Cada vez surgen más startups con el objetivo de recuperar, reciclar y reutilizar materiales sobrantes de los nuevos avances en tecnología climática. Estas organizaciones buscan construir una economía circular para componentes de energía limpia mediante el reciclaje de paneles solares y turbinas eólicas al final de su vida útil.
Empresas como Solarcycle, First Solar, Li-Cycle, Redwood Materials, Carbon Rivers y Veolia trabajan para reducir los residuos y encontrarles un uso económico, a la vez que abordan los problemas ambientales. La rápida expansión de las industrias de energía solar y eólica y la creciente popularidad de los vehículos eléctricos (VE) sirven como recordatorio para abordar el problema de los residuos.
La creciente dependencia de las energías renovables es la necesidad imperiosa de reducir la explotación de combustibles fósiles. El creciente sector de las energías renovables pronto producirá toneladas de basura. En un futuro próximo, estos millones de paneles solares fotovoltaicos (FV), turbinas eólicas y baterías de iones de litio para vehículos eléctricos llegarán al final de su ciclo de vida.
Algunas startups buscan crear una economía circular para componentes de energía limpia. Quieren asegurarse de no repetir errores del pasado al no limpiar minas de carbón, pozos petrolíferos y centrales eléctricas desmanteladas. Estas startups buscan recuperar, reciclar y reutilizar partes de la innovación tecnológica climática para crear una solución sostenible y rentable.
ciclo solar Es un excelente ejemplo de una empresa que intenta resolver el problema futuro de los residuos tecnológicos relacionados con el clima. Fundada el año pasado en Oakland, California, la empresa construyó una planta de reciclaje en Odessa, Texas. Allí, retira y reintroduce el 95 % de los materiales de los paneles solares al final de su vida útil, reintroduciéndolos en la cadena de suministro.
Vende plata y cobre recuperados en los mercados de materias primas, así como vidrio, silicio y aluminio a productores y operadores de paneles solares.
Citando una estimación de la EIA que sugiere que La energía solar representará el 54% de la nueva capacidad de generación eléctrica a escala de servicios públicos En Estados Unidos este año, el director ejecutivo de Solarcycle Suvi Sharma dijo: La energía solar se está convirtiendo en la forma dominante de generación de energía. Pero esto conlleva nuevos desafíos y oportunidades. Hemos realizado un trabajo excepcional para que la energía solar sea eficiente y rentable, pero aún no hemos hecho nada para que sea circular ni para abordar el fin de la vida útil de los paneles.
Según el Administración de Información de Energía de Estados Unidos Según la EIA, la energía eólica y solar generaron el 13.6 % de la electricidad generada a escala de servicios públicos el año pasado. Es probable que estas cifras aumenten a medida que se expanden las energías renovables. Algunas de las empresas de servicios públicos más grandes del país ya están muy adelantadas a lo previsto.
Todas-Las ventas de vehículos eléctricos aumentaron un 5.8% del total de 13.8 millones de vehículos comprados en Estados Unidos en 2022, frente al 3.2% en 2021. Con el Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) propuso recientemente restricciones a las emisiones de los tubos de escape y normas para las centrales eléctricas, lo que haría que las ventas de vehículos eléctricos alcancen una participación de mercado del 67 % para 2032. Además, más empresas de servicios públicos se verán obligadas a acelerar su cambio en la generación de energía.
La Ley Bipartidista de Infraestructura y la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) otorgan exenciones fiscales y financiamiento para la fabricación nacional de paneles solares y sus componentes. También financian la investigación de nuevas tecnologías solares y fomentan el reciclaje seguro de paneles solares y turbinas eólicas al final de su vida útil.
Aparte de Solarcycle, First SolarDesde 2005, cuenta con un programa de reciclaje interno. Director de producto de First Solar, Pat Buehler mencionado en su correo, Reconocimos que integrar la circularidad en nuestras operaciones era necesario para escalar el negocio de forma sostenible. Pero en lugar de extraer metales y vidrio de paneles retirados y chatarra de fabricación, nuestro proceso de reciclaje permite la recuperación de semiconductores en circuito cerrado para su uso en nuevos módulos.
First Solar es el mayor fabricante de paneles solares de Estados Unidos. Fundada en Tempe, Arizona, en 1999, la empresa cuenta actualmente con plantas de producción en Ohio y una en construcción en Alabama.
La empresa recibió $ 7.3 millones en investigación financiación para desarrollar un nuevo panel para tejados residenciales que sea más eficiente que los módulos de silicio o de película fina existentes.
Lea también Una startup texana recicla imanes de tierras raras para mantener la seguridad económica.
SabesLa mayoría de los paneles solares viejos o dañados se desechan en vertederos, ya que es más económico que reciclarlos. Esto ocurre en aproximadamente el 90 % de los casos.
Cómo evitar que los paneles solares acaben en los vertederos
La vida útil promedio de un panel solar es de unos 25 a 30 años, y ya hay más de 500 millones instalados en todo el país. Desde una docena en el tejado de una vivienda hasta miles en un parque solar comercial. dijo Suvi Sharma.
Con la capacidad solar aumentando a un ritmo 21% tasa anualSe instalarán y retirarán decenas de millones de paneles más. Un estudio publicado en 2019 en Energías Renovables Advierte que, entre 2030 y 2060, podríamos ver alrededor de 9.8 millones de toneladas métricas de residuos de paneles solares. Este problema pone de relieve la urgente necesidad de métodos más sostenibles y eficientes para la eliminación de paneles solares y así mitigar el impacto ambiental en nuestro planeta.
Sharma añadió además: Actualmente, alrededor del 90 % de los paneles solares al final de su vida útil o defectuosos terminan en vertederos, principalmente porque es mucho más económico desecharlos que reciclarlos. Prevemos que esta brecha se reducirá significativamente en los próximos cinco a diez años. Esto se logrará combinando el reciclaje con una mayor rentabilidad y el aumento de los costos de los vertederos.
Las palas de los aerogeneradores gigantes son casi completamente reciclables
Profesional jubilado aerogeneradores Presentan otro problema de reciclaje, además de potencial comercial. Las turbinas eólicas tienen una vida útil de 20 años, y la mayoría de las que se desmantelan se han unido a los paneles solares retirados en los vertederos. Sin embargo, casi todos los componentes de una turbina son reciclables, desde la torre de acero hasta las palas de material compuesto, que normalmente miden 170 metros de largo. Sin embargo, los modelos más recientes superan los 350 metros, lo que puede ser problemático.
Según una investigación del NREL de 2021Se retirarán entre 3,000 y 9,000 palas cada año en Estados Unidos durante los próximos cinco años. Se estima que esta cifra aumentará entre 10,000 y 20,000 hasta 2040. Para el año 2050 se habrán eliminado 235,000 palasCon un peso total de 2.2 millones de toneladas métricas, equivale a más de 60,627 tractores completamente cargados.
Aprenda sobre la economía circular de energía renovable y cómo funciona
Las empresas de la economía circular decidieron no desperdiciar todos esos residuos; por eso, se practica el reciclaje de paneles solares y aerogeneradores al final de su vida útil. Los fabricantes de aerogeneradores se asocian con empresas de reciclaje con el objetivo de promover la sostenibilidad empresarial, principalmente para evitar que sus palas acaben en vertederos.
Ríos de carbono, con sede en Knoxville, ha creado equipos para triturar no solo álabes de turbinas, sino también materiales compuestos desechados de las industrias automotriz, de la construcción y marítima. Posteriormente, los transforma en fibra de vidrio recuperada mediante un proceso de pirólisis. David MorganEl director de estrategia de la compañía dijo: “Puede utilizarse para la fabricación de próxima generación de álabes de turbinas, embarcaciones marinas, hormigón compuesto y piezas de automóviles”.
Veolia Norteamérica, inauguró una fábrica de reciclaje en Missouri en 2020, procesando alrededor de 2,600 hojas hasta la fecha. Julie AnguloEl vicepresidente senior técnico y de rendimiento dice: “Estamos viendo la primera ola de palas que tienen entre 10 y 12 años de antigüedad, pero sabemos que ese número va a aumentar año tras año”.
Veolia utiliza el coprocesamiento del horno para este fin. La empresa cuenta con un enfoque innovador que consiste en reconstituir palas trituradas y otros materiales compuestos para producir combustible. Posteriormente, lo vende a las cementeras como sustituto del carbón, la arena y la arcilla. En la fabricación de cemento, esta técnica... reduce las emisiones de dióxido de carbono en un 27% y el uso de agua en un 13%.
Los competidores de la empresa GE Renewable Energy están trabajando en formas para hacer que la próxima generación de palas sea más reciclable desde el principio. Siemens Gamesa Energías Renovables Ha comenzado a fabricar palas totalmente reciclables para aerogeneradores terrestres y marinos. Su objetivo es que todas sus turbinas sean totalmente reciclables para 2040. Vestas introdujo en febrero una novedosa tecnología que permite descomponer y reciclar las palas de turbinas basadas en epoxi.
Lea también Noruega ya vive el futuro del vehículo eléctrico
Desechos de baterías de iones de litio de vehículos eléctricos
Debido a que las baterías de los vehículos eléctricos tienen una vida útil de 10 a 20 años, o de 100,000 a 200,000 millas, los recicladores ahora manejan principalmente los desechos de los fabricantes de baterías.
Ciclo de litio, con sede en Toronto, ha inventado una técnica de dos pasos que convierte baterías y basura en materiales inertes. Posteriormente, los tritura mediante un proceso de hidrometalurgia para producir minerales que se revenden a la cadena de suministro principal de fabricación. Cofundador y director ejecutivo de Li-Cycle. Ajay Kochlar dice: "Estamos en camino de comenzar a poner en funcionamiento las instalaciones de Rochester a finales de este año".
Materiales de secoya Fue fundada en las afueras de Reno, Nevada, en 2017 por JB StraubelEs exdirector de tecnología y cofundador de Tesla y está adoptando un enfoque innovador para el reciclaje de baterías. Para descomponer las baterías y desechar Redwood, también se utiliza la hidrometalurgia.
En un correo electrónico, Redwood afirmó: “Nuestro objetivo es producir 100 GWh/año de materiales activos de cátodo y láminas de ánodo para un millón de vehículos eléctricos para 2025. Para 2030, nuestro objetivo es alcanzar los 500 GWh/año de materiales, lo que permitiría tener suficientes baterías para alimentar cinco millones de vehículos eléctricos”.
Ascender Elementos, con sede en Westborough, Massachusetts, también utiliza tecnología hidrometalúrgica. Extraen material catódico activo principalmente de desechos de fabricación de baterías, así como de baterías de iones de litio desechadas. La eliminación segura de baterías es tan importante como el reciclaje seguro de paneles solares y turbinas eólicas al final de su vida útil.
En este contexto, el analista senior de sostenibilidad energética de NREL, brezo de garvin dijo: Es importante tener presente el contexto de estas tecnologías emergentes y comprender su ciclo de vida completo. La economía circular ofrece numerosas oportunidades a estas industrias para que sean lo más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente posible desde una fase relativamente temprana de su crecimiento.
