जीवन-काल समाप्त हो चुके सौर पैनलों और पवन टर्बाइनों का पुनर्चक्रण: जलवायु तकनीक के लिए बड़ा अपशिष्ट व्यवसाय

जलवायु प्रौद्योगिकी में नए विकास से बची हुई सामग्रियों को पुनः प्राप्त करने, पुनर्चक्रण करने और पुनः उपयोग करने के लक्ष्य के साथ अधिक से अधिक स्टार्टअप उभर रहे हैं। इन संगठनों का लक्ष्य जीवन के अंत में सौर पैनलों और पवन टर्बाइनों को पुनर्चक्रित करके स्वच्छ ऊर्जा घटकों के लिए एक परिपत्र अर्थव्यवस्था का निर्माण करना है।

सोलरसाइकल, फर्स्ट सोलर, ली-साइकल, रेडवुड मैटीरियल्स, कार्बन रिवर्स और वीओलिया जैसी कंपनियाँ पर्यावरण संबंधी मुद्दों को संबोधित करते हुए कचरे को कम करने और इसके लिए आर्थिक उपयोग खोजने के लिए काम करती हैं। तेजी से बढ़ते सौर और पवन ऊर्जा उद्योग और इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) की बढ़ती लोकप्रियता कचरे की समस्या को संबोधित करने के लिए अनुस्मारक के रूप में काम करती है।

जीवाश्म ईंधन के दोहन को कम करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा संसाधनों पर बढ़ती निर्भरता समय की मांग है। बढ़ते नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र जल्द ही टन भर कचरा पैदा करेंगे। निकट भविष्य में, ये लाखों फोटोवोल्टिक (पीवी) सौर पैनल, पवन टर्बाइन और लिथियम-आयन ईवी बैटरियां अपने व्यक्तिगत जीवनचक्र के अंत तक पहुँच जाएँगी।

कुछ नए स्टार्टअप स्वच्छ ऊर्जा घटकों के लिए एक परिपत्र अर्थव्यवस्था बनाने की कोशिश कर रहे हैं। वे यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि वे बंद हो चुकी कोयला खदानों, तेल कुओं और बिजली संयंत्रों की सफाई न करने जैसी पिछली गलतियों को न दोहराएँ। इन स्टार्टअप का लक्ष्य जलवायु तकनीक नवाचार के कुछ हिस्सों को पुनर्प्राप्त करना, रीसाइकिल करना और पुनः उपयोग करना है ताकि एक टिकाऊ और लाभदायक समाधान बनाया जा सके।

सौरचक्र भविष्य की जलवायु तकनीक अपशिष्ट समस्या को हल करने का प्रयास करने वाली कंपनी का एक प्रमुख उदाहरण है। पिछले साल ओकलैंड, कैलिफ़ोर्निया में स्थापित, कंपनी ने ओडेसा, टेक्सास में एक रीसाइक्लिंग फैक्ट्री बनाई। वहाँ यह जीवन के अंत में सौर पैनलों से 95% सामग्री को हटाता है और उन्हें आपूर्ति श्रृंखला में फिर से पेश करता है।

यह कमोडिटी बाजारों में पुनर्प्राप्त चांदी और तांबे के साथ-साथ सौर पैनल उत्पादकों और ऑपरेटरों को कांच, सिलिकॉन और एल्युमीनियम भी बेचता है।

ईआईए के एक अनुमान का हवाला देते हुए कहा गया है कि नई उपयोगिता-स्तरीय विद्युत उत्पादन क्षमता में सौर ऊर्जा का योगदान 54% होगा इस वर्ष संयुक्त राज्य अमेरिका में, सोलरसाइकल के सी.ई.ओ. सुवी शर्मा कहा, "सौर ऊर्जा बिजली उत्पादन का प्रमुख रूप बनती जा रही है। लेकिन इसके साथ ही चुनौतियों और अवसरों का एक नया सेट भी आता है। हमने सौर ऊर्जा को कुशल और लागत प्रभावी बनाने में अभूतपूर्व काम किया है, लेकिन वास्तव में इसे सर्कुलर बनाने और जीवन-काल के अंत [पैनल] से निपटने के लिए अभी तक कुछ नहीं किया है।"

के अनुसार अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन (ईआईए) के अनुसार, पिछले साल पवन और सौर ऊर्जा ने उपयोगिता-स्तर की 13.6% बिजली पैदा की। अक्षय ऊर्जा के विस्तार के साथ ये आंकड़े बढ़ने की संभावना है। देश की कुछ सबसे बड़ी उपयोगिताएँ पहले से ही तय समय से काफी आगे हैं।

सब-इलेक्ट्रिक वाहनों की बिक्री बढ़कर 5.8% हुई 13.8 में संयुक्त राज्य अमेरिका में खरीदे गए कुल 2022 मिलियन वाहनों में से, 3.2 में 2021% से अधिक। पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) द्वारा हाल ही में प्रस्तावित टेलपाइप उत्सर्जन प्रतिबंधों और बिजली संयंत्र नियमों के अनुसार, ईवी की बिक्री 67 तक 2032% बाजार हिस्सेदारी हासिल कर सकती है। इसके अलावा, अधिक उपयोगिताओं को अपने बिजली उत्पादन में बदलाव को तेज करने के लिए मजबूर होना पड़ेगा।

द्विदलीय अवसंरचना अधिनियम और मुद्रास्फीति न्यूनीकरण अधिनियम (आईआरए) दोनों ही घरेलू सौर पैनल और घटक निर्माण के लिए कर छूट और वित्तपोषण प्रदान करते हैं। वे नवीन सौर प्रौद्योगिकी में अनुसंधान के लिए धन भी प्रदान करते हैं और जीवन के अंतिम चरण में पहुँच चुके सौर पैनलों और पवन टर्बाइनों को सुरक्षित रूप से पुनर्चक्रित करने के लिए प्रोत्साहित करते हैं।

सोलरसाइकल के अलावा, पहला सौर2005 से, फर्स्ट सोलर के मुख्य उत्पाद अधिकारी ने कहा कि, "हम इन-हाउस रीसाइक्लिंग कार्यक्रम चला रहे हैं।" पैट ब्यूहलर उनके मेल में उल्लेख किया गया है, "हमने माना कि हमारे संचालन में सर्कुलरिटी को एकीकृत करना व्यवसाय को टिकाऊ तरीके से बढ़ाने के लिए आवश्यक था। लेकिन सेवानिवृत्त पैनलों और विनिर्माण स्क्रैप से धातु और कांच निकालने के बजाय, हमारी रीसाइक्लिंग प्रक्रिया नए मॉड्यूल में उपयोग के लिए बंद-लूप सेमीकंडक्टर रिकवरी प्रदान करती है।"

फर्स्ट सोलर संयुक्त राज्य अमेरिका में सबसे बड़ी सौर पैनल निर्माता कंपनी है। 1999 में टेम्पे, एरिज़ोना में स्थापित, कंपनी के पास अब ओहियो में उत्पादन स्थल हैं और अलबामा में एक निर्माणाधीन है।

कंपनी को प्राप्त हुआ अनुसंधान में $7.3 मिलियन एक नया आवासीय छत पैनल विकसित करने के लिए वित्त पोषण, जो मौजूदा सिलिकॉन या पतली फिल्म मॉड्यूल की तुलना में अधिक कुशल है।

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क्या आप जानते हैं: ज़्यादातर पुराने या क्षतिग्रस्त सोलर पैनल लैंडफिल में फेंक दिए जाते हैं, क्योंकि उन्हें रीसाइकिल करने की तुलना में यह कम खर्चीला होता है। लगभग 90% मामलों में ऐसा होता है।

सौर पैनलों को लैंडफिल में जाने से रोकना

"एक सौर पैनल का औसत जीवनकाल लगभग 25 से 30 वर्ष होता है, और देश भर में 500 मिलियन से अधिक पहले से ही स्थापित हैं। आवासीय घर की छत पर एक दर्जन से लेकर व्यावसायिक सौर फार्म में हज़ारों तक।" सुवी शर्मा ने कहा।

सौर ऊर्जा क्षमता में तेजी से वृद्धि हो रही है 21% वार्षिक दर, लाखों और पैनल लगाए जाएंगे - और हटाए जाएंगे। 2019 में अक्षय ऊर्जा चेतावनी दी गई है कि 2030 से 2060 तक, हम सौर पैनलों से लगभग 9.8 मिलियन मीट्रिक टन कचरा देख सकते हैं। यह मुद्दा हमारे ग्रह पर पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए सौर पैनलों के निपटान के अधिक टिकाऊ और कुशल तरीकों की तत्काल आवश्यकता पर जोर देता है।

शर्मा ने आगे कहा, "वर्तमान में, लगभग 90% जीवन-काल समाप्त हो चुके या दोषपूर्ण सौर पैनल लैंडफिल में समाप्त हो जाते हैं, मुख्यतः इसलिए क्योंकि उन्हें रीसाइकिल करने की तुलना में उन्हें डंप करना बहुत कम खर्चीला है। हम देखते हैं कि अगले पाँच से 10 वर्षों में यह अंतर काफी हद तक कम हो जाएगा। रीसाइकिलिंग के अधिक लागत प्रभावी होने और लैंडफिलिंग लागत में वृद्धि के संयोजन के माध्यम से।"

विशाल पवन टरबाइन ब्लेड लगभग पूरी तरह से पुनर्चक्रण योग्य हैं

सेवानिवृत्त हवा टर्बाइनों एक और रीसाइक्लिंग समस्या, साथ ही साथ व्यावसायिक संभावनाएँ भी प्रस्तुत करते हैं। पवन टर्बाइनों का जीवनकाल 20 वर्ष होता है, और अधिकांश बंद टर्बाइन लैंडफिल में सेवानिवृत्त सौर पैनलों में शामिल हो गए हैं। हालाँकि, टर्बाइन का लगभग हर घटक पुनर्चक्रणीय है, स्टील टॉवर से लेकर मिश्रित ब्लेड तक, जो आम तौर पर 170 फीट लंबे होते हैं। लेकिन सबसे हालिया मॉडल 350 फीट से अधिक लंबे हैं और यह समस्याग्रस्त हो सकता है।

2021 एनआरईएल शोध के अनुसारअगले पांच सालों में अमेरिका में हर साल 3,000 से 9,000 ब्लेड रिटायर किए जाएंगे। अनुमान है कि 10,000 तक यह संख्या 20,000 से 2040 के बीच बढ़ जाएगी। 2050 तक 235,000 ब्लेड हटा दिए जाएंगेकुल 2.2 मिलियन मीट्रिक टन वजन है। यह 60,627 से अधिक पूरी तरह से भरे हुए ट्रैक्टर लोड के बराबर है।

चक्रीय नवीकरणीय ऊर्जा अर्थव्यवस्था और यह कैसे काम करती है, इसके बारे में जानें

सर्कुलर इकोनॉमी में कंपनियों ने तय किया कि वे सारा कचरा बर्बाद नहीं होने देंगी, यही वजह है कि जीवन के अंत में सौर पैनल और पवन टर्बाइनों को रीसाइकिल किया जाता है। पवन टर्बाइन निर्माता व्यवसायिक स्थिरता की भावना से रीसाइक्लिंग भागीदारों के साथ साझेदारी कर रहे हैं, मुख्य रूप से अपने ब्लेड को लैंडफिल में जमा होने से बचाने के लिए।

कार्बन नदियाँनॉक्सविले में स्थित, ने न केवल टर्बाइन ब्लेड को बल्कि ऑटोमोटिव, निर्माण और समुद्री उद्योगों से छोड़े गए मिश्रित सामग्रियों को भी टुकड़े-टुकड़े करने के लिए उपकरण बनाए हैं। यह फिर उन्हें पायरोलिसिस प्रक्रिया का उपयोग करके पुनः प्राप्त ग्लास फाइबर में बदल देता है। डेविड मॉर्गनकंपनी के मुख्य रणनीति अधिकारी ने कहा, "इसका उपयोग टरबाइन ब्लेड, समुद्री जहाजों, मिश्रित कंक्रीट और ऑटो पार्ट्स के अगली पीढ़ी के विनिर्माण के लिए किया जा सकता है।"

वेओलिया उत्तरी अमेरिकाने 2020 में मिसौरी में एक रीसाइक्लिंग फैक्ट्री शुरू की, जो अब तक लगभग 2,600 ब्लेडों का प्रसंस्करण कर रही है। जूली एंगुलोवरिष्ठ उपाध्यक्ष, तकनीकी और प्रदर्शन कहते हैं, "हम 10 से 12 वर्ष पुराने ब्लेडों की पहली लहर देख रहे हैं, लेकिन हम जानते हैं कि यह संख्या साल-दर-साल बढ़ती ही जाएगी।"

वेओलिया इस उद्देश्य के लिए भट्ठी सह-प्रसंस्करण का उपयोग करता है। कंपनी के पास ईंधन का उत्पादन करने के लिए कटे हुए ब्लेड और अन्य मिश्रित सामग्रियों को फिर से बनाने का एक अभिनव तरीका है। फिर यह इसे सीमेंट निर्माताओं को कोयला, रेत और मिट्टी के प्रतिस्थापन के रूप में बेचता है। सीमेंट निर्माण में, तकनीक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में 27% और जल उपयोग में 13% की कमी आती है.

जी.ई. रिन्यूएबल एनर्जी कम्पनी के प्रतिस्पर्धी अगली पीढ़ी के ब्लेडों को शुरू से ही अधिक पुनर्चक्रणीय बनाने के तरीकों पर काम कर रहे हैं। सीमेंस गेम्स अक्षय ऊर्जा ने भूमि-आधारित और अपतटीय पवन टर्बाइनों के लिए पूरी तरह से पुनर्चक्रणीय ब्लेड का निर्माण शुरू कर दिया है। उनका लक्ष्य 2040 तक अपने सभी टर्बाइनों को पूरी तरह से पुनर्चक्रणीय बनाना है। वेस्टास फरवरी में एक नई प्रौद्योगिकी प्रस्तुत की गई, जिससे इपॉक्सी-आधारित टरबाइन ब्लेडों को तोड़ा और पुनर्चक्रित किया जा सकता है।

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इलेक्ट्रिक वाहन Li-आयन बैटरी स्क्रैप

चूंकि ईवी बैटरियों का जीवनकाल 10 से 20 वर्ष या 100,000-200,000 मील होता है, इसलिए रिसाइकिलर्स अब मुख्य रूप से बैटरी निर्माताओं के स्क्रैप का ही उपयोग कर रहे हैं।

ली-साइकलटोरंटो स्थित, ने दो-चरणीय तकनीक का आविष्कार किया है जो बैटरी और कचरे को निष्क्रिय पदार्थों में परिवर्तित करती है। इसके बाद यह हाइड्रोमेटेलर्जी प्रक्रिया का उपयोग करके उन्हें खनिजों का उत्पादन करने के लिए टुकड़े-टुकड़े कर देता है जिन्हें मुख्य विनिर्माण आपूर्ति श्रृंखला में वापस बेच दिया जाता है। ली-साइकिल के सह-संस्थापक और सीईओ अजय कोछलर कहते हैं, "हम इस वर्ष के अंत तक रोचेस्टर [सुविधा] का संचालन शुरू करने की दिशा में आगे बढ़ रहे हैं।"

रेडवुड सामग्री 2017 में रेनो, नेवादा के बाहर स्थापित किया गया था जेबी स्ट्राबेल. वह टेस्ला के पूर्व मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी और सह-संस्थापक हैं, और बैटरी रीसाइक्लिंग के लिए एक नया दृष्टिकोण अपना रहे हैं। बैटरी और स्क्रैप को तोड़ने के लिए रेडवुड हाइड्रोमेटलर्जी का भी उपयोग करता है।

एक ईमेल में रेडवुड ने कहा, "हमारा लक्ष्य 100 तक एक मिलियन ई.वी. के लिए 2025 GWh/वर्ष कैथोड-सक्रिय सामग्री और एनोड फ़ॉइल का उत्पादन करना है। 2030 तक, हमारा लक्ष्य 500 GWh/वर्ष सामग्री का उत्पादन करना है, जिससे पांच मिलियन ई.वी. को शक्ति प्रदान करने के लिए पर्याप्त बैटरियां तैयार हो सकेंगी।"

आरोही तत्ववेस्टबोरो, मैसाचुसेट्स में मुख्यालय वाली कंपनी हाइड्रोमेटेलर्जी तकनीक का भी इस्तेमाल करती है। वे ज्यादातर बैटरी निर्माण स्क्रैप से कैथोड-सक्रिय सामग्री निकालते हैं, साथ ही साथ लिथियम-आयन बैटरी को भी हटाते हैं। सुरक्षित बैटरी निपटान उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि जीवन के अंत में सौर पैनलों और पवन टर्बाइनों का सुरक्षित पुनर्चक्रण।

इस संदर्भ में, वरिष्ठ ऊर्जा स्थिरता विश्लेषक NREL, गारविन हीथ कहा, "यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि हम इन उभरती प्रौद्योगिकियों के संदर्भ को ध्यान में रखें और उनके पूरे जीवनचक्र को समझें। सर्कुलर अर्थव्यवस्था इन उद्योगों को उनके विकास के अपेक्षाकृत शुरुआती चरण में यथासंभव टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल होने के लिए बहुत सारे अवसर प्रदान करती है।"