Fotovoltaïsche energie (PV) is één van de meest economisch interessante energieopwekkingstechnologieën geworden. De prijs van door PV opgewekte elektriciteit heeft een gestapelde elektriciteitskost van 5-10 € c / kWh bereikt, wat leidde tot een grote versnelling van de implementatie met meer dan 110 GWp aan nieuw geïnstalleerd vermogen in 2019 alleen.
Maar wat na het einde van het zonnepanelenleven?
De cumulatieve geïnstalleerde PV-capaciteit is nu 627 GWp en zal naar verwachting in 2025 meer dan 1 TWp bereiken. De PV-markt wordt grotendeels gedomineerd door kristallijn silicium (c-Si) PV-modules die 95% van het marktaandeel vertegenwoordigen, terwijl dunnefilm-modules een nicheproduct blijven. Het Terawatt-tijdperk van PV-modules nadert snel en het roept belangrijke vragen op over het beheer van het einde van de levensduur, aangezien men verwacht om tegen 2030 5 miljoen ton PV-afval te hebben. Een circulair economisch model is dus meer dan ooit nodig. Het biedt een grote kans om ervoor te zorgen dat PV een van de meest duurzame energiebronnen wordt. Maar hoe organiseren we dat?
Hergebruik en herstel
In de circulaire economie-benadering spelen hergebruik en herstelacties een essentiële rol bij het verlengen van de nuttige levensduur van PV-modules door te voorkomen dat ze vroegtijdig in de afvalstroom terechtkomen. De hausse in fotovoltaïsche installaties begon 15 jaar geleden, wat de opkomst verklaart van de markt voor herplaatsing na de eerste ontmantelingsgolf van deze panelen. Het hergebruik van PV-modules is een opkomende industrie met bedrijven die actief zijn in een onontgonnen en grotendeels ongereguleerd gebied. Industriële en publieke spelers in PV en / of afvalbeheer hebben weinig of geen kennis van de werking ervan.
PV CYCLE en imec / EnergyVille voerden de eerste verkennende studie van de sector uit.
Een vijftiental bedrijven zijn actief in de PV-hergebruiksector met een markt die geschat wordt tussen 500 en 600 MWp / jaar. Het verhandelde volume is erg moeilijk in te schatten aangezien noch de ontmanteling van PV-sites noch de markten voor doorverkoop van PV zijn geregistreerd.
PV-modules vertegenwoordigen ongeveer 40% van de totale kosten van het PV-systeem, wat de businesscase voor hergebruik motiveert. De aanhoudende snelle daling van de prijzen van PV-modules (nu gedaald tot 0,2-0,3 € / Wp) en de snelle toename van de efficiëntie van PV-modules (nu tussen de 17 en 21%) doen vragen rijzen over de economische levensvatbaarheid van de sector. Tweedehands PV-modules met lagere prestaties en verwachte levensduur, maar met hogere financiële risico’s, zijn vooral in trek in markten met lage inkomens. Dit zijn onder meer Afrikaanse landen, maar ook bepaalde regio’s in het Midden-Oosten en Zuidoost-Azië die op zoek zijn naar extreem goedkope PV-systemen met minder kwaliteits- / esthetische eisen. In (West) Europa bestaat nog een vrij kleine (circa 10 MWp) en tijdelijke markt waar feed-in tariefregulering vaak zeer vergelijkbare vervangende modules vereist in geval van schade. Over het algemeen zijn hergebruikte of gerepareerde PV-modules niet concurrerend voor nieuwe residentiële, commerciële en utilitaire PV-installaties in hoge-inkomenslanden of zelfs in ontwikkelingslanden waar de overheid prikkels heeft om PV in te zetten.
Oorsprong tweedehands panelen
Momenteel zijn PV-modules voor hergebruik voornamelijk afkomstig van grote commerciële PV-systemen (10kWp tot MWp) of grootschalige PV-installaties (> 1MWp) in Europa, de VS en China die beschadigd zijn door slecht weer, wat ertoe leidt dat alle PV-modules worden verwijderd, ook diegene die nog intact zijn. De meest kosteneffectieve methode is om herbruikbare modules op de ontmantelingslocatie te verzamelen, waarbij de sortering, visuele en elektrische testen en documentatie direct na verwijdering worden voltooid en zelfs kleine reparaties gedaan worden aan de externe elektrische componenten van de modules (bekabeling, connectoren, diodes). Er zijn momenteel geen gedetailleerde aanbevelingen over de sorteerprocedures, visuele inspecties en eenvoudige en geavanceerde elektrische tests, evenals documentatie. Het is de bedoeling van PV Cycle en Imec/Energyville om deze te voorzien. In bepaalde gevallen worden modules rechtstreeks naar de behandelingsfaciliteit overgebracht voor de bovengenoemde procedures voor uitgebreidere testreparaties, maar tegen hogere kosten.
Eszter Voroshazi, R&D manager bij imec / EnergyVille: “Naar onze mening zijn technische richtlijnen en normen nodig die de sorteer- en teststappen beschrijven en, belangrijker nog, die de technische criteria vaststellen om modules in aanmerking te laten komen voor hergebruik. Dit is een must om de hoge kwaliteit van hergebruikte modules te waarborgen. Het zou de moeite waard kunnen zijn om alleen PV-modules voor hergebruik te overwegen die nog een vermogen hebben van meer dan 70% van hun oorspronkelijke waarde, en om PV-modules met defecten uit te sluiten, om de veiligheid te garanderen. De implementatie van dergelijke vereisten, die momenteel volledig afwezig zijn, zou een homogene productkwaliteit garanderen en vertrouwen scheppen van klanten en de OEM (Original Equipment Manufacturers).”
Wat na tweedehands gebruik?
Het voorbereiden van PV-modules voor hergebruik heeft in principe geen negatieve gevolgen voor het milieu, daarom is het een wenselijke stap als onderdeel van het circulaire economische model voor PV. In Europa wordt verwacht dat de eisen inzake ecologisch ontwerp die worden gesteld aan elektrische en elektronische apparatuur die de CO2-voetafdruk meten, de komende jaren in werking zullen treden voor PV-modules.
Jan Clyncke, CEO van PV CYCLE: “Dit zal het hergebruik van PV-modules waarschijnlijk competitiever maken. Een belangrijke opmerking is dat de milieuhaalbaarheid van de tweedehands PV-modules in gevaar komt als hun adequate recycling na hun tweede leven niet gegarandeerd is. De huidige praktijk van het exporteren van hergebruikte PV-modules naar ontwikkelingslanden met onvoldoende afvalvoorschriften zorgt dus voor een grote bezorgdheid over het milieu.”
Het hergebruik van PV-modules creëert duidelijk werkgelegenheid voor technisch geschoolde en lokale arbeidskrachten, zowel in de ontmantelings- als de herinstallatielanden. Dit zou gepaard moeten gaan met een goede opleiding van het personeel, wat zou kunnen leiden tot het creëren van 63 banen per 1000 ton elektrisch en elektronisch afval volgens een schatting van het RRE-USE-netwerk. Om de economische levensvatbaarheid van de sector te waarborgen, met name in landen met een hoog inkomen waar PV-systemen worden ontmanteld, is automatisering bij het sorteren, testen enz. vereist. Een dergelijke marktgroei is niet alleen wenselijk omdat deze banen schept, het vermindert ook de energiearmoede in lage-inkomenslanden, wat indirect bijdraagt aan verdere economische en sociale ontwikkeling.
Fotovoltaïsche modules zijn door hun ontwerp duurzame producten. Hergebruik is maatschappelijk wenselijk. De economische levensvatbaarheid van de sector wordt momenteel bereikt in lage-inkomenslanden, zoals duidelijk blijkt uit het feit dat de meeste mondiale en Europese spelers naar deze regio’s exporteren. Hergebruik van fotovoltaïsche modules in ontwikkelde landen is momenteel alleen haalbaar voor nichetoepassingen en de acceptatie ervan zal afhangen van de vraag of / hoe de CO2-voetafdruk van elektronische producten in de kosten van het product wordt opgenomen.
Over het algemeen doen de onduidelijke wetgeving, het gebrek aan controle over de AEEA-richtlijn en het bijna volledige gebrek aan soortgelijke wetgeving buiten de EU ernstige bezorgdheid over het milieu en de veiligheid ontstaan over het hergebruik van PV-modules.
