Tái chế pin mặt trời trước nguy cơ 'khổng lồ' về rác thải
Hàng tỉ tấm pin mặt trời trên toàn cầu sẽ sớm kết thúc vòng đời của chúng. Tuy nhiên nếu bị vứt bỏ, những vật liệu thiết yếu cần thiết để tạo ra các tấm pin trong tương lai đang có nguy cơ bị lãng phí.
Thực tế, một số quốc gia trên thế giới đã có công nghệ xử lý hiệu quả các tấm pin năng lượng mặt trời, với phương thức tương tự như thiết bị điện, điện tử hiện nay. Do vậy, rác thải từ pin mặt trời không phải là vấn đề đáng lo ngại. Với công nghệ hiện đại, hiệu suất tái chế có thể lên đến hơn 90%, giúp tận thu hoàn toàn lại rác thải này.
Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, phần lớn các vật liệu cấu thành tấm pin là không độc hại và hơn nữa có thể xử lý, tái chế và thu hồi trên 85% khối lượng của chúng để sử dụng lại cho sản xuất tấm pin mặt trời mới, vừa không tạo ra phế thải gây ô nhiễm môi trường, vừa tiết kiệm được nguồn tài nguyên thiên nhiên và năng lượng rất lớn và quý báu.
Ước tính, có đến 78 triệu tấn chất thải từ pin mặt trời vào năm 2050, tương đương 4 tỉ tấm. Nhưng có khả năng phần lớn các tấm pin này sẽ chỉ được cắt nhỏ để tái chế. Điều này làm ô nhiễm vật liệu, khiến chúng khó phục hồi.
Trên toàn cầu, nhu cầu thiết kế thiết bị điện tử rất cần thiết để cho phép dễ dàng khai thác các vật liệu có thể tái sử dụng trong các sản phẩm mới và tránh lãng phí. Nếu không có các giải pháp thay thế sử dụng vật liệu, việc triển khai các công nghệ tái tạo và thân thiện với khí hậu rất cần thiết cho giai đoạn tiếp theo của xã hội và giảm thiểu biến đổi khí hậu sẽ gặp nhiều hạn chế.
Đối với chất thải năng lượng mặt trời, nếu các vật liệu này có thể được thu hồi một cách hiệu quả sẽ có giá trị ước tính lên đến 15 tỉ USD (11,2 tỉ bảng Anh) và có thể tạo ra 2 tỉ tấm pin mặt trời mới. Không chỉ có lợi ích tài chính, 70% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính có liên quan đến việc khai thác, sản xuất và sử dụng hàng hóa. Nếu thế giới không hành động bằng cách giảm thiểu khai thác vật liệu từ Trái Đất, con người sẽ không thể đối phó với biến đổi khí hậu.
Tái chế hiệu quả hơn
Vào năm 2020, ước tính có 100 tỉ tấn nguyên liệu được khai thác từ trái đất, nhưng chỉ 8,6% trong số nguyên liệu đó quay trở lại nền kinh tế. Do đó, chất thải điện tử này là dòng chất thải phát triển nhanh nhất trên hành tinh với 53,6 triệu tấn được tạo ra vào năm 2019 trên toàn cầu.
Một báo cáo gần đây của Công ty tư vấn phát triển bền vững Giraffe Innovation hợp tác với Đại học Swansea chỉ ra rằng, 1,6 tấn rác thải điện tử đã được tạo ra ở Anh vào năm 2019. Ước tính chứa khoảng 379.000 kg vật liệu quan trọng, với giá trị tiềm năng là 148 triệu bảng Anh. Do thiếu cơ sở hạ tầng tái chế, thiết kế hạn chế về thời gian sử dụng cuối cùng và sự kém hiệu quả trong quy trình tái chế, phần lớn các vật liệu quan trọng chứa trong chất thải sẽ bị thất thoát.
Những yếu tố quan trọng này không được thu hồi và tái chế một cách hiệu quả, có nghĩa là công nghệ này hiện nay vốn không bền vững. Được biết, tỉ lệ tái chế toàn cầu là dưới 1% đối với 30 yếu tố quan trọng cần thiết cho các công nghệ tương lai.
Một lỗ hổng thiết kế lớn là chúng ta có xu hướng "dán" mọi thứ lại với nhau, để lại rất ít lựa chọn ngoài việc đập vỡ sản phẩm thành những mảnh nhỏ của vật liệu hỗn hợp mà sau đó khó tách ra. Một vấn đề khác được nhấn mạnh trong nghiên cứu gần đây về việc tăng cường thu hồi các nguyên liệu thô quan trọng từ các thiết bị điện tử chất thải. Đó là sự khó khăn trong việc chiết xuất các vật liệu quan trọng này, bởi các bảng mạch điện tử nằm rải rác với số lượng nhỏ trên bảng và cần có các thiết bị tinh vi là cần thiết để xác định vị trí của các yếu tố này. Đây là trước khi quá trình tách và phục hồi thậm chí có thể bắt đầu. Thiết kế tốt hơn là chìa khóa.
Thiết kế cho giai đoạn cuối của vòng đời
Các nhà khoa học cho rằng, cần có thiết kế tốt hơn cho giai đoạn cuối, cơ sở hạ tầng xử lý và tái chế lớn hơn để chiết xuất và tái sử dụng vật liệu cũng như áp dụng cách tiếp cận nền kinh tế tuần hoàn. Điều này sẽ có lợi cho người tiêu dùng, sản phẩm có thiết kế đẹp hơn, tuổi thọ kéo dài và có thể dễ dàng nâng cấp hoặc sửa chữa.
Để các công nghệ mới nổi thực sự bền vững, điều quan trọng là thế giới phải lên kế hoạch khai thác các vật liệu quan trọng khi một sản phẩm hết thời gian sử dụng. Bên cạnh đó, có cơ hội để thiết kế các công nghệ mới nổi với nền kinh tế vòng tròn ngay từ đầu. Rác thải cần được coi là một nguồn tài nguyên, mang lại lợi ích tối đa cho xã hội và các công nghệ thực sự bền vững.
Ở khu vực châu Á, Nhật Bản, Hàn Quốc là những nước đi trước Việt Nam về phát triển năng lượng mặt trời. Ở Hàn Quốc, năm 2017 Bộ Thương mại, công nghiệp và năng lượng đã thành lập một cơ sở tái chế chất thải mô đun PV ở phía Bắc tỉnh Chung cheong.
Ở Mỹ và Malaysia đã thành lập các nhà máy First Solar sử dụng phương pháp tái chế với tỉ lệ thu hồi 95% cho Cd và 90% đối với thủy tinh.
Nhiều chuyên gia trong lĩnh vực năng lượng tái tạo khẳng định tấm thu năng lượng mặt trời có tỉ lệ tái chế rất cao. Trong đó, vật liệu thu hồi có giá trị lớn nhất là Bạc (Ag), tuy trọng lượng không nhiều nhưng tỉ lệ trong giá thành là trên 50%. Vì vậy, cơ quan nhà nước hoàn toàn có thể đưa ra những chính sách khuyến khích đầu tư xây dựng các nhà máy tái chế tấm thu năng lượng mặt trời ở Việt Nam.
Lan Anh (T/h)
