تینا مزدکی_ پنلهای خورشیدی که بدون هیچگونه تحرکی در حال تولید انرژی هستند، از نوع ماژولهای لایهنازک (Thin-film)، تیره و دارای کارایی بالا هستند و بخش اعظم دو دهه گذشته را به انجام وظیفه پرداختهاند. هیچکس با قدم زدن در میان ردیفهای این پنلها حدس نخواهد زد چه چیزی در درون هر یک از آنها محکم آببندی شده است.
تگزاس در کل ظرفیت نصبشده برق خورشیدی در مقیاس صنعتی پیشتاز ایالات متحده است؛ بنابراین آنچه برای این پنلها در مرحله بعدی رخ میدهد، همان جایی است که داستان انرژی پاک پیچیده میشود. یک لایه نیمههادی باریکتر از موی انسان، حامل فلزی است که برای دههها توسط سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) به عنوان یک آلاینده اولویتدار طبقهبندی شده است.
این پنلها زیبا، مولد و دارای هزینه نگهداری پایین هستند. اما موج اول این پنلها اکنون به پایان عمر مفید خود میرسد و پرسشی که هیچکس فکر نمیکرد باید با صدای بلند بپرسد، بالاخره طنینانداز شده است.
فناوری پنهانی که یکسوم از توان خورشیدی آمریکا را فتح کرد
طبق اعلام دفتر فناوریهای انرژی خورشیدی وزارت انرژی آمریکا، سلولهای فتوولتائیک لایهنازک کادمیوم تلورید (CdTe) بیش از ۳۰ درصد از بازار پنلهای خورشیدی در مقیاس صنعتی را در اختیار دارند. این سهمی فوقالعاده برای فناوری محسوب میشود که اکثر صاحبان خانهها حتی نام آن را هم نشنیدهاند.
ورود این فناوری نه از طریق جنجالهای تبلیغاتی، بلکه از مسیر توجیه اقتصادی بوده است. فناوری CdTe دوام بالا، انرژی تجسمیافته (Embodied Energy) پایین، فرآیند تولید سریع و قابلیت جذب سرمایه اثباتشدهای را ارائه میدهد. برخلاف پنلهای سیلیسیمی متداول، ماژولهای CdTe بهصورت یکپارچه ساخته شده و مستقیماً روی صفحات تکلایه شیشهای لایهنشانی میشوند.
این سادگی در ساخت به کاهش هزینهها کمک کرد و این پنلها در پهنههای کویری از کالیفرنیا تا تگزاس و فلوریدا گسترش یافتند. پنلهای CdTe در برخی از بزرگترین مزارع خورشیدی ساختهشده در جهان مانند دیزرت سانلایت (Desert Sunlight)، توپاز (Topaz Solar Farms) و آگوا کالینته (Agua Caliente) به کار رفتهاند. برای بیش از دو دهه، این داستان کاملاً مثبت و امیدبخش بود.
طول عمری که ابدی به نظر میرسید، تا اینکه تقویم رسید
پنلهای خورشیدی بر اساس طول عمر بالایشان فروخته میشوند. ۲۵ سال تولید برق پاک، استانداردی است که ارائه میشود و ماژولهای CdTe عموماً این تعهد را برآورده میکنند. با طول عمر ۲۵ تا ۳۰ ساله، پنلهای نصبشده در جریان رونق اولیه صنعت خورشیدی در دهه ۲۰۰۰ اکنون به پایان عمر خود نزدیک میشوند و نیازی فوری برای مدیریت صحیح زبالههای الکترونیکی ایجاد کردهاند.
از آنجا که تگزاس رتبه اول ظرفیت خورشیدی صنعتی آمریکا را داراست، سرنوشت آتی این پنلها نقطهای است که داستان انرژی پاک در آن پیچیده میشود. در حال حاضر نزدیک به ۹۰ درصد از پنلهای خورشیدی در پایان عمر عملیاتی خود راهی دفنگاههای زباله (لندفیلها) میشوند.
این آمار مربوط به کل صنعت خورشیدی است و پنلهای CdTe نیز از آن مستثنی نیستند. عددی که اهمیت دارد وزن پنل نیست؛ بلکه اتفاقی است که در یک بعدازظهر بارانی در داخل دفنگاه زباله رخ میدهد.
آزمایشهای آزمایشگاهی چه چیزی را کشف کردند؟
پژوهشگران سلولهای لایهنازک خردشده CdTe را در ستونهای آزمایشی قرار دادهاند که برای شبیهسازی شرایط اسیدی دفنگاههای زباله شهری طراحی شدهاند. مطالعات شبیهساز این شرایط نشان میدهد که بخشهای قابل توجهی از کادمیوم و تلوریم میتوانند ظرف چند هفته وارد شیرابههای مصنوعی شوند.
شیرابه دفنگاه زباله در همان جا باقی نمیماند؛ بلکه از میان خاک حرکت کرده، به آبهای زیرزمینی کمعمق میرسد و در تگزاس، این آبهای زیرزمینی رودخانهها را تغذیه میکنند. اطمینانبخشی استاندارد صنعت این است که پنلهای سالم و آببندیشده در طول عملکرد عادی حداقل ریسک را دارند؛ نقطهنظری که علم نیز بهطور گسترده از آن پشتیبانی میکند.
اما شرایط دفنگاه زباله، یک عملکرد عادی نیست. در لندفیل، پنلها خرد میشوند، شیشه میشکند و لایه محافظی که همهچیز را در جای خود نگه میدارد، آسیب میبیند.
موجودی که هرگز نخواست بخشی از گذار انرژی باشد
ورود کادمیوم به آبهای زیرزمینی یا پهنههای آبی مجاور میتواند برای آبزیان بسیار سمی باشد. رودخانههای تگزاس مانند گوادالوپ (Guadalupe) و سان مارکوس (San Marcos) از میان مناطق خورشیدی عبور میکنند و هر دو زیستگاه ماهیهای آب شیرین بومی هستند که از زمان پیش از ورود اروپاییها در این جریانهای زلال آهکی زندگی میکردهاند.
دارتر فوارهای (Fountain Darter)، ماهی کوچکی که در هیچ جای دیگر کره زمین یافت نمیشود، چشمههای سان مارکوس را که روانآبهای مناطق تپهای بالادست را دریافت میکنند، فیلتر میکند. این گونه در حال حاضر در فهرست گونههای در معرض انقراض قرار دارد.
کادمیوم در بافت ماهیها تجمع زیستی پیدا میکند و زنجیره غذایی را به روشهایی مسموم میسازد که هیچ نمودار راندمانی قادر به ثبت آن نیست. پژوهشگران روشهای بازیافت الکتروشیمیایی را توسعه دادهاند که هم کادمیوم و هم تلوریم را از پنلهای CdTe پایانیافته بازیافت میکند، بدون اینکه نیاز به ورودیهای شیمیایی سنگینی داشته باشد که فرآیندهای قبلی را غیرعملی میساخت. چالش اصلی این است که زیرساختهای بازیافت همگام با سرعت توسعه و نصب پنلهای خورشیدی رشد نکردهاند.
فرصتی رو به اتمام و زیرساختهایی که در رقابت با زمان هستند
تگزاس به عنوان ایالت پیشتاز در نیروگاههای خورشیدی، با فشار فزایندهای برای مدیریت مسئولانه این زبالهها مواجه است. سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا (EPA) در حال حرکت به سمت افزودن پنلهای خورشیدی به مقررات زبالههای عمومی است؛ گامی که مدیریت صحیح را الزامی کرده و کادمیوم را از دفنگاههای زباله شهری دور نگه میدارد.
تعداد کمی از بازیافتکنندگان معتبر در حال حاضر ماژولهای CdTe را میپذیرند و شرکت فرست سولار (First Solar) برنامه بازگرداندن پنلهای اختصاصی خود را اداره میکند که چرخه مواد را بسته نگه میدارد.
شکاف اصلی مربوط به پنلهایی است که هرگز بازنمیگردند؛ همانهایی که سر از شهرستانهایی در میآورند که تا شعاع صد مایل هیچ مرکز تخصصی بازیافتی ندارند و ارزانترین گزینه، همان دفنگاه زباله عمومی در انتهای جاده است.
پر کردن این شکاف همان جایی است که روند توسعه گسترده خورشیدی باید با زنجیره تامین خود، از تولد تا دفن، مواجه شود و حساب پس دهد. دارتر فوارهای برای هزاران سال از خشکسالی، سیل و فشارهای توسعه جان سالم به در برده است.
اینکه آیا این موجود از فرایند گذار به انرژیهای پاک جان سالم به در میبرد یا خیر، به تصمیم بازیافتی بستگی دارد که در اداره یک شهرستان در تگزاس گرفته میشود، نه در یک آزمایشگاه خورشیدی. این مشکلی کوچک و قابل حل است؛ و دقیقاً از همان نوع مشکلاتی است که ارزش دارد قبل از رسیدن اولین موج پنلها به دروازه دفنگاههای زباله، حل و فصل شود.
منبع: energiesmedia
۲۲۷۳۲۳
نظر شما