Para 2050, podría haber 80 millones de toneladas métricas a nivel mundial de energía solar fotovoltaica (PV) llegando al final de su vida útil, con 10 millones de toneladas métricas solo en los Estados Unidos, o el peso de 30 edificios Empire State.
Para maximizar el valor de los materiales fotovoltaicos solares y minimizar el desperdicio, existe un interés creciente en las opciones fotovoltaicas sostenibles al final de su vida útil y en el establecimiento de un economía circular para materiales energéticos. La mayor parte de la investigación hasta ahora se ha centrado en cómo reciclar o reutilizar técnica y económicamente los materiales fotovoltaicos, pero no considera cómo influye el comportamiento social. Al considerar la conciencia y el comportamiento de los consumidores, los consumidores podrían convertirse en parte de la solución y ayudar a acelerar la adopción de la economía circular. enfoques.
“La conciencia y la actitud del consumidor son una pieza importante del rompecabezas que debe tenerse en cuenta en la investigación y las soluciones de la economía circular fotovoltaica”, dijo Julien Walzberg, autor principal de un nuevo artículo titulado “Papel de los factores sociales en el éxito de los programas de reutilización y reciclaje de energía solar fotovoltaica” en Energía de la naturaleza. “Una solución puede ser técnicamente factible, pero si no hay incentivos para que los consumidores lo hagan, no funcionará”.
Por primera vez, los analistas de Walzberg y del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) aplicaron modelos basados en agentes a la gestión fotovoltaica al final de su vida útil para comprender cómo las personas toman decisiones sobre el reciclaje o la reutilización de módulos fotovoltaicos, lo que marca un cambio importante en la forma en que entendemos la potencial para que las estrategias de economía circular tengan éxito. Como se discutió en un seguir en Energía de la naturaleza artículo, el análisis de NREL muestra la importancia de tener en cuenta la influencia de los compañeros y las actitudes hacia el reciclaje para reflejar la situación del mundo real y acelerar las estrategias de economía circular. Los autores del artículo adjunto, incluido el profesor Martin Green de la Universidad de Nueva Gales del Sur, ganador del premio Nobel Alternativo en 2002 y del Premio de Energía Global en 2018, hacen un llamado a que todas las investigaciones futuras sobre estrategias de economía circular consideren factores sociales como Walzberg. demostrado por primera vez.
Contenidos
- Modelado basado en agentes de la gestión del final de la vida útil de la energía fotovoltaica
- Las condiciones actuales no fomentan el reciclaje fotovoltaico
- Los costos de reciclaje más bajos aumentan la tasa de reciclaje
- Mayor recuperación de material, una ganancia económica
- La reutilización podría ayudar a establecer una economía circular fotovoltaica
Modelado basado en agentes de la gestión del final de la vida útil de la energía fotovoltaica
El modelado basado en agentes representa a un grupo de clientes como “agentes” o entidades independientes de toma de decisiones que están capacitadas en base a datos para simular decisiones tomadas en nombre de las personas a las que representan.
El estudio de NREL modeló cuatro agentes: propietarios de PV, instaladores, recicladores y fabricantes. Los agentes eligen reparar, reutilizar, reciclar, depositar en vertederos o almacenar un módulo fotovoltaico antiguo en diferentes escenarios, como diferentes costos o políticas de reciclaje.
Basado en las decisiones de los agentes, el modelo calcula la masa fotovoltaica evitada en los vertederos y los costos para la sociedad, como los costos para los fabricantes o los ingresos netos para los recicladores e instaladores. El modelo también tiene en cuenta el efecto de aprendizaje para el reciclaje de módulos, o la disminución de los costos de reciclaje debido a los mayores volúmenes y al avance de la tecnología.
Las condiciones actuales no fomentan el reciclaje fotovoltaico
En el escenario de referencia que refleja las condiciones actuales, se supone que se instalarán 500 gigavatios de energía fotovoltaica en los EE. UU. Para 2050 (en comparación con 104 gigavatios en 2020), lo que generará 9,1 millones de toneladas métricas de residuos fotovoltaicos. Con base en la información limitada disponible públicamente en la actualidad, los autores modelaron el costo promedio de reciclaje de $ 28 por módulo, reparación a $ 65 por módulo y vertedero a $ 1,38 por módulo, donde los módulos usados se modelan para venderse al 36% de los precios de los nuevos módulos.
De 2020 a 2050 en las condiciones de referencia modeladas, aproximadamente el 80% de los módulos se depositan en vertederos, el 1% se reutiliza y el 10% se recicla. Con la tasa de recuperación de material actual, la masa reciclada totaliza solo 0,7 millones de toneladas métricas hasta 2050, o aproximadamente el 8%.
“Con la tecnología actual, los módulos fotovoltaicos son difíciles de separar y el proceso recupera principalmente materiales de bajo valor”, dijo Walzberg. “Debido a esto, actualmente no hay suficientes ingresos por reciclaje para compensar los altos costos y, por lo tanto, se recicla muy poca masa. Nuestro modelo muestra que esto podría conducir a un gran problema de residuos para 2050 “.
Los costos de reciclaje más bajos aumentan la tasa de reciclaje
Según el modelo, los costos de reciclaje más bajos conducen a más módulos fotovoltaicos reciclados. Por ejemplo, un costo de reciclaje de $ 18 por módulo ($ 10 menos que la tarifa actual) podría aumentar potencialmente la tasa de reciclaje en un 36% en 2050.
Sin embargo, incluso cuando los costos de reciclaje siguen siendo relativamente altos, la influencia social puede aumentar la tasa de reciclaje. Cuando los propietarios de PV conocen a otros propietarios de PV que reciclan y existe una actitud positiva general hacia el reciclaje, la tasa aumenta. Esto indica que los primeros usuarios podrían ayudar a establecer la tendencia a seguir por otros.
“El aumento en el reciclaje debido a la influencia social muestra que adoptar una perspectiva social es importante para realizar plenamente y lograr una mayor recuperación de material”, dijo Walzberg.
Otro escenario del estudio exploró el impacto potencial de un subsidio en las tasas de reciclaje. Las simulaciones mostraron que reducir sustancialmente los costos de reciclaje a través de subsidios podría alentar el reciclaje y conducir a un círculo virtuoso al aumentar el volumen reciclado, ayudar a reducir los costos para los usuarios posteriores y aumentar más los volúmenes de reciclaje.
Mayor recuperación de material, una ganancia económica
Los procesos de reciclaje mecánico actuales para módulos fotovoltaicos suelen recuperar materiales de menor calidad que son menos valiosos. Los procesos emergentes de reciclaje de alta recuperación recuperan materiales más valiosos como la plata, el cobre y el silicio que se pueden usar nuevamente.
En escenarios con el proceso de alta recuperación, el ingreso neto acumulado del reciclador aumenta en $ 1.3 mil millones en 2050. Agregue tasas de reciclaje más altas o costos de reciclaje más bajos, y el valor de los módulos fotovoltaicos reciclados aumenta aún más.
La reutilización podría ayudar a establecer una economía circular fotovoltaica
La reutilización de módulos fotovoltaicos muestra cierta promesa como enfoque de economía circular. Cuando los módulos fotovoltaicos tienen garantías más largas y la gente percibe que los módulos nuevos y usados tienen el mismo valor, la tasa de reutilización aumenta del 1% al 23% en 2050. Debido a que la vía de reutilización compite con el reciclaje, la tasa de reciclaje disminuye a menos del 1% en ese escenario. Sin embargo, la tasa general de evitación de vertederos sigue aumentando. Además, incluso cuando se eliminan casi todas las limitaciones sobre la reutilización de la energía fotovoltaica, el suministro de módulos reutilizados solo puede satisfacer un tercio de la creciente demanda de energía fotovoltaica.
“Si bien es posible reutilizar un módulo fotovoltaico, no tiene la misma eficiencia energética y esperanza de vida la segunda vez, por lo que existen limitaciones para centrarse en la reutilización como la principal estrategia de economía circular fotovoltaica”, dijo Walzberg. “Las estrategias de reutilización y reciclaje se pueden desarrollar en conjunto. Comprender esta interacción es importante para avanzar hacia soluciones que eviten el vertido y maximicen la generación de energía renovable “.
Más información sobre NREL investigación de análisis de energía.
Artículo cortesía de NREL.
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