تینا مزدکی_ پنلهای خورشیدی که بدون هیچ حرکتی در حال تولید انرژی هستند، از نوع ماژولهای لایهنازک (Thin-film) و با رنگ تیره و کارایی بالا طراحی شدهاند و در طول بیش از دو دهه اخیر به عملکرد خود ادامه دادهاند. هنگامی که در میان ردیفهای این پنلها قدم میزنید، هیچکس قادر نخواهد بود حدس بزند در دل هر یک از آنها چه موادی بهطور محکم محصور شدهاند.
تگزاس به عنوان پیشرو در نصب ظرفیتهای برق خورشیدی صنعتی در ایالات متحده شناخته میشود؛ بنابراین، آیندهای که این پنلها بهزودی با آن روبرو میشوند، نقطهای است که داستان انرژی پاک به سمت پیچیدگی میرود. یک لایه نیمههادی نازکتر از موی انسان، حاوی فلزی است که برای چند دهه توسط سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) به عنوان یک آلاینده حیاتی شناخته شده است.
این پنلها علاوه بر زیبایی و تولید انرژی مؤثر، هزینه نگهداری کمی نیز دارند. اما اکنون عصر اولیه این پنلها به پایان عمر مفید خود نزدیک میشود و سؤالی که شاید کمتر کسی تصور میکرد باید بهصورت علنی مطرح شود، حالا به گوش میرسد.
فناوری پنهانی که یکسوم از توان خورشیدی آمریکا را در بر گرفته است
بر اساس گزارش دفتر فناوریهای انرژی خورشیدی وزارت انرژی ایالات متحده، سلولهای فتوولتائیک از نوع لایهنازک کادمیوم تلورید (CdTe) بیش از ۳۰ درصد از سهم بازار پنلهای خورشیدی در مقیاس صنعتی را به خود اختصاص دادهاند. این سهمی شگفتانگیز برای فناوری به شمار میرود که اکثر مردم، حتی نام آن را نیز نمیدانند.
ورود این فناوری بهطور عمده به دلیل توجیه اقتصادی آن بوده است، نه از طریق کمپینهای تبلیغاتی. فناوری CdTe دوام بالایی دارد، انرژی تجسمیافته (Embodied Energy) پایینی را فراهم میآورد، فرایند تولید سریعتری دارد و با توان جذب سرمایه ثابت شدهای همراه است. بر خلاف پنلهای سیلیسیمی رایج، ماژولهای CdTe بهطور یکپارچه ساخته شده و بهصورت مستقیم بر روی صفحات شیشهای نازک لایهنشانی میشوند.
این سادگی در روند تولید به کاهش هزینهها کمک کرده و این پنلها در نواحی بیابانی از کالیفرنیا تا تگزاس و فلوریدا گسترش یافتهاند. پنلهای CdTe در برخی از بزرگترین مزارع خورشیدی جهان، از جمله دیزرت سانلایت (Desert Sunlight)، توپاز (Topaz Solar Farms) و آگوا کالینته (Agua Caliente) بهکار رفتهاند. برای بیش از دو دهه، این داستان بسیار امیدوارکننده و مثبت بهنظر میرسید.
طول عمری که ابدی بهنظر میرسید، تا اینکه زمان رسید
پنلهای خورشیدی به خاطر طول عمر بالایشان به فروش میرسند. تولید برق پاک به مدت ۲۵ سال، بهعنوان یک استاندارد مطرح میشود و ماژولهای CdTe معمولاً این تعهد را برآورده میکنند. با طول عمر ۲۵ تا ۳۰ ساله، پنلهای نصبشده در آغاز رونق صنعت خورشیدی در اوایل دهه ۲۰۰۰ به پایان عمر نزدیک میشوند و این موضوع الزام فوری مدیریت مناسب زبالههای الکترونیکی را ایجاد کرده است.
از آنجا که تگزاس رتبه نخست ظرفیت خورشیدی صنعتی آمریکا را در اختیار دارد، آینده این پنلها نقطهای است که داستان انرژی پاک به پیچیدگی فرو میرود. در حال حاضر، تقریباً ۹۰ درصد از پنلهای خورشیدی در پایان عمر عملیاتی خود به دفنگاههای زباله (لندفیلها) منتقل میشوند.
این عدد شامل کل صنعت خورشیدی میشود و پنلهای CdTe نیز از آن مستثنی نیستند. عددی که مهم است، وزن پنل نیست؛ بلکه وجود اتفاقات وخیمی است که در یک بعدازظهر بارانی در داخل دفنگاه زباله به وقوع میپیوندد.
آزمایشهای آزمایشگاهی چه کشفیاتی بدست آوردند؟
پژوهشگران سلولهای لایهنازک خردشده CdTe را در ستونهای آزمایشی قرار دادهاند که به منظور شبیهسازی شرایط اسیدی دفنگاههای زباله شهری طراحی شدهاند. نتایج این مطالعات شبیهسازی شده نشان میدهد که مقادیر قابل توجهی از کادمیوم و تلوریم میتوانند در عرض چند هفته به شیرابههای مصنوعی نشت کنند.
شیرابههای دفنگاه زباله در محل باقی نمیمانند؛ بلکه از خاک عبور میکنند و به آبهای سطحی خاموش میرسند و در تگزاس، این آبهای زیرزمینی به تغذیه رودخانهها کمک میکنند. اطمینانبخشی استاندارد صنعت اعلام کرده که پنلهای سالم و آببندیشده در شرایط عادی عملکرد حداقل ریسک دارند؛ اما این نقطهنظر با پشتیبانی علم بهطور گستردهای روبروست.
با این حال، شرایط دفنگاه زباله عملکرد عادی را توجیه نمیکند. در لندفیل، پنلها خرد شده و شیشه میشکند و لایه محافظی که همه چیز را در جای خود نگه میدارد، آسیب میبیند.
موجودی که هرگز نخواست بخشی از گذار انرژی باشد
نفوذ کادمیوم به آبهای زیرزمینی یا منابع آبی نزدیک میتواند برای حیات آبزی بسیار خطرناک باشد. رودخانههای تگزاس، نظیر گوادالوپ (Guadalupe) و سان مارکوس (San Marcos)، از میان نواحی خورشیدی عبور کرده و هر دو زیستگاه ماهیهای آب شیرین بومی هستند که روزگاری از زمان قبل از ورود اروپاییها در این آبهای زلال زندگی میکردند.
دارتر فوارهای (Fountain Darter)، ماهی کوچکی که در هیچ کجای دیگر دنیا یافت نمیشود، چشمههای سان مارکوس را که آبهای مناطق تپهای بالادست را دریافت میکنند، تصفیه میکند. این گونه بهصورت فعلی در فهرست گونههای در معرض انقراض قرار دارد.
کادمیوم در بافت ماهیها تجمع میکند و زنجیره غذایی را به روشهایی مسموم میسازد که هیچ نمودار راندمانی قادر به نمایان کردن آن نیست. پژوهشگران تکنیکهای بازیافت الکتروشیمیایی را توسعه دادهاند که میتوانند هم کادمیوم و هم تلوریم را از پنلهای CdTe غیرفعال شده بازیافت کنند، بدون اینکه نیاز به ورودیهای شیمیایی سنگینی باشد که روشهای پیشین را غیرعملی میساخت. چالش اصلی در حال حاضر این است که زیرساختهای بازیافت با سرعت رشد و نصب پنلهای خورشیدی هماهنگ نیستند.
فرصتی رو به اتمام و زیرساختهایی که در رقابت با زمان هستند
تگزاس بهعنوان ایالت پیشرو در زمینه ایجاد نیروگاههای خورشیدی، با فشار فزایندهای در راستای مدیریت مسئولانه این زبالهها روبروست. سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا (EPA) در حال برنامهریزی برای افزودن پنلهای خورشیدی به مقررات مربوط به زبالههای عمومی است؛ اقدامی که ضرورت مدیریت صحیحی را ایجاب کرده و کادمیوم را از دفنگاههای زباله شهری دور نگه میدارد.
امروزه تعداد محدودی از بازیافتکنندگان معتبر پنلهای CdTe را میپذیرند و شرکت فرست سولار (First Solar) مدیریت برنامهای را به عهده دارد که پنلهای تولیدی خود را بازگردانی کرده و چرخه مواد را بسته نگه میدارد.
نقص اصلی مدیریت مربوط به پنلهایی است که هرگز بازگردانده نمیشوند؛ همان پنلهایی که به شهرستانهایی میرسند که تا شعاع صد مایل هیچ مرکز تخصصی بازیافتی ندارند و ارزانترین گزینه، دفنگاه زباله عمومی در انتهای جاده است.
پرکردن این شکاف همان جایی است که باید روند توسعه شبکه وسیع خورشیدی با زنجیره تأمین خود، از شروع تا انتها مواجه شود و پاسخگو باشد. دارتر فوارهای برای هزاران سال در برابر خشکسالی، سیل و فشارهای توسعهای مقاومت کرده است.
اینکه آیا این موجود از فرایند انتقال به انرژیهای پاک جان سالم به در خواهد برد یا نه، بستگی به تصمیمات مربوط به بازیافت دارد که در تصمیمگیریهای یک شهرستان در تگزاس اتخاذ میشود، نه در یک آزمایشگاه خورشیدی. این مسألهای اصولی و قابلحل است؛ و دقیقاً از جمله مشکلاتی است که میباید پیش از رسیدن نخستین موج پنلها به دفنگاههای زباله، مورد توجه قرار گیرد.
منبع: energiesmedia
۲۲۷۳۲۳
کد مطلب 2258637
نظرات کاربران