Yhä useampi startup-yritys syntyy, kun tavoitteena on ottaa talteen, kierrättää ja käyttää uudelleen ilmastoteknologian kehityksen jälkeen jääneitä materiaaleja. Nämä organisaatiot pyrkivät rakentamaan kiertotaloutta puhtaille energiakomponenteille kierrättämällä loppuun käytettyjä aurinkopaneeleja ja tuuliturbiineja.
Yritykset, kuten Solarcylcle, First Solar, Li-Cycle, Redwood Materials, Carbon Rivers ja Veolia, pyrkivät vähentämään jätettä ja löytämään sille taloudellista käyttöä samalla kun käsitellään ympäristökysymyksiä. Nopeasti kasvava aurinko- ja tuulienergiateollisuus sekä sähköajoneuvojen (EV) suosion kasvu ovat muistutuksia jäteongelman ratkaisemisesta.
Kasvava riippuvuus uusiutuvista energialähteistä on hetken tarve vähentää fossiilisten polttoaineiden hyödyntämistä. Kasvavat uusiutuvan energian sektorit tuottavat pian tonnia jätettä. Lähitulevaisuudessa nämä miljoonat aurinkosähköpaneelit, tuuliturbiinit ja litiumioniakut saavuttavat elinkaarensa lopussa.
Jotkut uudet startupit pyrkivät luomaan kiertotaloutta puhtaan energian komponenteille. He haluavat varmistaa, etteivät he toista aiempia virheitä, kun he eivät ole puhdistaneet käytöstä poistettuja hiilikaivoksia, öljylähteitä ja voimalaitoksia. Nämä startupit pyrkivät hyödyntämään, kierrättämään ja käyttämään uudelleen osia ilmastoteknologian innovaatioista tehdäkseen kestävän ja kannattavan ratkaisun.
Solarcycle on erinomainen esimerkki yrityksestä, joka pyrkii ratkaisemaan tulevaisuuden ilmastoteknologian jäteongelman. Viime vuonna Oaklandissa, Kaliforniassa, perustettu yritys rakensi kierrätystehtaan Odessaan, Texasissa. Siellä se poistaa ja palauttaa 95 % käytöstä poistettujen aurinkopaneelien materiaaleista ja palauttaa ne toimitusketjuun.
Se myy talteen otettua hopeaa ja kuparia hyödykemarkkinoilla sekä lasia, piitä ja alumiinia aurinkopaneelien valmistajille ja operaattoreille.
Solarcyclen toimitusjohtaja Suvi Sharma viittasi YVA:n arvioon, jonka mukaan aurinkoenergian osuus Yhdysvaltojen uuden mittakaavan sähköntuotantokapasiteetista on tänä vuonna 54 % . Hän sanoi: "Aurinkoenergiasta on tulossa hallitseva sähköntuotantomuoto. Mutta se tuo mukanaan uusia haasteita ja mahdollisuuksia. Olemme tehneet ilmiömäistä työtä aurinkoenergian tehostamiseksi ja kustannustehokkuuden parantamiseksi, mutta emme ole vielä tehneet mitään sen kiertotalouden edistämiseksi ja käytöstä poistettavien paneelien käsittelemiseksi."
Yhdysvaltain energiatietohallinnon (EIA) mukaan tuuli- ja aurinkoenergia tuottivat viime vuonna 13.6 % sähköstä. Nämä luvut todennäköisesti nousevat uusiutuvan energian laajentuessa. Jotkut maan suurimmista sähkölaitoksista ovat jo selvästi aikataulusta edellä.
Täyssähköautojen myynti kasvoi 5.8 prosenttiin Yhdysvalloissa vuonna 2022 ostetuista 13.8 miljoonasta ajoneuvosta, kun se vuonna 2021 oli 3.2 prosenttia. Ympäristönsuojeluviraston ( EPA) äskettäin ehdottamien pakokaasupäästöjen rajoitusten ja voimalaitossääntöjen myötä sähköautojen myynti saattaa saavuttaa 67 prosentin markkinaosuuden vuoteen 2032 mennessä. Lisäksi yhä useammat sähköyhtiöt joutuvat kiihdyttämään siirtymistään energiantuotantoonsa.
Molempien puolueiden infrastruktuurilaki ja IRA (Inflation Reduction Act) tarjoavat molemmat verohelpotuksia ja rahoitusta kotimaiseen aurinkopaneelien ja komponenttien valmistukseen. Ne tarjoavat myös rahoitusta uuden aurinkoteknologian tutkimukseen ja rohkaisevat kierrättämään käyttöikänsä lopussa olevia aurinkopaneeleja ja tuuliturbiineja turvallisesti.
Solarcyclen lisäksi First Solarilla on ollut vuodesta 2005 lähtien oma kierrätysohjelma. First Solarin tuotejohtaja Pat Buehler mainitsi sähköpostissaan: "Tiedämme, että kiertotalouden integrointi toimintaamme oli välttämätöntä liiketoiminnan skaalaamiseksi kestävällä tavalla. Mutta sen sijaan, että metallit ja lasi erotettaisiin käytöstä poistetuista paneeleista ja valmistusjätteestä, kierrätysprosessimme tarjoaa suljetun kierron puolijohteiden talteenottoa uusien moduulien käyttöön."
First Solar on Yhdysvaltojen suurin aurinkopaneelien valmistaja. Arizonan Tempessa vuonna 1999 perustetulla yrityksellä on nyt tuotantolaitokset Ohiossa ja yksi rakenteilla Alabamassa.
Yritys sai 7.3 miljoonaa dollaria tutkimusrahoitusta kehittääkseen uuden asuinrakennusten kattopaneelin, joka on tehokkaampi kuin nykyiset pii- tai ohutkalvomoduulit.
Tiesitkö : Useimmat vanhat tai vaurioituneet aurinkopaneelit hävitetään kaatopaikoilla, koska se on halvempaa kuin niiden kierrätys. Näin tapahtuu noin 90 prosentissa tapauksista.
Estä aurinkopaneelit päätymästä kaatopaikoille
”Aurinkopaneelien keskimääräinen käyttöikä on noin 25–30 vuotta, ja niitä on jo asennettu yli 500 miljoonaa ympäri maata. Asuinrakennusten katoilla olevista kymmenistä paneeleista tuhansiin kaupallisten aurinkopaneelien paneeleihin”, Suvi Sharma sanoi.
Aurinkoenergiakapasiteetin kasvaessa 21 prosentin vuosivauhdilla asennetaan – ja poistetaan – kymmeniä miljoonia paneeleja lisää. Vuonna 2019 Renewable Energy -lehdessä julkaistu tutkimus varoittaa, että vuosina 2030–2060 aurinkopaneeleista saattaa syntyä noin 9.8 miljoonaa tonnia jätettä. Tämä korostaa kiireellistä tarvetta löytää kestävämpiä ja tehokkaampia menetelmiä aurinkopaneelien hävittämiseksi planeettamme ympäristövaikutusten lieventämiseksi.
Sharma lisäsi: ”Tällä hetkellä noin 90 % käytöstä poistetuista tai viallisista aurinkopaneeleista päätyy kaatopaikoille, pääasiassa siksi, että niiden hävittäminen on paljon halvempaa kuin kierrättäminen. Näemme tämän kuilun kaventuvan merkittävästi seuraavien 5–10 vuoden aikana. Kierrätyksen kustannustehokkuuden parantuessa ja kaatopaikkasijoituksen kustannusten vain kasvaessa.”
Massiiviset tuuliturbiinien lavat ovat lähes täysin kierrätettäviä
Käytöstä poistetut tuuliturbiinit ovat jälleen yksi kierrätysongelma, mutta myös liiketoimintapotentiaali. Tuuliturbiinien käyttöikä on 20 vuotta, ja useimmat käytöstä poistetut turbiinit ovat liittyneet kaatopaikoille hylättyihin aurinkopaneeleihin. Lähes jokainen turbiinin osa on kuitenkin kierrätettävä, terästornista komposiittisiipiin, jotka ovat yleensä 170 metriä pitkiä. Mutta uusimmat mallit ovat yli 350 metriä pitkiä, ja tämä voi olla ongelmallista.
Vuonna 2021 tehdyn NREL-tutkimuksen mukaan Yhdysvalloissa poistetaan käytöstä 3 000–9 000 terää vuosittain seuraavien viiden vuoden aikana. Tämän määrän arvioidaan kasvavan 10 000–20 000:lla vuoteen 2040 mennessä. Vuoteen 2050 mennessä poistetaan 235 000 terää , joiden kokonaismassa on 2.2 miljoonaa tonnia. Se vastaa yli 60 627 täyteen lastattua traktorin kuormaa.
Opi uusiutuvan energian kiertotaloudesta ja sen toiminnasta
Kiertotalouden yritykset päättivät olla antamatta kaikkea tätä jätettä roskiin, minkä vuoksi loppuun käytettyjen aurinkopaneelien ja tuuliturbiinien kierrätystä seurataan. Tuuliturbiinien valmistajat tekevät yhteistyötä kierrätyskumppaneiden kanssa kestävän liiketoiminnan hengessä ensisijaisesti välttääkseen niiden siipien kasaantumisen kaatopaikoille.
Knoxvillessä sijaitseva Carbon Rivers on kehittänyt laitteita paitsi turbiinin lapojen myös auto-, rakennus- ja meriteollisuuden hylättyjen komposiittimateriaalien silppuamiseen. Se muuntaa ne sitten kierrätetyksi lasikuiduksi pyrolyysiprosessin avulla. Yrityksen strategiajohtaja David Morgan sanoi: "Sitä voidaan käyttää seuraavan sukupolven turbiinin lapojen, merialusten, komposiittibetonin ja autonosien valmistukseen."
Veolia North America avasi kierrätystehtaan Missourissa vuonna 2020 ja on tähän mennessä käsitellyt noin 2 600 terää. Julie Angulo , tekninen ja suorituskykyinen varatoimitusjohtaja, sanoo: "Näemme ensimmäisen aallon teriä, jotka ovat 10–12 vuotta vanhoja, mutta tiedämme, että määrä tulee kasvamaan vuosi vuodelta."
Veolia käyttää tähän tarkoitukseen uunin yhteiskäsittelyä. Yrityksellä on innovatiivinen lähestymistapa, jossa se valmistaa polttoainetta silputuista teriä ja muita komposiittimateriaaleja uudelleen. Se myy polttoainetta sitten sementtivalmistajille kivihiilen, hiekan ja saven korvikkeeksi. Sementinvalmistuksessa tämä tekniikka vähentää hiilidioksidipäästöjä 27 % ja vedenkulutusta 13 %.
GE Renewable Energy -yhtiön kilpailijat työstävät tapoja tehdä seuraavan sukupolven lapoista kierrätettävämpiä alusta alkaen. Siemens Gamesa Renewable Energy on aloittanut täysin kierrätettävien lapojen valmistuksen sekä maalla että merellä sijaitseville tuuliturbiineille. Heidän tavoitteenaan on tehdä kaikista turbiineistaan täysin kierrätettäviä vuoteen 2040 mennessä. Vestas esitteli helmikuussa uuden teknologian, jonka avulla epoksipohjaiset turbiinin lapoja voidaan hajottaa ja kierrättää.
Lue myös: Norjassa on jo sähköajoneuvojen tulevaisuus
Sähköauton Li-ion akkuromu
Koska sähköautojen akkujen käyttöikä on 10–20 vuotta tai 100,000 200,000–XNUMX XNUMX mailia, kierrättäjät käsittelevät nyt ensisijaisesti akkuvalmistajien romua.
Torontolainen Li-Cycle on keksinyt kaksivaiheisen tekniikan, joka muuntaa akut ja jätteet inertiksi materiaaliksi. Sitten se silppuaa ne hydrometallurgisella prosessilla mineraalien tuottamiseksi, jotka myydään takaisin pääasialliseen valmistusketjuun. Li-Cyclen perustaja ja toimitusjohtaja Ajay Kochhlar sanoo: "Olemme aikataulussa Rochesterin [laitoksen] käyttöönoton aloittamiseksi tämän vuoden lopussa."
Redwood Materialsin perusti Renon ulkopuolella Nevadassa vuonna 2017 JB Straubel . Hän on Teslan entinen teknologiajohtaja ja yksi perustajista, ja hän omaksuu uudenlaisen lähestymistavan akkujen kierrätykseen. Redwood käyttää akkujen ja romun hajottamiseen myös hydrometallurgiaa.
Sähköpostiviestissään Redwood totesi: "Pyrimme tuottamaan 100 GWh/vuosi katodiaktiivisia materiaaleja ja anodikalvoa miljoonalle sähköautolle vuoteen 2025 mennessä. Vuoteen 2030 mennessä tavoitteemme on skaalata materiaalien tuotanto 500 GWh/vuosi, mikä mahdollistaisi riittävän määrän akkuja viiden miljoonan sähköauton virtalähteeksi."
Ascend Elements , jonka pääkonttori sijaitsee Westborough'ssa, Massachusettsissa, käyttää myös hydrometallurgiateknologiaa. He uuttavat katodiaktiivista materiaalia pääasiassa akkujen valmistusjätteestä sekä käytöstä poistetuista litiumioniakuista. Akkujen turvallinen hävittäminen on yhtä tärkeää kuin käytöstä poistettujen aurinkopaneelien ja tuuliturbiinien turvallinen kierrätys.
Tässä yhteydessä NREL: n vanhempi energian kestävän kehityksen analyytikko Garvin Heath sanoi: "On tärkeää varmistaa, että pidämme mielessä näiden uusien teknologioiden kontekstin ja ymmärrämme niiden koko elinkaaren. Kiertotalous tarjoaa näille teollisuudenaloille paljon mahdollisuuksia olla mahdollisimman kestäviä ja ympäristöystävällisiä jo suhteellisen varhaisessa kasvuvaiheessaan."
