚あたり 18 ドルです。 元シエラクラブ幹部のシモンズ氏によると、クライアントは有害廃棄物を受け入れて法的責任を負う認可を受けた埋め立て地を見つけることができない可能性があるため、また古いパネルによる環境への影響を最小限に抑えたいため、その料金を喜んで支払うという。 。

SolarCycle は、パネルのリサイクルの利点を示す環境分析をクライアントに提供します。 たとえば、アルミニウムのリサイクルでは、バージン アルミニウムを製造するよりもエネルギー使用量が 95% 削減されます。バージン アルミニウムには、原材料であるボーキサイトの採掘とその後の輸送と精製のコストがかかります。

同社は、各パネルをリサイクルすることで 97 ポンドの CO2 排出を回避できると見積もっています。 パネルを再利用すると、この数字は 1.5 トン以上の CO2 に増加します。 証券取引委員会の規則案に基づき、上場企業は温室効果ガス排出量など事業に重大な影響を与える可能性のある気候関連リスクを開示することが義務付けられる。

SolarCycle 工場でソーラーパネルから剥がされたアルミニウムは、近くの金属ヤードで販売されます。 ガラスは現在、ボトルなどの基本的な製品に再利用するためにパネルあたりわずか数セントで販売されているが、シモンズ氏は最終的には新しいソーラーパネルシートのメーカーに高値で販売できるほど十分な量のガラスが手に入ることを望んでいる。

太陽電池の基礎材料として使用される結晶シリコンも回収する価値があると同氏は述べた。 将来のパネルで使用するには精製する必要がありますが、その使用により、新しいシリコンの採掘と加工による環境への影響が回避されます。

SolarCycle は、SEIA によってリサイクル サービスを提供できる米国の企業としてリストされているわずか 5 社のうちの 1 社です。 米国環境保護庁によると、この業界はまだ初期段階にあり、パネル部品を回収して販売することで利益を得る方法をまだ模索中だという。 EPAは業界の概要の中で、「このリサイクルプロセスの要素は米国でも見られるが、まだ大規模には行われていない」と述べた。

2016年、国際再生可能エネルギー機関（IRENA）は、2030年代初頭までに世界の廃止された太陽光発電パネルの量が、設置されたパネル数の約4パーセントに等しくなるだろうと予測した。 同庁によると、2050年代までに太陽光パネルの廃棄量は少なくとも年間500万トンに増加するという。 世界最大の太陽エネルギー生産国である中国は、2050年までに累計少なくとも1,350万トンのパネルを廃止すると予想されており、これは主要太陽光発電国の中で断然最大の量であり、米国が廃止する量のほぼ2倍であるIRENAのレポートによると、その時までに。

世界中の太陽光発電パネルから技術的に回収可能な原材料は、2030年までに累計4億5,000万ドル相当（2016年の基準）になる可能性があると報告書は示しており、これは約6,000万枚の新しいパネル、または18ギガワットの電力を生産するのに必要な原材料のコストにほぼ等しいとのこと。発電能力。 報告書によると、2050年までに回収可能価値は累計で150億ドルを超える可能性があるという。

しかし今のところ、ソーラーリサイクル業者は経済的、技術的、規制上の重大な課題に直面している。 NRELのカーティス氏は、パネルのリサイクル率に関するデータが不足していることが問題の一部であり、これが太陽光発電事業者に使用済みパネルを投棄するのではなくリサイクルする動機を与える可能性のある政策対応を妨げていると述べている。

もう1つの問題は、環境に浸出する可能性のある有害な元素が製品または材料に含まれているかどうかを判断するために使用されるEPA承認の方法である毒性特性浸出手順に欠陥があることが知られているということです。 その結果、一部の太陽光発電所所有者は、正式な有害廃棄物の決定を行わずに、パネルを危険なものとして「過剰管理」してしまうことになる、とカーティス氏は述べた。 有害廃棄物の処理が許可されている埋め立て地に廃棄したり、リサイクルしたりすると、最終的にはより多くの費用を支払うことになります。

国際エネルギー機関は、鉛、カドミウム、セレンを含む太陽光パネルが有害廃棄物または地方自治体の埋め立て地に投棄された場合に人間の健康に影響を与えるかどうかを評価し、そのリスクは低いと判断しました。 それでも同庁は2020年の報告書で、調査結果は埋め立てを支持するものではないとし、リサイクルは環境への懸念を「さらに緩和する」と述べた。

NREL は現在、パネルが危険かどうかを判断するための代替プロセスを研究しています。 「それがリサイクルの競争力を高める責任とコストに確実に影響を及ぼしているため、それを解明する必要がある」とカー​​ティス氏は語った。

こうした不確実性にもかかわらず、4 つの州は最近、PV モジュールのリサイクルに取り組む法律を制定しました。 最も多くの太陽光発電施設を設置しているカリフォルニア州では、パネルを埋め立て地に廃棄することが認められているが、指定された研究所によって無害であることが確認された場合に限り、その費用は1,500ドル以上かかる場合がある。 2022年7月の時点で、カリフォルニア州にはソーラーパネルを受け入れるリサイクル工場が1つしかありませんでした。

ワシントン州では、太陽光発電パネルをリサイクルする環境に配慮した方法を提供することを目的とした法律が 2025 年 7 月に施行される予定です。 ニュージャージー州当局は今春、太陽光発電廃棄物の管理に関する報告書を発行する予定だ。 ノースカロライナ州は州の環境当局に対し、事業規模の太陽光発電プロジェクトの廃止を検討するよう指示した。 (ノースカロライナ州では現在、太陽電池パネルに銀などの重金属、または古いパネルの場合は六価クロム、鉛、カドミウム、ヒ素が含まれている場合、有害廃棄物として処分するよう義務付けています。)

欧州連合では、2012 年以来、耐用年数が終了した太陽光発電パネルは、WEEE として知られる EU の電気電子機器廃棄物指令に基づいて電子廃棄物として扱われています。 この指令はすべての加盟国に最低基準の遵守を義務付けているが、電子廃棄物の実際のリサイクル率は国によって異なると、ノルウェーのオスロに本社を置く調査会社ライスタッド・エナジーの太陽光発電サプライヤー調査担当シニアアナリスト、マリウス・モーダル・バッケ氏は述べた。 。 この法律にもかかわらず、EUの太陽光発電リサイクル率は米国のリサイクル率（約10％）よりも優れていないが、これは主にパネルから貴重な材料を抽出することが難しいためであるとバッケ氏は述べた。 「物価に関係なく、それだけで儲かります。」

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