태양광 패널 폐기물: 청정 에너지의 이면

2000년대 초반에 설치된 많은 수의 태양광 패널이 수명주기의 끝을 앞두고 있어 태양광 산업에 심각한 문제를 제기하고 있으며 현재의 태양광 패널 폐기 방법은 환경 요구 사항에 훨씬 미치지 못합니다.

이론적으로 태양 에너지는 그 어느 때보다 유망합니다. 태양 전지는 생산이 점점 더 쉽고 저렴해지고 있습니다. 그러나 태양광 PV는 덜 거론되는 질문이 있습니다. 생산 및 폐기물이 대체해야 할 화석 연료보다 더 많은 오염 물질을 생성하는지 여부는 여전히 답을 얻어야 하는 문제입니다.

태양 전지판을 제조하려면 여러 독성 화학 물질을 사용해야 하는 경우가 많습니다. 태양광 패널의 수명은 약 20~30년이며, 2000년대 초반 대규모 설치 이후 많은 태양광 패널이 현재 수명이 다하고 있습니다. 태양 전지판을 쓰레기 더미에 쌓으면 포함된 독성 금속이 환경으로 침출될 수 있습니다. 지하수에 들어갈 경우 공중 보건 위험을 초래할 수 있습니다.

태양광 모듈의 실리콘은 재활용이 가능해야 하지만 카드뮴, 납과 같은 금속이 추가되어 태양 전지의 전기 효율을 향상시킵니다. 이것은 유해 금속을 추출하는 데 상당한 에너지 투입이 필요하기 때문에 태양 전지를 재활용하기 어렵게 만듭니다. 사실, 기업용 태양광 패널 재활용 비용은 생산 비용보다 높은 경우가 많습니다. 대부분의 태양광 PV 재활용 공장은 단순히 전지에서 귀중한 은과 구리를 추출하고 오염된 유리 및 플라스틱 케이스를 용광로에서 태웁니다. 이 과정은 비용과 시간이 많이 들기 때문에 폐기된 태양 전지판을 매립지에 버리거나 제3세계 국가로 수출하는 것이 더 편리합니다.

연구에 따르면 태양 전지판의 중금속(납 및 카드뮴)이 전지에서 지하수로 침출되어 식물과 환경에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 금속은 또한 어린이의 뇌 발달을 손상시키는 납과 발암 물질인 카드뮴과 함께 인간의 건강에 부정적인 영향을 미칩니다. 개발도상국은 수입된 태양광 패널 폐기물을 적절하게 처리할 인프라나 규정이 없을 수 있으며 이러한 금속은 주변 환경으로 침출되어 공중 보건 문제를 일으킬 수 있습니다. 2050년까지 전 세계적으로 거의 8천만 톤의 태양열 폐기물이 예상됨에 따라 태양광 발전이 여러 국가로 확장됨에 따라 문제는 향후 수십 년 동안 악화될 가능성이 높습니다.

다행히도 효과적인 재활용 방법이 존재합니다. 미국 최대 태양광 회사인 First Solar의 시설은 태양광 패널에서 재료의 90%를 추출한 다음 이를 새로운 태양광 패널이나 전자 제품으로 재활용할 수 있습니다. 프랑스 기업 베올리아(Veolia)가 유럽 최초의 태양 전지 재활용 전용 공장을 열었습니다. 현재 중국과 미국은 태양광 패널의 최대 사용자이지만 유럽에서만 제조업체가 PV 폐기물에 대해 책임을 지도록 조치를 취했습니다. EU는 태양광 회사가 태양광 패널을 수집하고 재활용하도록 요구하며 재활용 비용은 판매 가격에 포함됩니다. 이러한 방식으로 태양광 패널의 폐기물 및 환경 영향이 최소화되고 소비자는 태양광 패널에 대해 약간만 더 지불합니다.

강제 재활용이 태양 에너지를 더 친환경적으로 만드는 유일한 방법은 아니며 일부 기술 스타트업은 실제 생산 프로세스를 더 깨끗하게 만드는 방법을 찾고 있습니다. 과학자들은 태양 전지용 실리콘을 정제하는 새로운 방법을 모색하거나 저급 실리콘 태양 전지를 실험하고 있습니다. 태양광 기술의 최근 발견은 페로브스카이트(perovskite)라는 물질을 사용하여 실리콘 사용을 완전히 없앨 수 있습니다. 실리콘 결정 대신 페로브스카이트 태양 전지는 금속 결정, 일반적으로 납으로 만들어집니다. 페로브스카이트 전지의 원료 및 합성은 기존 태양 전지판에 필요한 고순도 실리콘보다 훨씬 저렴합니다. 실리콘 태양 전지를 만드는 방법은 몇 가지 밖에 없지만 다른 Unique 태양 전지판을 생산할 수 있는 페로브스카이트 전지를 만드는 방법은 여러 가지가 적용됩니다. 가장 기대되는 것은, 페로브스카이트 전지는 제조가 더 쉽고 환경 친화적이며 이미 실리콘 전지에 필적하는 효율을 가지고 있습니다. 그리고 납 함량에 대해서도 걱정하지 마십시오. 주석이나 게르마늄과 같은 무독성 금속을 기반으로 하는 페로브스카이트 전지는 납 전지의 효율성에 접근하고 있습니다.

사회가 화석 연료에서 에너지로 전환함에 따라 태양 에너지는 우리 미래의 중요한 부분이 될 것입니다. 따라서 향후 수십 년 동안 태양 전지판 생산량이 증가할 것으로 예상할 수 있으며 많은 양의 유해 폐기물을 생성할 가능성이 있습니다. 태양 에너지는 재생 가능한 에너지원으로서 큰 가능성을 가지고 있지만 사회는 또한 그것이 가져오는 오염 문제에 직면해야 합니다. 그렇지 않으면 빛의 힘을 활용하면 우리의 상황이 이전보다 훨씬 더 어두워질 수 있습니다.