2050年までに、世界中で80万メートルトンの太陽光発電（PV）が寿命を迎え、米国だけで10万メートルトン、つまり30のエンパイアステートビルディングの重量になる可能性があります。
太陽光発電材料の価値を最大化し、廃棄物を最小限に抑えるために、持続可能な寿命末期の太陽光発電オプションへの関心が高まっており、 エネルギー材料のサーキュラーエコノミー。 これまでのほとんどの研究は、PV材料を技術的および経済的にリサイクルまたは再利用する方法に焦点を当てていますが、社会的行動がどのように影響するかについては考慮していません。消費者の意識と行動を考慮することで、消費者はソリューションの一部となり、サーキュラーエコノミーの採用を加速することができます。アプローチ。
「消費者の意識と態度は、PVサーキュラーエコノミーの研究と解決策で考慮しなければならないパズルの重要な部分です」と、タイトルの新しい記事の筆頭著者であるジュリアン・ワルツバーグは述べています。 「太陽光発電の再利用およびリサイクルプログラムの成功における社会的要因の役割」 in 自然エネルギー。 「解決策は技術的に実現可能かもしれませんが、消費者がそれを行うインセンティブがなければ、それは機能しません。」
Walzbergと国立再生可能エネルギー研究所（NREL）のアナリストは、寿命末期のPV管理にエージェントベースのモデリングを適用して、人々がPVモジュールのリサイクルまたは再利用についてどのように決定するかを理解しました。サーキュラーエコノミー戦略が成功する可能性。 で説明したように 後続 自然エネルギー 記事、NREL分析は、現実世界の状況を反映し、サーキュラーエコノミー戦略を加速するために、仲間の影響とリサイクルに対する態度を考慮に入れることの重要性を示しています。 ニューサウスウェールズ大学のマーティングリーン教授、2002年のオルタナティブノーベル賞と2018年のグローバルエネルギー賞の受賞者を含む付随記事の著者は、サーキュラーエコノミー戦略に関する今後のすべての研究にワルツベルクのような社会的要因を検討するよう呼びかけています。初めてデモンストレーション。
PVの寿命管理のエージェントベースモデリング
エージェントベースモデリングは、顧客のグループを「エージェント」、またはデータに基づいてトレーニングされ、代表する人々に代わって行われる意思決定をシミュレートする独立した意思決定エンティティとして表します。
NRELの調査では、PVの所有者、設置者、リサイクル業者、製造業者のXNUMXつのエージェントをモデル化しました。 エージェントは、さまざまなリサイクルコストやポリシーなど、さまざまなシナリオで、老朽化したPVモジュールを修理、再利用、リサイクル、埋め立て、または保管することを選択します。
このモデルは、エージェントの決定に基づいて、埋め立て地で回避されるPVの質量と、製造業者のコストやリサイクル業者や設置業者の純収入などの社会へのコストを計算します。 このモデルは、モジュールのリサイクルの学習効果、または大量生産と技術の進歩によるリサイクルコストの削減も考慮に入れています。
今日の状況はPVリサイクルを奨励していません
今日の状況を反映するベースラインシナリオでは、500年までに2050ギガワットのPVが米国に設置されると想定され（104年の2020ギガワットと比較して）、9.1万メートルトンのPV廃棄物が発生します。 今日公開されている限られた情報に基づいて、著者はモジュールあたり28ドルの平均リサイクルコスト、モジュールあたり65ドルの修理、モジュールあたり1.38ドルの埋め立てをモデル化し、使用済みモジュールは新しいモジュール価格の36％で販売されるようにモデル化されています。
モデル化されたベースライン条件での2020年から2050年まで、モジュールの約80％が埋め立てられ、1％が再利用され、10％がリサイクルされます。 今日の材料回収率では、リサイクルされた質量は0.7年までに合計でわずか2050万メートルトン、つまり約8％になります。
「今日の技術では、PVモジュールを分離することは困難であり、プロセスはほとんど価値の低い材料を回収します」とWalzberg氏は述べています。 「このため、現在、高コストを相殺するのに十分なリサイクル収入がなく、リサイクルされる量はごくわずかです。 私たちのモデルは、これが2050年までに大きな廃棄物問題につながる可能性があることを示しています。」
リサイクルコストを下げるとリサイクル率が上がる
モデル化されているように、リサイクルコストが低いほど、PVモジュールのリサイクル量が多くなります。 たとえば、モジュールあたり18ドルのリサイクルコスト（現在のレートより10ドル低い）は、36年にリサイクル率を2050％増加させる可能性があります。
ただし、リサイクルコストが比較的高い場合でも、社会的影響によりリサイクル率が上がる可能性があります。 PV所有者がリサイクルする仲間のPV所有者を知っていて、リサイクルに対して一般的に前向きな姿勢がある場合、その割合は増加します。 これは、アーリーアダプターが他の人が従う傾向を設定するのに役立つ可能性があることを示しています。
「社会的影響からのリサイクルの急増は、より高い物質回収を完全に実現し達成するために、社会的視点を採用することが重要であることを示しています」とWalzberg氏は述べています。
この研究の別のシナリオでは、補助金がリサイクル率に与える潜在的な影響を調査しました。 シミュレーションによると、補助金によるリサイクルコストの大幅な削減は、リサイクル量を増やすことでリサイクルを促進し、好循環につながる可能性があり、後の採用者のコストを削減し、リサイクル量をさらに増やすのに役立ちます。
より高い材料回収は経済的勝利
今日のPVモジュールの機械的リサイクルプロセスでは、通常、価値の低い低品質の材料が回収されます。 新たな高回収率のリサイクルプロセスでは、銀、銅、シリコンなど、再び使用できるより価値のある材料が回収されます。
高回収プロセスのシナリオでは、リサイクル業者の累積純利益は1.3年に2050億ドル増加します。より高いリサイクル率またはより低いリサイクルコストを追加すると、リサイクルされたPVモジュールの価値はさらに増加します。
再利用はPVサーキュラーエコノミーの確立に役立つ可能性があります
PVモジュールの再利用は、サーキュラーエコノミーアプローチとしていくつかの可能性を示しています。 PVモジュールの保証期間が長く、新品と中古のモジュールが同じ価値であると人々が認識すると、再利用率は1年に23％から2050％に増加します。再利用経路はリサイクルと競合するため、リサイクル率は1％未満に低下します。そのシナリオ。 ただし、全体的な埋め立て回避率は依然として増加しています。 さらに、PVの再利用に関するほぼすべての制限が取り除かれたとしても、再利用されたモジュールの供給は、増大するPV需要のXNUMX分のXNUMXしか満たすことができません。
「PVモジュールを再利用することは可能ですが、XNUMX回目は同じ電力効率と平均余命がないため、主要なPVサーキュラーエコノミー戦略として再利用に焦点を当てることには限界があります」とWalzberg氏は述べています。 「再利用とリサイクルの戦略は、協調して開発することができます。 この相互作用を理解することは、再生可能エネルギーの生成を最大化しながら埋め立てを回避するソリューションに移行するために重要です。」
NRELの詳細 エネルギー分析研究.
記事の礼儀 NREL.
CleanTechnicaの独創性を高く評価しますか？ になることを検討してください CleanTechnicaメンバー、サポーター、技術者、またはアンバサダー —または後援者 Patreon.
PlatoAi。 Web3の再考。 増幅されたデータインテリジェンス。
アクセスするには、ここをクリックしてください。
