Co s vysloužilými fotovoltaickými panely, turbínami a bateriemi?

Růst výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (OZE) a růst počtu elektrických vozidel (EV) je klíčem ke globálnímu snížení závislosti na fosilních palivech, snížení emisí uhlíku a zmírnění klimatické změny. Tak praví teorie. Tato odvětví však již brzy začnou generovat obrovská množství odpadu, protože miliony fotovoltaických (FV) solárních panelů, větrných turbín a lithium-iontových EV baterií dosáhnou konce své životnosti. Jak si s tím odpadem poradí životní prostředí? A jak my?

Mezinárodní energetická agentura (IEA) očekává, že globální solární kapacita se do roku 2027 téměř ztrojnásobí, předčí uhlí a stane se největším zdrojem energie na světě, a globální větrná kapacita dosáhne téměř dvojnásobku. Společně pak budou představovat více než 90 % kapacity všech OZE, které budou uvedeny do provozu během příštích pěti let. Problémem ovšem je, že většina vysloužilých větrných turbín končí v současné době na skládkách, kam putuje také asi 90 % likvidovaných solárních panelů, protože je to daleko levnější než jejich recyklace. 

Solární šrot

Průměrná životnost solárních panelů je asi 25 až 30 let a jen v USA jich je nyní instalováno více než 500 milionů. Podle poradenské společnosti Renewable Energy vznikne z FV panelů mezi lety 2030 a 2060 zhruba 9,8 milionu tun odpadu. Analytici proto v nejbližších letech očekávají exponenciální růst trhu s recyklovanými materiály ze solárních panelů, který bude mít v roce 2030 podle výzkumné firmy Rystad Energy hodnotu více než 2,7 miliardy USD (oproti 170 milionům USD v loňském roce). Americká Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie (NREL) odhaduje, že recyklované materiály mohou do roku 2040 pokrýt 30 % až 50 % potřeb solární výroby v USA.

Větrný šrot

Podobná situace je u větrných turbín, jejichž životnost je kolem 20 let. Prakticky vše od ocelové věže až po lopatky z kompozitu je sice recyklovatelné, ale zrovna vysloužilé lopatky nyní téměř všechny končí na skládce. Podle studie bude v nejbližší době jen v USA každý rok vyřazeno až devět tisíc zařízení, do roku 2040 se tento počet zvýší na 20 000 ročně. To představuje kumulativní hmotnost 2,2 milionu tun. Ve Spojených státech, Kanadě i některých evropských zemích proto v poslední době vznikají projekty, které mají ambici se na tomto recyklačním byznysu podílet.

Recyklace

V Texasu uvedla společnost Solarcycle do provozu recyklační zařízení, ve kterém získává ze solárních panelů na konci životnosti 95 % materiálu. Na komoditních trzích prodává recyklované stříbro a měď, výrobcům panelů a provozovatelům solárních farem sklo, křemík a hliník.

Další malá americká startupová firma Carbon Rivers vyvinula technologii, která z rozdrcených lopatek turbín, ale také vyřazených kompozitních materiálů z automobilového, stavebního a námořního průmyslu vyrábí pomocí pyrolýzy regenerované skleněné vlákno. Kromě svých stávajících zařízení v Tennessee a Texasu chce Carbon Rivers v průběhu příštích tří let vybudovat závody také na strategických místech poblíž větrných farem na Floridě, v Pensylvánii a Idahu. Plánuje výstavbu pěti recyklačních továren ve Velké Británii a dalších evropských zemích a poté i průnik do Jižní Ameriky a Asie.

Pozadu nezůstávají ani globální firmy. General Electric ve spolupráci s Veolia North America už zpracoval v závodě v Missouri první tisícovky lopatek a dalších kompozitních výrobků na materiály, které prodává producentům cementu jako náhradu za uhlí, písek a jíl. Při výrobě cementu se tak snižuje o 27 % emise oxidu uhličitého a o 13 % spotřeba vody. Současně s tím přecházejí výrobci nových větrných turbín na plně recyklovatelné materiály. Siemens Gamesa i Vestas Wind se zavázaly do roku 2040 vyrábět všechny své turbíny s nulovým odpadem.

Bateriový šrot

Velkým oříškem jsou lithium-iontové baterie do EV, které kromě lithia obsahují také kobalt, nikl a měď. Společnost Li-Cycle se sídlem v Torontu chce do konce letošního roku uvést do provozu zařízení v Rochesteru, které baterie rozkládá na inertní materiály a poté je drtí pomocí hydrometalurgického procesu. Od doby, kdy společnost vstoupila na burzu, získala přibližně 1 miliardu USD na investice.

Pozoruhodný je rozvoj společnosti Redwood Materials založené Jeffrey Brianem Straubelem, bývalým technologickým ředitelem a spoluzakladatelem společnosti Tesla. Její technologie také používá hydrometalurgii, ale produktem jsou anodová měděná folie a katodově aktivní materiály. Společnost už podepsala mnohamiliardové dohody s firmami Tesla a Panasonic a uzavřela partnerství s Volkswagen Group, Toyotou, Fordem a Volvem. S výrobci elektromobilů Rivian a Hyundai spolupracuje firma Ascend Elements z Massachusetts, která rovněž využívá hydrometalurgickou technologii.

Pozadu není ani Česká republika

Společnost ČEZ řeší budoucí recyklaci dosloužilých panelů ještě před výstavbou nových velkých fotovoltaických elektráren. Zajistila si proto část kapacity recyklační linky společnosti Dekonta v Kralupech nad Vltavou, která zvládne zpracovat až dva tisíce tun panelů ročně. Unikátní sestava sedmi soustrojí vyvinutých českými strojírenskými firmami umí z panelů separovat cenné kovy, sklo, plasty a další suroviny a připravit je k dalšímu využití v navazujícím zpracovatelském průmyslu.

Zdroje:

https://www.iea.org/news/renewable-power-s-growth-is-being-turbocharged-as-countries-seek-to-strengthen-energy-security

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960148118310139

https://www.cnbc.com/2023/05/13/recycling-end-of-life-solar-panel-wind-turbine-is-big-waste-business.html

https://www.rystadenergy.com/news/reduce-reuse-solar-pv-recycling-market-to-be-worth-2-7-billion-by-2030

https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/80818.pdf

https://www.iea.org/reports/solar-pv-global-supply-chains

https://www.cnbc.com/2023/04/17/from-ge-to-siemens-wind-energy-hopes-its-crisis-is-about-to-end.html

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092134492100046X

https://www.carbonrivers.com/copy-of-composites-recycling

https://www.ge.com/renewableenergy/

https://www.siemensgamesa.com/en-int/newsroom/2022/09/092222-siemens-gamesa-press-release-onshore-recyclable-blade

https://www.vestas.com/en/media/blog/sustainability/Zero-waste-turbines-by-2040

https://ekonom.cz/c1-67226110-hlinik-sklo-a-vzacne-kovy-solarni-panely-lze-recyklovat-skoro-cele