Fotovoltaik paneller ve geri dönüşüm

PV geri dönüşüm işlemleri ile ilgili birçok farklı teknoloji uygulaması ile ilgili de araştırma-geliştirme çalışmaları devam etmektedir.

Bir aylık aradan sonra tüm Enerji Kıbrıs okurlarını saygı ile selamlıyorum. Bu ayki yazımızda, sürdürülebilir elektrik üretim sistemleri arasında parlayan yıldız olan fotovoltaik (PV) güneş enerjisi sistemleri ile ilgili kaygı vermeye başlayan bir konu ve olası çözüm yöntemini değerlendireceğiz.

BOZULAN VE ÖMRÜM BİTEN PANEL

Uluslararası Enerji Ajansı’nın (IEA) verilerine bakıldığında son 20 yılda 5 $/W’lardan 0.2 $/W rakamlarına inen modül fiyatları ile rekabetçi yatırım rakamlarına ulaşan PV güneş enerjisi sistemlerinin, son 5 yıldaki ortalama yüzde 20 kapasite artışını devam ettirmesi durumunda, 2020 yılı sonunda 800 GW kurulu güce ulaşması beklenmektedir. Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) tarafından yayınlanan “Global Energy Transformation: A Roadmap To 2050” isimli raporda yapılan projeksiyonlarda bu kapasitenin 2050 yılında 5.000 GW rakamlarına ulaşacağı öngörülmektedir. Tam bu noktada karşımıza şu soru gelmektedir; “Yaklaşık olarak 25-30 yıl içerisinde kullanım ömürlerini doldurması beklenen güneş panelleri konusunda ne yapılmalıdır?”

Bu konuda son yıllarda başlayan tartışmalar ve atılan adımlar olsa da henüz global olarak çalışan bir sistemden bahsetmek mümkün değil. Basit olarak 2020 yılı sonunda, 800 GW kapasitenin devrede olacağını öngörürsek, bu durumda ortalama 200 W panel kapasitesi dikkate alındığında 4 milyar panelden bahsediyoruz demektir. Bu panellerin yine ortalama olarak 20 kg ağırlıkta olduğu ve yüzde 1 civarında panelin çeşitli sebeplerle bozulduğu dikkate alınırsa, gelecek yıl içerisinde yaklaşık olarak 40 milyon panelin atıl duruma geleceği değerlendirilebilir. Bu da bir yılda ortaya çıkan 800 bin ton atıktan bahsediliyor demektir. IRENA’nın raporuna baktığımızda, ömrü dolan panellerle birlikte, bu rakamın 2050 yılında 78 milyon ton rakamını aşması beklendiği vurgulanmaktadır.

Kuzey Kıbrıs ölçeğinde dikkate aldığımızda ise yıl sonuna kadar 100 MW’lık kurulu güç oluşması mümkündür. Adamızda 2014 yılı sonrasında kurulumların başladığı dikkate alındığında ortalama panel kapasitesi 300 W alınabilir. Bu da gelecek yıl içerisinde 65 ton ağırlığa ulaşması muhtemel 3 bin atık panel rakamını karşımıza çıkarır. 2050 yılında ise, kurulu güç artmasa bile bozulan ve ömrü biten paneller sebebi ile 6 bin ton ağırlığında 400 bin adeti aşan atık oluşması bekleniyor.

ÇÖZÜM NEDİR?

Burada en doğru çözümün geri dönüşüm olduğu öngörülmektedir. Özellikle içinde barındırdığı değerli malzemelerin geri dönüşüm ile tekrar kullanılabilmesi hem atıkların azaltılmasına hem de ciddi bir kaynağın oluşmasına sebep olur. Böylelikle atık olarak ifade edilen, bozulan veya ömrü dolan panellerin, tekrardan değerlenmesi söz konusudur. Bu prosesin, piyasanın neredeyse yüzde 90 oranında hakimi olan, silisyum esaslı PV paneller üzerinde uygulanması ilk aşamada doğru olacaktır kanaatindeyim. Silisyum esaslı panellerin ana komponentler; cam (yüzde 76), plastik (yüzde 10), alüminyum (yüzde 8), silisyum (yüzde 5) ve metal (yüzde 1) malzemedir. Geri dönüşüm işlemi sırasında; plastik malzeme ayrıştırılabilirken, panellerdeki alüminyum çerçeve yüzde 100, cam yüzde 95, silisyum ise yüzde 85 oranlarında geri dönüşümle tekrar kullanılabiliyor. Dolayısı ile ciddi miktarda malzemenin geri dönüştürülerek gerek yeni PV yapımında gerekse başka sektörlerde kullanımı sağlanabilir. Diğer yandan olumsuz bir konuyu da burada vurgulamadan devam etmeyelim;  miktarı çok az olsa da her panelde kurşun, antimon ve diğerleriyle birlikte 100 gram civarında toplam zehirli maddelerin olduğu unutulmamalıdır.

Bu noktada, geri dönüşüm yanı sıra bozulan veya ömrü dolan panellerin toplanması da önemli bir adımdır. Hem panellerin toplanması hem de geri dönüşüm konularında çalışan, Avrupa temelli ve kar gütmeyen PV CYCLE (http://www.pvcycle.org/) kuruluşu en önemli organizasyon olarak dikkat çekmektedir. 2007 yılında kurulan ve günümüzde dünyanın dört bir yanından üye ülkeleri içerisinde barındıran kuruluş 2010 yılında geri dönüşüm faaliyetlerine başlamış ve 2019 yılı sonuna kadar 35 bin tonu aşkın atık geri dönüşümü yaptığını raporlamıştır. Diğer yandan, Avrupa Birliği, yaptığı yasal çalışmalar ve belirlediği hedeflerle atık panellerin yüzde 85 oranında toplanmasını ve en az yüzde 80 oranında geri dönüşümünü hedeflemektedir. 2018 yılında kurulan ve sadece PV geri dönüşümü üzerine çalışan ilk Avrupa firması olan Veiola, 2020 yılı sonuna kadar 4 bin ton PV paneli geri dönüştürmeyi planlamaktadır. Avrupa’daki PV CYCLE uygulamasına benzer şekilde, Amerika Birleşik Devletleri’nde de “Recycle PV” (https://recyclepv.solar/) isimli bir yapılanma söz konusudur. Ayrıca ABD Güneş Enerjisi Endüstri Derneği (SEIA) büyük üreticilerin katılımı ile geri dönüşüm konusunda bir sosyal sorumluluk komitesi hayata geçirmiştir. Diğer yandan önde gelen ince film PV panel üretim firmalarından First Solar’da yüzde 90 geri dönüşüm oranı ile yılda 2 milyon atık paneli geri dönüştürebilecek bir altyapıya sahiptir. First Solar şu ana kadar sadece ince film panellerin geri dönüşümü üzerinde çalışmaktadır. Bu yapılanmalar dışında gerek Avrupa gerekse Çin’de birçok diğer firmada PV panel geri dönüşümü konusunda yatırımlar yapmaktadır.

PV geri dönüşüm işlemleri ile ilgili birçok farklı teknoloji uygulaması ile ilgili de araştırma-geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Önceleri ısıl ve kimyasal yöntemlerle yapılan ayrıştırmalar, günümüzde ısıl, mekanik, kimyasal ve hibrit methodlarla çalışılmakta ve minimum maliyetlerle maksimum oranda geri dönüşüm yapılması adına araştırma çalışmaları yürütülmektedir. 1976 ve 2016 yılları arasında PV geri dönüşüm alanındaki 172 patent çalışması da bu alanda yoğun şekilde yürütülen araştırmaları işaret etmektedir.

Sonuç olarak dünyada ilk başlarda sosyal sorumluluk ve çevreyi koruma amacı ile başlayan ancak kısa sürede ticarileşen PV panel geri dönüşüm süreçleri önümüzdeki yıllarda önem kazanarak hayatımızdaki yerini alacaktır. Tabii ki süreçlerin ekonomik fizibilitesi ve doğru teknolojilerin geliştirilmesi/uygulanması önemlidir. Sonraki yazılarımızda sadece bu başlıkları ele alarak değerlendirmemizde mümkündür. Ancak küçük bir ada olan Kıbrıs’ta geri dönüşüm tesisi kurulmasının kısa dönemde fizibıl olmayacağı değerlendirilirse en azından düzenli şekilde bozulan panellerin toplanması ve geri dönüşüm tesislerine ulaştırılması, karşımıza çıkacak bir atık probleminin bertaraf edilmesi için elzemdir. Bu amaçla yasal zeminin ivedi şekilde hazırlanması ve sürdürülebilir bir organizasyon oluşturulması önem arz etmektedir. İlk yatırımı ekonomik olarak fizibıl olmasa bile orta vadede çevreye verilecek zararın azaltılması, malzeme geri kullanımı sonucunda azaltılacak karbon emisyonları ve atık malzemenin geri dönüşümünde elde edilecek getiri dikkate alındığında, böyle bir yatırımın devlet tarafından desteklenmesi de gereklidir kanaatindeyim.

Bol güneşli günler dileğiyle…