気候技術の新たな発展によって残された材料を回収、リサイクル、再利用することを目標とするスタートアップ企業がますます増えています。これらの組織は、使用済みのソーラーパネルや風力タービンをリサイクルすることで、クリーンエネルギー部品の循環型経済を構築することを目指しています。
Solarcylcle、First Solar、Li-Cycle、Redwood Materials、Carbon Rivers、Veolia などの企業は、環境問題に取り組みながら、廃棄物の削減と経済的な利用に取り組んでいます。急速に拡大する太陽光および風力エネルギー産業と、電気自動車 (EV) の人気の高まりは、廃棄物問題への取り組みを思い出させてくれます。
再生可能エネルギー資源への依存度を高めることは、化石燃料の搾取を減らすために今必要なことです。成長する再生可能エネルギー部門は、すぐに大量のゴミを生み出すでしょう。近い将来、何百万もの太陽光発電 (PV) パネル、風力タービン、リチウムイオン EV バッテリーが、それぞれの寿命の終わりを迎えます。
いくつかの新しいスタートアップ企業は、クリーンエネルギー部品の循環型経済の構築を目指しています。彼らは、廃止された炭鉱、油井、発電所をクリーンアップしないという過去の過ちを繰り返さないようにしたいと考えています。これらのスタートアップ企業は、気候技術の革新の一部を回収、リサイクル、再利用して、持続可能で収益性の高いソリューションを作ることを目指しています。
Solarcycleは、将来の気候変動対策技術廃棄物問題の解決に取り組む企業の好例と言えるでしょう。昨年カリフォルニア州オークランドで設立された同社は、テキサス州オデッサにリサイクル工場を建設しました。そこで、使用済み太陽光パネルから95%の材料を取り出し、サプライチェーンに再投入しています。
同社は回収した銀や銅を商品市場で販売しているほか、ガラス、シリコン、アルミニウムを太陽光パネルの生産者や運営者に販売している。
ソーラーサイクル社のCEO、スヴィ・シャルマ氏は、米国エネルギー情報局（EIA）の推計で、今年米国における新規大規模発電容量の54％を太陽光発電が占める見込みだと指摘し、 「太陽光発電は主要な発電形態になりつつあります。しかし、それに伴って新たな課題と機会も生まれています。当社は太陽光発電の効率化とコスト削減において目覚ましい成果を上げてきましたが、循環型エネルギーへの転換や使用済みパネルの処理に関しては、まだ何も取り組んでいません」と述べた。
米国エネルギー情報局（EIA）によると、昨年、風力発電と太陽光発電は、公益事業規模の電力の13.6%を供給した。再生可能エネルギーの拡大に伴い、これらの数字は上昇する可能性が高い。国内最大手の電力会社の中には、既に予定よりも大幅に先行しているところもある。
2022年には、米国で販売された全車両13.8万台のうち、電気自動車の販売台数が5.8%に増加し、2021年の3.2%から上昇しました。米国環境保護庁（EPA）が最近提案した排気ガス規制と発電所規則により、電気自動車の販売台数は2032年までに市場シェアの67%を占める可能性があります。さらに、より多くの電力会社が発電方法の転換を加速せざるを得なくなるでしょう。
超党派インフラ法とインフレ削減法（IRA）は、どちらも国内のソーラーパネルと部品の製造に減税と資金援助を与えています。また、新しいソーラー技術の研究に資金を提供し、耐用年数を経たソーラーパネルと風力タービンの安全なリサイクルを奨励しています。
Solarcycle以外にも、First Solarは2005年から社内リサイクルプログラムを実施している。First Solarの最高製品責任者であるパット・ビューラー氏はメールの中で、「事業を持続可能な形で拡大するには、循環型経済を事業運営に組み込むことが必要だと認識していました。しかし、使用済みパネルから金属やガラスを抽出してスクラップを製造するのではなく、当社のリサイクルプロセスでは、新しいモジュールに使用するための半導体をクローズドループで回収しています」と述べている。
ファースト ソーラーは米国最大の太陽光パネル製造会社です。1999 年にアリゾナ州テンピで設立され、現在はオハイオ州に生産拠点を持ち、アラバマ州にも生産拠点を建設中です。
同社は、既存のシリコン製または薄膜製のモジュールよりも効率的な新しい住宅用屋上パネルを開発するために、7.3万ドルの研究資金を受け取った。
関連記事：テキサスのスタートアップ企業が経済の安定維持のため希土類磁石をリサイクル
ご存知ですか？古くなった、あるいは破損した太陽光パネルのほとんどは、リサイクルするよりも費用が安いため、埋め立て処分されています。これは約90%のケースで起こっています。
太陽光パネルが埋め立て地に捨てられないようにする
「太陽光パネルの平均寿命は約25年から30年で、すでに全国に500億枚以上が設置されています。住宅の屋根に設置された十数枚から、商業用太陽光発電所に設置された数千枚まで、その規模は様々です」とスヴィ・シャルマ氏は述べた。
太陽光発電容量は年間21%のペースで増加しており、今後数千万枚ものパネルが設置され、そして撤去されることになるだろう。2019年に『Renewable Energy』誌に掲載された研究では、2030年から2060年にかけて、太陽光パネルから約9.8万トンの廃棄物が発生する可能性があると警告している。この問題は、地球環境への影響を軽減するために、太陽光パネルのより持続可能で効率的な廃棄方法を早急に開発する必要性を浮き彫りにしている。
シャルマ氏はさらに、「現在、使用済みまたは欠陥のある太陽光パネルの約90％は埋め立て処分されています。これは、リサイクルするよりも埋め立て処分する方がはるかにコストが安いためです。しかし、今後5年から10年の間に、この差は大幅に縮まるでしょう。リサイクルのコスト効率が向上し、埋め立て処分コストが上昇し続けることが、その要因となるからです」と付け加えた。
巨大な風力タービンのブレードはほぼ完全にリサイクル可能
使用済み風力タービンは、リサイクルの問題だけでなく、ビジネスチャンスももたらします。風力タービンの寿命は20年で、使用済みタービンのほとんどは、使用済み太陽光パネルと同様に埋め立て地に廃棄されています。しかし、鉄塔から複合材製のブレードまで、タービンのほぼすべての部品はリサイクル可能です。ブレードの長さは通常170フィートですが、最新モデルは350フィートを超えており、これが問題となる場合があります。
2021年のNREL（米国国立再生可能エネルギー研究所）の調査によると、今後5年間、米国では毎年3,000枚から9,000枚のブレードが廃棄される見込みです。この数は2040年まで10,000枚から20,000枚に増加すると予測されています。 2050年までに、合計235,000枚のブレードが撤去され、総重量は220万トンに達します。これは、満載のトラクター60,627台分以上の重量に相当します。
循環型再生可能エネルギー経済とその仕組みについて学ぶ
循環型経済の企業は、廃棄物をすべて無駄にしないことを決定しました。これが、使用済みのソーラーパネルと風力タービンのリサイクルが行われている理由です。風力タービンメーカーは、主にブレードが埋め立て地に山積みになるのを避けるために、ビジネスの持続可能性の精神でリサイクルパートナーと提携しています。
ノックスビルに拠点を置くカーボン・リバーズ社は、タービンブレードだけでなく、自動車、建設、海洋産業から排出される廃棄複合材料も粉砕する装置を開発した。同社は、熱分解プロセスを用いて、これらの材料を再生ガラス繊維に加工する。同社の最高戦略責任者であるデイビッド・モーガン氏は、 「この装置は、次世代のタービンブレード、船舶、複合コンクリート、自動車部品の製造に利用できる」と述べている。
ヴェオリア・ノースアメリカは2020年にミズーリ州にリサイクル工場を開設し、現在までに約2,600枚のブレードを処理している。技術・性能担当上級副社長のジュリー・アングロ氏は、 「現在、10年から12年経過したブレードが最初の波として回収されていますが、その数は年々増加していくと予想しています」と述べている。
ヴェオリア社はこの目的のためにキルン共処理技術を採用している。同社は、粉砕した刃物やその他の複合材料を再生して燃料を製造するという革新的な手法を用いている。そして、その燃料を石炭、砂、粘土の代替品としてセメントメーカーに販売している。セメント製造において、この技術は二酸化炭素排出量を27%、水使用量を13%削減する。
GEリニューアブルエナジーの競合企業は、次世代ブレードを最初からリサイクルしやすいものにする方法に取り組んでいる。シーメンス・ガメサ・リニューアブルエナジーは、陸上および洋上風力タービン向けに、完全にリサイクル可能なブレードの製造を開始した。同社は、2040年までにすべてのタービンを完全にリサイクル可能にすることを目指している。ベスタスは2月に、エポキシ樹脂製のタービンブレードを分解してリサイクルできる革新的な技術を発表した。
こちらもご覧ください：ノルウェーは既に電気自動車の未来を生きている
電気自動車用リチウムイオン電池スクラップ
EVバッテリーの寿命は10～20年、走行距離は100,000万～200,000万マイルであるため、リサイクル業者は現在、主にバッテリーメーカーのスクラップを取り扱っている。
トロントに拠点を置くLi-Cycle社は、電池や廃棄物を不活性物質に変換する2段階の技術を開発した。同社はその後、湿式冶金プロセスを用いてそれらを粉砕し、鉱物を生産して主要な製造サプライチェーンに再販売している。Li-Cycle社の共同創業者兼CEOであるアジェイ・コッホラー氏は、 「ロチェスターの施設は今年末に稼働開始予定だ」と述べている。
レッドウッド・マテリアルズは、2017年にJB・ストラウベルによってネバダ州リノ郊外で設立された。彼はテスラの元最高技術責任者であり共同創業者でもあり、バッテリーのリサイクルに斬新なアプローチを採用している。レッドウッドは、バッテリーやスクラップを分解するために湿式冶金法も用いている。
レッドウッド氏は電子メールで、「2025年までに100万台の電気自動車（EV）向けに、年間100GWhの正極活物質と負極箔を生産することを目指しています。2030年までには、年間500GWhの生産規模に拡大し、500万台のEVに電力を供給できるバッテリーを製造できるようにすることが目標です」と述べた。
マサチューセッツ州ウェストボロに本社を置くアセンド・エレメンツ社も、湿式冶金技術を採用している。同社は主に電池製造時のスクラップや使用済みリチウムイオン電池から正極活物質を抽出している。電池の安全な廃棄は、使用済み太陽光パネルや風力タービンの安全なリサイクルと同様に重要である。
こうした状況を踏まえ、NREL（国立再生可能エネルギー研究所）の上級エネルギー持続可能性アナリスト、ガービン・ヒース氏は次のように述べています。「これらの新興技術の背景を常に念頭に置き、そのライフサイクル全体を理解することが重要です。循環型経済は、これらの産業が比較的早い成長段階で、可能な限り持続可能で環境に優しい企業となるための多くの機会を提供します。」
