Fler och fler startups dyker upp med målet att återvinna, återvinna och återanvända material som lämnats efter ny utveckling inom klimatteknik. Dessa organisationer strävar efter att bygga en cirkulär ekonomi för rena energikomponenter genom att återvinna uttjänta solpaneler och vindkraftverk.
Företag som Solarcylcle, First Solar, Li-Cycle, Redwood Materials, Carbon Rivers och Veolia arbetar för att minska avfallet och hitta ekonomiska användningsområden för det samtidigt som de tar itu med miljöfrågor. Den snabbt växande sol- och vindenergiindustrin och den ökande populariteten för elfordon fungerar som påminnelser om att ta itu med avfallsproblemet.
Ett växande beroende av förnybara energiresurser är tidens behov av att minska utnyttjandet av fossila bränslen. Växande sektorer för förnybar energi kommer snart att producera massor av sopor. Inom en snar framtid kommer dessa miljontals solceller (PV) solpaneler, vindkraftverk och litiumjonbatterier att nå slutet av sin individuella livscykel.
Några nya startups vill skapa en cirkulär ekonomi för rena energikomponenter. De vill se till att de inte upprepar tidigare misstag att inte städa upp avvecklade kolgruvor, oljekällor och kraftverk. Dessa startups syftar till att återvinna, återvinna och återanvända delar av klimatteknisk innovation för att skapa en hållbar och lönsam lösning.
Solarcycle är ett utmärkt exempel på ett företag som försöker lösa framtidens problem med klimatteknikavfall. Företaget grundades förra året i Oakland, Kalifornien, och byggde en återvinningsfabrik i Odessa, Texas. Där avlägsnar och återinför 95 % av materialen från uttjänta solpaneler och återinför dem i leveranskedjan.
Det säljer återvunnet silver och koppar på råvarumarknader, samt glas, kisel och aluminium till solpanelstillverkare och operatörer.
Med hänvisning till en EIA-uppskattning som tyder på att solenergi kommer att stå för 54 % av den nya elproduktionskapaciteten i USA i år, sa Solarcycles VD Suvi Sharma : "Solenergi håller på att bli den dominerande formen av kraftproduktion. Men med det kommer en ny uppsättning utmaningar och möjligheter. Vi har gjort ett fenomenalt jobb med att göra solenergi effektiv och kostnadseffektiv, men har egentligen inte gjort någonting ännu för att göra den cirkulär och hantera slutet av livscykeln [på paneler]."
Enligt US Energy Information Administration (EIA) genererade vind- och solenergi 13.6 % av elproduktionen i stor skala förra året. Dessa siffror kommer sannolikt att öka i takt med att förnybar energi expanderar. Några av landets största energibolag ligger redan långt före schemat.
Försäljningen av helt eldrivna fordon ökade till 5.8 % av de totalt 13.8 miljoner fordon som köptes i USA år 2022, en ökning från 3.2 % år 2021. Med miljöskyddsmyndigheten EPAs (Environmental Protection Agency) nyligen föreslagna begränsningar av avgasutsläpp och regler för kraftverk, kan försäljningen av elbilar ta en marknadsandel på 67 % år 2032. Dessutom kommer fler energibolag att tvingas påskynda sin övergång till kraftproduktion.
Bipartisan Infrastructure Act och Inflation Reduction Act (IRA) ger båda skattelättnader och finansiering för inhemsk tillverkning av solpaneler och komponenter. De tillhandahåller också medel för forskning om ny solenergiteknik och uppmuntrar till säker återvinning av uttjänta solpaneler och vindkraftverk.
Förutom Solarcycle har First Solar sedan 2005 haft ett internt återvinningsprogram. Produktchefen på First Solar, Pat Buehler, nämnde i sitt mejl: "Vi insåg att det var nödvändigt att integrera cirkularitet i vår verksamhet för att skala upp verksamheten på ett hållbart sätt. Men istället för att utvinna metaller och glas från uttjänta paneler och tillverkningsskrot, tillhandahåller vår återvinningsprocess en sluten slinga för halvledaråtervinning för användning i nya moduler."
First Solar är den största solpanelstillverkaren i USA. Företaget grundades i Tempe, Arizona 1999, och har nu produktionsanläggningar i Ohio och en under uppbyggnad i Alabama.
Företaget fick 7.3 miljoner dollar i forskningsfinansiering för att utveckla en ny takpanel för bostäder som är effektivare än befintliga kisel- eller tunnfilmsmoduler.
Läs också: Startup i Texas återvinner sällsynta jordartsmetaller för att upprätthålla ekonomisk säkerhet
Visste du att : De flesta gamla eller skadade solpaneler slängs på soptippar, eftersom det är billigare än att återvinna dem. Detta händer i cirka 90 % av fallen.
Att förhindra att solpaneler hamnar på soptippar
”Den genomsnittliga livslängden för en solpanel är cirka 25 till 30 år, och det finns redan mer än 500 miljoner installerade över hela landet. Allt från ett dussin på ett bostadshus tak till tusentals i en kommersiell solcellspark”, sa Suvi Sharma.
Med en solkapacitet som ökar med 21 % årligen kommer tiotals miljoner fler paneler att installeras – och tas bort. En studie som publicerades 2019 i Renewable Energy varnar för att vi från 2030 till 2060 kan se cirka 9.8 miljoner ton avfall från solpaneler. Denna fråga betonar det akuta behovet av mer hållbara och effektiva metoder för att göra sig av med solpaneler för att minska miljöpåverkan på vår planet.
Sharma tillade vidare: ”För närvarande hamnar cirka 90 % av uttjänta eller defekta solpaneler på soptippar, till stor del för att det kostar mycket mindre att dumpa dem än att återvinna dem. Vi ser att det gapet minskar avsevärt under de kommande fem till tio åren. Genom en kombination av att återvinning blir mer kostnadseffektiv och att deponeringskostnaderna bara ökar.”
Massiva vindturbinblad är nästan helt återvinningsbara
Uttjänta vindkraftverk utgör ytterligare ett återvinningsproblem, såväl som affärspotential. Vindkraftverk har en livslängd på 20 år, och de flesta avvecklade har anslutit sig till uttjänta solpaneler på soptippar. Nästan alla komponenter i en turbin är dock återvinningsbara, från ståltornet till kompositbladen, som normalt är 170 meter långa. Men de senaste modellerna överstiger 350 meter och detta kan vara problematiskt.
Enligt en NREL-undersökning från 2021 kommer mellan 3 000 och 9 000 blad att tas ur bruk varje år i USA under de kommande fem åren. Denna siffra uppskattas öka mellan 10 000 och 20 000 fram till 2040. År 2050 kommer 235 000 blad att tas bort , vilket motsvarar en totalvikt på 2.2 miljoner ton. Det motsvarar mer än 60 627 fulla traktoraster.
Lär dig om cirkulär förnybar energiekonomi och hur den fungerar
Företag inom den cirkulära ekonomin beslutade att inte låta allt avfall gå till spillo, det är därför som återvinning av uttjänta solpaneler och vindkraftverk följs. Tillverkare av vindkraftverk samarbetar med återvinningspartners i en anda av företagens hållbarhet, främst för att undvika att deras blad hamnar på soptippar.
Carbon Rivers , baserat i Knoxville, har skapat utrustning för att strimla inte bara turbinblad utan även kasserade kompositmaterial från fordons-, bygg- och marinindustrin. De omvandlar dem sedan till återvunnen glasfiber med hjälp av en pyrolysprocess. David Morgan , företagets strategichef, sa: "Det kan användas för nästa generations tillverkning av turbinblad, marina fartyg, kompositbetong och bildelar."
Veolia North America lanserade en återvinningsfabrik i Missouri år 2020, som hittills bearbetar cirka 2 600 blad. Julie Angulo , senior vice president, teknik och prestanda, säger: "Vi ser den första vågen av blad som är 10 till 12 år gamla, men vi vet att antalet kommer att öka år efter år."
Veolia använder ugnssamprocessning för detta ändamål. Företaget har en innovativ metod för att återskapa strimlade blad och andra kompositmaterial för att producera bränsle. Det säljs sedan till cementtillverkare som ersättning för kol, sand och lera. Vid cementtillverkning minskar tekniken koldioxidutsläppen med 27 % och vattenanvändningen med 13 %.
Konkurrenter till GE Renewable Energy arbetar på sätt att göra nästa generations blad mer återvinningsbara från början. Siemens Gamesa Renewable Energy har börjat tillverka helt återvinningsbara blad för både landbaserade och havsbaserade vindkraftverk. De siktar på att göra alla deras turbiner helt återvinningsbara senast 2040. Vestas introducerade en ny teknik i februari som gör det möjligt att bryta ner och återvinna epoxibaserade turbinblad.
Läs också: Norge lever redan som en framtid för elfordon
Li-ion batteriskrot av elfordon
Eftersom elbilsbatterier har en livslängd på 10 till 20 år, eller 100,000 200,000-XNUMX XNUMX miles, hanterar återvinningsföretag nu i första hand batteritillverkarnas skrot.
Li-Cycle , baserat i Toronto, har uppfunnit en tvåstegsteknik som omvandlar batterier och sopor till inerta material. De strimlar sedan dem med hjälp av en hydrometallurgisk process för att producera mineraler som säljs tillbaka till den huvudsakliga tillverkningskedjan. Li-Cycles medgrundare och VD Ajay Kochhlar säger: "Vi är på god väg att börja driftsätta anläggningen i Rochester i slutet av året."
Redwood Materials grundades utanför Reno, Nevada, år 2017 av JB Straubel . Han är Teslas tidigare teknikchef och medgrundare, och använder en ny metod för batteriåtervinning. För att bryta ner batterier och skrota använder Redwood även hydrometallurgi.
I ett e-postmeddelande skrev Redwood: ”Vi siktar på att producera 100 GWh/år katodaktiva material och anodfolie för en miljon elbilar år 2025. År 2030 är vårt mål att skala upp till 500 GWh/år material, vilket skulle möjliggöra tillräckligt med batterier för att driva fem miljoner elbilar.”
Ascend Elements , med huvudkontor i Westborough, Massachusetts, använder också hydrometallurgiteknik. De utvinner katodaktivt material främst från skrot från batteritillverkning, såväl som kasserade litiumjonbatterier. Säker batterihantering är lika viktigt som säker återvinning av uttjänta solpaneler och vindkraftverk.
I detta sammanhang sa Garvin Heath , senioranalytiker inom energihållbarhet på NREL : ”Det är viktigt att se till att vi har sammanhanget för dessa framväxande teknologier i åtanke och förstår deras hela livscykel. Den cirkulära ekonomin ger dessa industrier många möjligheter att vara så hållbara och miljövänliga som möjligt i en relativt tidig fas av sin tillväxt.”
