すべての廃棄物はどうですか？

レイチェル・A・メイドル、マチルデ・サーダ著

気候変動の圧力と、風力や太陽光などの代替エネルギー資源の導入の緊急性により、エネルギー移行技術の利点とされるメリットへの執着が、廃棄物などの他のライフサイクル外部性の特定と定量化に関する戦略の欠如という明らかな現実を覆い隠しています。廃棄や環境への影響。

エネルギー業界、政府、社会は、使用済みの太陽光発電に伴う廃棄物の流入量と長期的な影響をまだ完全に理解していません。 持続可能で循環的な未来が望ましい前進である場合、許可されたリサイクル、処理、処分施設で使用済みパネルを管理する必要があります。

何が問題になっているのか: 太陽廃棄物

世界中の太陽廃棄物の累積予測は、78 年までに約 2050 万トンに達すると予想されています。しかし、これらの予測の多くは、パネルの全寿命を 25 ～ 30 年と想定しており、太陽光発電による早期交換、急速な老朽化、および広範な早期廃止措置は考慮されていません。税額控除、補償率、設置価格、異常気象、そして最終的にはこれらの数字をさらに押し上げる可能性がある中国の役割などだ。 前例のない大規模な太陽光発電の成長をもたらした魅力的な税制補助金とは別に、太陽光発電市場を支配し管理している中国の製造革新のおかげで、パネルの変換効率は年々向上しています。 米国では、太陽光発電は気候変動と闘うための重要な解決策であり、企業や投資家にとって環境、社会、ガバナンスの目標に沿った魅力的な投資であり、雇用創出にもつながると紹介されています。 

しかし、迫り来る廃棄物の量は循環経済に反しており、世界的および国家的な持続可能性の目標に脅威を与えています。 

太陽光発電 (PV) パネルを解剖してその構造を理解すると、解体とリサイクルが高価で複雑で、エネルギーと資源を大量に消費するプロセスとなっている高度に統合されたシステムが明らかになります。 パネルの構成には、アルミニウム、ガラス、複合プラスチックのほか、特にカドミウム、クロム、鉛、セレン、銀などの各種金属が含まれており、これらは未処理で管理されずに放置されると土壌を汚染し、地下水系に浸出する可能性があります。 毒性の規制閾値を超える重金属やその他の成分が存在するため、使用済みパネルは、有害廃棄物の管理を規定する法律である資源保存回収法に基づき、連邦規制の有害廃棄物として分類される場合があります。 この分類により、ソーラー パネルは米国環境保護庁の有害廃棄物規制の全範囲に含まれることになり、多くの厳しい規制義務が課せられるため、既存の法律に基づいてリサイクルや廃棄のためにパネルを分類、保管、取り扱い、輸送するのは費用がかかり負担がかかります。

ライフサイクルの終わりの問題は、経済的に実行可能で持続可能なライフサイクル終了の選択肢の欠如を反映しており、主な方法は埋め立て、焼却、または廃棄物管理の負担を開発途上国に移す二次市場への「寄付」（ボランティアリサイクル）です。経済。 

太陽熱リサイクルプロセスの複雑さ

太陽光発電のリサイクルは非常に複雑で、エネルギーと資源を大量に消費し、廃棄物や排出物が発生するプロセスになる可能性があります (図 1)。 特に米国におけるリサイクル技術はまだ初期段階にあり、コストが法外に高いため、最終処分の選択肢は埋め立て、焼却、輸出に限られており、最も安価な方法となります。 「有害廃棄物」に指定されているため、現在の規制では、廃ソーラーパネルは資格のある輸送業者と、許可された処理、保管、処分、リサイクル施設で管理することが求められています。 米国でのリサイクル施設の設置、建設、拡張の許可スケジュールが長期化していることを考慮すると、太陽廃棄物の量が予測されており、既存の有害廃棄物およびリサイクル施設がパネルの流入を管理するのに適切であるかどうかは不確実である。 

これらの複雑な規制上の障害は、リサイクルの直接コストとともに、より手頃な価格の選択肢が登場する一方で、廃棄ソーラーパネルの放棄、不法投棄、および備蓄を促進しています。 パネルが電子廃棄物 (e-waste) またはその他の材料として誤って分類され、追跡メカニズムとデータの透明性が欠如しているため、正確な数値を取得することは困難ですが、米国ではソーラー パネルの約 10% がリサイクルされていると推定されています。この数字がリサイクルの成果の全部または一部に相当するかどうかは不明です。

ソーラーリサイクル業界は、投入量の不足、高い運営コスト、貴重な原料の濃度が低いため収益性が低いという課題に直面していますが、太陽光リサイクル市場が、太陽光発電の収集、加工、販売のためのインフラストラクチャとサプライチェーンの協力が存在すれば、強力な潜在力を秘めています。さまざまなコンポーネント。 しかし、それらの取り決めは現在実施されていません。 太陽光発電業界における再利用、修理、再製造のバリューチェーンを正式なものとするセカンドライフパネルやその他の用途向けに、リサイクル、再利用、回収されたシリコン、金属、材料に基づいて、新しい循環型ビジネスモデルが開発され、二次市場が確立されるべきである。 

出典: Rachel Meidl と Mathilde Saada がさまざまな情報源から編集。

米国における将来の規制モデル

米国には使用済み太陽廃棄物に関する国家的枠組みは存在しないが、カリフォルニア州の先例に倣い、EPAは現在、使用済みパネルを「普遍廃棄物」（合理化された有害廃棄物のカテゴリー）として規制すべきか検討している。管理負担を軽減し、回収とリサイクルを容易にすることを目的とした規制。 カリフォルニア州は、使用済み太陽光パネルを普遍的廃棄物として規制した最初の州であり、同州の最近の法律は、全国的な太陽廃棄物リサイクルの枠組みの将来の発展や他の州が従うべき青写真のモデルとなる可能性がある。 ハワイ、ノースカロライナ、ロードアイランドも、リサイクルを促進するために太陽光パネルを管理する規則を検討している。 この枠組みはOECD諸国にとって最重要であるだけでなく、太陽光発電分野で前例のない成長を遂げている発展途上国（中国やインドなど）にとっても重要である。なぜなら、世界のこれらの地域では正式な廃棄物処理ネットワーク、リサイクルインフラ、規制が不足しているからである。 。 太陽光リサイクル産業が台頭し、多くの企業が市場に参入するにつれ、最大の課題の XNUMX つは、蓄積された膨大な量の孤児廃棄物に対する責任を割り当てることになります。 

循環経済のためのシステムレベルの管理

リサイクル、またはリサイクルが不可能な場合は有害物質を適切に処分することは、確かに循環経済の不可欠な要素です。 しかし、何よりもまず、太陽廃棄物の収集と適切な廃棄管理を奨励する規制を可能にする必要があります。 これは、産業および流通市場が包括的な使用済みインフラストラクチャーの一部として拡大する一方で、太陽光リサイクル能力の構築に役立ちます。 太陽光リサイクル産業の発展を促進するための一連のソリューションでは、投資奨励金も考慮する必要があります。 

私たちの社会の脱炭素化と電化が急ぐ中、廃棄物管理はしばしば見落とされます。 土地利用、生物多様性の損失、環境正義、水管理、地球規模の輸送など、太陽光発電施設の一般的に無視されている要素のサプライチェーン全体にわたるライフサイクルへの影響を考慮した、適切に範囲を絞った方法論を開発する機会が存在します。 さらに、ブロックチェーンなどのテクノロジーは、耐用年数が終了したパネルの透明性と責任ある管理に大きな推進力を与えることができます。 現時点で再利用、回収、再製造、リサイクルのためのエネルギー システムを計画、準備、設計することが極めて重要です。そうしないと、将来的に新たな環境的、社会的、経済的負荷が生じる危険があります。

レイチェル・A・メイドル、LP.D.、CHMM は、ライス大学ベーカー研究所エネルギー研究センターのエネルギーと環境のフェローです。 彼女は以前、米国運輸省の機関であるパイプライン危険物安全局の副副管理者に任命されました。 

マチルデ・サアダ ライス大学ベーカー研究所エネルギー研究センターの研究助手であり、ライス大学グローバル アフェアーズ修士課程の修士課程の学生です。