Kalifornian osavaltio on ollut yksi talojen katoille asennettujen aurinkovoimaloiden edelläkävijöistä. Kalifornia on Yhdysvaltain suurin aurinkovoimaloiden markkina. Nyt, 20 vuotta ja 1,3 miljoonaa talon kattoa myöhemmin, on lasku tulossa maksettavaksi, kirjoittaa Los Angeles Times artikkelissaan.
Vuoden 2006 alussa Kalifornian osavaltio jakoi avokätisesti talojen omistajille tukiaisia aurinkokennojen asentamiseen. Kalifornialla ei kuitenkaan ollut kokonaisvaltaista suunnitelma, miten ne tullaan aikaan kierrättämään – tai pikemmin Yhdysvaltojen tapauksessa hävittämään. Nyt näiden ohjelmien puitteissa ostetut aurinkopaneelit ovat tulossa tyypillisen 25 – 30 vuoden elinkaarensa loppuu, kertoo Los Angeles Times.
Kaatopaikka kutsuu
Iso osa aurinkopaneeleista päätyy Kaliforniassa kaatopaikoille, joissa niiden sisältämät raskasmetallit, kuten lyijy, seleeni ja kadmium, voivat saastuttaa pohjavesiä.
Kuva 1. Vaikea uskoa, että Yhdysvalloissa jätteestä edelleen noin puolet päätyy kaatopaikalle. (Kuva: Visual Capitalist, July 2022)
Lehden haastattelema, aurinkokennoja kierrättävän Recycle PV Solar –yhtiön toimitusjohtaja Sam Vanderhoof arvioi, että vain noin kymmenesosa aurinkopaneeleista oikeasti kierrätetään. Arvio perustuu International Renewable Energy Agencyn ja teollisuudelta saatuihin tietoihin.
Edessä kummitteleva tilanne, jossa aurinkopaneeleja päätyy kuorma-autolasteittain roskalavoille, on esimerkki siitä, miten edistykselliset ilmastotavoitteet voivat luoda uudenlaisia ongelmia tulevaisuudessa.
Kalifornia siirtyi etujoukoissa aurinkoenergiaan
Kalifornia hyppäsi aikaisessa vaiheessa aurinkoenergian vankkureihin. Alkuvuosina aurinkopaneelien kauppa oli vaisua, mutta vuonna 2006 Kalifornian osavaltio löi pöytään California Solar Initiative –ohjelman, jossa jaettiin 3,3 miljardia dollaria tukia aurinkopaneelien asentamiseen talojen katoille.
Kalifornian ohjelma osoittautui jättimenestykseksi. Sen myötä aurinkopaneelien hinnat laskivat ja aurinkoenergian tuotanto kasvoi osavaltiossa nopeasti. Tämän ja muiden toimenpiteiden myötä aurinkoenergian osuus osavaltion energiantuotannosta on jo 15 prosentin luokkaa.
Kierrätystä ei mietitty
Samalla kun Kalifornian uusiutuvan energian ohjelma eteni vauhdilla, aurinkopaneelien kierrätystä ei kunnolla mietitty. Nyt sekä viranomaiset että paneelien valmistajat ovat havahtuneet ymmärtämään, että heillä ei ole kapasiteettia hoitaa tulossa olevaa kierrätysvolyymia.
Lehden haastattelema professori arvioi, että aurinkopaneeleja alkaa tulla kierrätykseen odotettua nopeammin ja kierrätettävien paneelien määrä tulee olemaan massiivinen.
Vertailun vuoksi, esimerkiksi Etelä-Korea havahtui käytettyjen aurinkopaneelien tulevaan kierrätyshaasteeseen jo vuonna 2020. Etelä-Korean ympäristöinstituutin näkemyksen käytettyjen aurinkokennojen kierrättäminen on välttämätöntä. Instituutti arvioi, että elinkaarensa lopussa olevien aurinkopaneelien määrä kasvaa vuoden 2019 noin 198 tonnista yli 9 600 tonniin vuonna 2023. Vuonna 2028 määrän on arvioitu olevan jo 16 000 tonnia vuodessa.
Maanlaajuinen ongelma
Los Angeles Times muistuttaa artikkelissaan, että kysymyksessä ei ole vain Kalifornian, vaan koko maan ongelma. Vuonna 2021 asennettiin joka minuutti uusi aurinkoenergiajärjestelmä, kertoo Solar Energy Industries Associationin tilastot. Alan odotetaan kasvavan nelinkertaiseksi vuodesta 2020 vuoteen 2030.
Vaikka tyypillisen aurinkopaneelin materiaaleista on noin 80 prosenttia kierrätettävää materiaalia, niin purkaminen ja materiaalien, kuten lasin, hopean ja piin, talteen ottaminen on erittäin vaikeaa.
Lehden haastatteleman aurinkokennojen kierrättäjän edustajan mukaan ei ole epäilystäkään siitä, että seuraavan vuosikymmenen aikana aurinkokennoja tulee päätymään kasvavassa määrin kierrätykseen.
Monimutkainen kierrätysprosessi
Paneeleita on kahta päätyyppiä: piikidekennoista valmistettuja ja ohutkalvokenno aurinkopaneeleita, joista piipohjaiset paneelit ovat tänä päivänä yleisempiä. Pii- ja ohutkalvopohjaisia aurinkopaneeleita voidaan kierrättää käyttämällä erillisiä teollisia prosesseja. Kansainvälinen PV CYCLE -verkosto (alan tuottajavastuuorganisaatio), johon moni aurinkopaneelien valmistaja kuuluu, on saavuttanut jopa 96 % kierrätysasteen piipohjaisissa aurinkopaneeleissa. (Lähde: Korkia)
Kuva 2. Aurinkokennojen päätyypit ovat piikidekennot ja ohutkalvokennot. (Kuva: Korkia)
Piipohjaisten aurinkopaneelien kierrätysprosessi alkaa alumiini- ja lasiosien erottamisella. Lähes kaikki lasi ja ulkoiset metalliosat voidaan kierrättää tai käyttää uudelleen sellaisenaan. Loput materiaalit lämpökäsitellään 500 °C:ssa, jolloin kapseloitu muovi haihtuu ja pii voidaan jatko käsitellä. Prosessissa haihtuva muovi on mahdollista käyttää uudelleen lämpöenergian lähteenä. Lämpökäsittelyn jälkeen piimoduuli erotetaan ja näistä keskimäärin 80 % voidaan uudelleen käyttää uusien paneelien valmistuksessa. Jäljelle jäänyt pii käsitellään hapolla ja käytetään uusien piimoduulien valmistukseen. Näin toimimalla piimateriaalin kierrätysaste on parhaimmillaan jopa 85 %. (Lähde: Korkia)
Ohutkalvopohjaiset paneelit puolestaan murskataan. Murskain tekee paneeleista kiinteää ja nestemäistä jätettä, jotka erotellaan toisistaan. Nesteet käyvät läpi saostus- ja nesteenpoistoprosessin, jonka jälkeen metallit erotetaan. Paneelityypistä riippuen keskimäärin 95 % puolijohdemateriaalista käytetään uudelleen. Prosessista jää jäljelle lähinnä lasimurskaa, joka voidaan kierrättää esimerkiksi uusien aurinkopaneelien valmistuksessa. (Lähde: Korkia)
Vaarallista jätettä
Useimmissa osavaltioissa Yhdysvalloissa aurinkopaneelit on luokiteltu vaaralliseksi jätteeksi, jota koskee erityiset pakkaus-, kuljetus- ja varastointivaatimukset. Valtaosa amerikkalaisten kotitalouksien käyttämistä kennoista on piipohjaisia kennoja, jotka sisältävät lyijyä. Suuremmissa yritysten ratkaisuissa tyypillisesti käytettävät ohutkalvopohjaiset paneelit sisältävät kadmiumia ja seleeniä.
Los Angeles Timesin haastatteleman kierrätysalan edustajan mukaan liiketoiminnan näkökulmasta aurinkopaneelien kierrätys ei ole kovinkaan houkuttelevaa.
Yhdestä aurinkopaneelista saadaan talteen noin 2 – 4 dollarin edestä materiaaleja. Kierrätyskustannuksista valtaosa syntyy työkustannuksista. Asiantuntijan mukaan edes kierrätysmäärien kasvattaminen ei tee kierrätysprosessista kannattavampaa.
Alan tutkimus keskittyy tällä hetkellä piin kierrättämiseen aurinkopaneeleista taloudellisesti kannattavalla tavalla.
National Renewable Energy Laboratoryn arvion mukaan aurinkopaneelin kierrättäminen maksaa Yhdysvalloissa noin 20 – 30 dollari, kun taas dumppaaminen jätteenä kaatopaikalle maksaan vain 1 – 2 dollaria.
Asiantuntijat arvelevat, että valtaosa aurinkopaneeleista päätyy elinkaarensa lopussa kaatopaikalle. Yhdysvalloissa ei ole seurantaa sille, mihin käytetyt aurinkopaneelit päätyvät.
Sääntely kiristyy Kaliforniassa
Kalifornian Department of Toxic Substances esitteli vuonna 2021 uutta sääntelyä aurinkopaneeleille. Aiemmin kaikki aurinkopaneelit luokiteltiin vaaralliseksi jätteeksi, mikä vaikutti niiden kuljetukseen ja varastointiin. Kuluttajien ja yritysten odotettiin kuljettavan itse aurinkopaneelit valtuutettuihin kierrätys- tai vaarallisen jätteen vastaanottopisteisiin. Koska seurantaa ei juurikaan ollut, on vaikea arvioida, kuinka paljon käytettyjä paneeleja päätyi tähän kanavaan.
Uusissa määräyksissä käytetyt aurinkopaneelit on luokiteltu yleisjätteeksi ja niitä voidaan ottaa vastaan yli 400 keräyspisteessä Kaliforniassa. Paneelien kunto arvioidaan, minkä jälkeen ne päätyvät kaatopaikalle, uudelleenkäyttöön tai kierrätykseen. Vaarallisia aineita sisältävät paneelit ohjataan kaatopaikoille, joissa on erityiset suojaukset mahdollisten vuotojen varalta.
Uusien määräysten tavoitteena on helpottaa käytettyjen aurinkopaneelien tuomista kierrätysteen, mutta Kalifornian uusi sääntely ei puutu todelliseen ongelmaan eli miten käytetyt kennot kierrätetään, muistuttaa Los Angeles Times artikkelissaan.
Kierrätysohjelma käynnistyi vuonna 2016
Solar Energy Industries Association käynnisti vuonna 2016 kierrätysohjelman käytetyille aurinkopaneeleille. Alan yritysten etujärjestön käynnistämän ohjelman tavoitteena on auttaa alan kierrätysyrityksiä (tällä hetkellä viisi yritystä) kehittämään vaatimusten mukaisia ja kustannustehokkaita kierrätyspalveluita käytetyille aurinkopaneeleille.
Valtaosa aurinkopaneelien kierrättäjistä Yhdysvalloissa on kierrätysoperaattoreita, jotka käsittelevät joko sähkö- ja elektroniikkaromua tai lasia. Lehden haastattelema asiantuntija uskoo, että kierrätysoperaattoreiden käyttämät teknologiat taipuvat kyllä aurinkopaneelien kierrätykseen.
Alan etujärjestö tekee myös yhteistyötä viranomaisten kanssa, jotta lainsäädännön kautta voidaan vähentää aurinkopaneelien päätymistä kaatopaikoille. Yksi mahdollinen keino on valtion tuki aurinkopaneelien kierrättämiselle.
Eurooppa valovuoden edellä
Los Angeles Times viittaa artikkelissaan EU:n SER-direktiiviin, jonka myötä tuottajan vastuulla on järjestää tuotteiden asianmukainen kierrätys elinkaaren lopussa. Yritysten, jotka valmistavat tai tuovat markkinoille EU-alueella aurinkopaneeleita, on järjestettävä niille maksuton keräys ja kierrätys.
Useat Yhdysvaltain osavaltiot ovat yrittäneet lanseerata samanlaista ohjelmaa. Yksi esimerkki on Washingtonin osavaltion Photovoltaic Module Stewardship and Takeback Program, joka velvoittaa aurinkopaneelien valmistajat kustantamaan käytettyjen kennojen kierrätyksen. Ohjelma julkistettiin vuonna 2017 ja sen toimeenpano alkaa vuonna 2025. Lehden mukaan tämä on ainoa tuottajavastuulainsäädännön toteutus Yhdysvalloissa.
Kriittisemateriaalit.fi-sivusto on Huoltovarmuuskeskuksen Teknologiapoolin hallinnoima sivusto, joka seuraa suomalaisen teollisuuden kannalta kriittisten metallien ja mineraalien sekä elektroniikkakomponenttien markkinoiden kehitystä erityisesti jatkuvuudenhallinnan ja huoltovarmuuden näkökulmasta. Lisätietoa Teknologiapoolin toiminnasta: heikki.hernesmaa@teknologiateollisuus.fi
(Julkaistu 2.8.2022)
Lähteet:
- California went big on rooftop solar. Now that’s a problem for landfills. Los Angeles Times, 15 July 2022.
- Land of Waste: Americal Landfills by State. Visual Capitalist, 14 July 2022.
- Korea ramps up recycling to meet demand for PV panels. Recycling International, 13 Aug 2020.
- Aurinkopaneelit elinkaaren lopussa – kiertotaloutta parhaimmillaan vai vuori vaarallista jätettä? Korkia.
Lisää aiheesta:
Elektroniikka-ala on herännyt kestävän kehityksen haasteisiin