Trong khi đang được quảng bá trên khắp thế giới như một vũ khí quan trọng để giảm thiểu lượng khí thải carbon, các tấm pin Mặt Trời chỉ có tuổi thọ tối đa 25 năm.
Các chuyên gia cho biết hàng tỷ tấm pin Mặt Trời sắp đến kỳ cần phải xử lý và thay thế.
Chúng ta sẽ xử lý rác thải như thế nào?
“Thế giới đã lắp đặt hơn một terawatt (một tỷ kilowatt) công suất năng lượng Mặt Trời. Các tấm pin Mặt Trời thông thường có công suất khoảng 400W, vì vậy nếu tính cả mái nhà và trang trại năng lượng Mặt Trời, thì có thể có tới 2,5 tỷ tấm pin Mặt Trời”, tiến sĩ Rong Deng, chuyên gia về tái chế tấm pin Mặt Trời tại Đại học New South ở Australia cho biết.
Theo chính phủ Anh, nước này có hàng chục triệu tấm pin Mặt Trời nhưng cơ sở hạ tầng chuyên dụng để loại bỏ và tái chế chúng còn thiếu.
Các chuyên gia năng lượng đang kêu gọi chính phủ hành động khẩn cấp để ngăn chặn thảm họa môi trường toàn cầu đang rình rập.
“Những tấm pin Mặt Trời đó sẽ trở thành một núi rác thải vào năm 2050, nếu chúng ta không có các dây chuyền tái chế ngay bây giờ”, bà Ute Collier, phó giám đốc Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IREA), cảnh báo.
“Chúng ta đang sản xuất ngày càng nhiều tấm pin Mặt Trời - đây là điều tích cực - nhưng chúng ta sẽ xử lý rác thải như thế nào?”, bà nêu bật vấn đề.
Nhiều kỳ vọng đang được gửi gắm khi nhà máy đầu tiên trên thế giới chuyên tái chế hoàn toàn các tấm pin Mặt Trời chính thức khai trương tại Pháp vào cuối tháng này.
ROSI, công ty chuyên tái chế năng lượng Mặt Trời sở hữu cơ sở này, ở thành phố Grenoble, hy vọng cuối cùng có thể trích xuất và tái sử dụng 99% các bộ phận của mỗi tấm pin Mặt Trời.
 |
| Kim loại bạc được rã ra từ các tấm pin năng lượng Mặt Trời tại nhà máy của ROSI ở Grenoble. Ảnh: BBC. |
Cùng với việc tái chế mặt trước bằng kính và khung nhôm, nhà máy mới có thể tái chế gần như tất cả vật liệu quý có trong các tấm pin Mặt Trời, chẳng hạn bạc và đồng, thường là một số vật liệu khó trích xuất nhất.
Những vật liệu quý giá này sau đó có thể được tái chế và tái sử dụng để tạo ra các tấm pin năng lượng Mặt Trời mới, và có công suất lớn hơn.
Các phương pháp tái chế tấm pin Mặt Trời thông thường phục hồi hầu hết nhôm và kính - nhưng ROSI cho biết riêng phần kính có chất lượng tương đối thấp.
Thủy tinh thu được bằng các phương pháp đó có thể được sử dụng để làm gạch lát, hoặc trong quá trình phun cát - thủy tinh này cũng có thể được trộn với các vật liệu khác để tạo ra nhựa đường - nhưng không thể sử dụng chúng trong các ứng dụng yêu cầu thủy tinh cao cấp, chẳng hạn như sản xuất các tấm pin năng lượng Mặt Trời.
Nhà máy ROSI mới ra đời trong thời kỳ bùng nổ lắp đặt các tấm pin năng lượng Mặt Trời.
Công suất phát điện từ năng lượng Mặt Trời của thế giới đã tăng 22% vào năm 2021. Theo BBC, khoảng 13.000 tấm pin năng lượng Mặt Trời (PV) được lắp đặt ở Vương quốc Anh mỗi tháng - hầu hết chúng được lắp trên mái nhà của các ngôi nhà tư nhân.
Trong nhiều trường hợp, các tấm pin năng lượng Mặt Trời trở nên phí phạm trước khi chúng hết tuổi thọ dự kiến. Các thiết kế mới hiệu quả hơn cho phép việc thay thế các tấm pin Mặt Trời chỉ mới 10 hoặc 15 năm tuổi bằng các phiên bản cập nhật có thể rẻ hơn.
Bà Collier cho rằng nếu xu hướng tăng trưởng hiện tại được duy trì, khối lượng các tấm pin Mặt Trời phế liệu có thể rất lớn.
“Đến năm 2030, chúng tôi nghĩ rằng chúng ta sẽ có bốn triệu tấn [phế liệu] - vẫn có thể quản lý được - nhưng đến năm 2050, chúng ta có thể có hơn 200 triệu tấn trên toàn cầu”, bà nói.
Vấn đề sẽ hiện rõ hơn nếu chúng ta đặt thực tế đó vào bối cảnh thế giới đang sản xuất tổng cộng 400 triệu tấn nhựa mỗi năm.
Thách thức tái chế
Sở dĩ các cơ sở tái chế tấm pin năng lượng Mặt Trời đang quá ít là việc sử dụng loại vật liệu này còn khá mới mẻ.
Thế hệ đầu tiên của các tấm pin Mặt Trời tới nay mới sắp “hết tuổi thọ”. Với những tấm pin sắp “nghỉ hưu”, các chuyên gia cho rằng hành động khẩn cấp là cần thiết.
“Bây giờ là lúc để nghĩ về điều này”, bà Collier nói.
 |
| Tấm pin năng lượng Mặt Trời đang được xử lý để lấy kim loại quý. Ảnh: BBC. |
Ông Nicolas Defrenne cho biết Pháp đang dẫn đầu trong số các quốc gia châu Âu về xử lý chất thải lĩnh vực năng lượng Mặt Trời. Tổ chức ông Defrenne, Soren, hợp tác với ROSI và các công ty khác, điều phối việc ngừng hoạt động của các tấm pin Mặt Trời trên khắp nước Pháp.
“Cái lớn nhất [chúng tôi xử lý ngừng hoạt động] mất ba tháng”, ông Defrenne nhớ lại.
Nhóm của ông Defrenne tại Soren đã thử nghiệm nhiều cách khác nhau để tái chế tấm pin năng lượng Mặt Trời.
Tại nhà máy công nghệ cao của ROSI ở Grenoble, các tấm pin Mặt Trời được tháo rời một cách cẩn thận để thu hồi các vật liệu quý giá bên trong - chẳng hạn như đồng, silicon và bạc.
Mỗi tấm pin Mặt Trời chỉ chứa những mảnh nhỏ vật liệu giá trị cao như vậy và những mảnh này đan xen với các thành phần khác và cho đến nay, việc tách chúng ra vẫn chưa khả thi về mặt kinh tế.
Thế nhưng, vì chúng rất có giá trị nên việc khai thác những vật liệu quý đó một cách hiệu quả có thể là một yếu tố chủ chốt trong ngành này, ông Defrenne nói.
“Hơn 60% giá trị được chứa trong 3% trọng lượng của các tấm pin Mặt Trời”, ông Defrenne cho hay.
Nhóm nghiên cứu tại Soren hy vọng rằng trong tương lai gần 3/4 vật liệu cần thiết để chế tạo các tấm pin Mặt Trời mới - bao gồm bạc - có thể được thu hồi và tái chế từ các bộ phận PV đã ngừng hoạt động -nhằm giúp tăng tốc độ sản xuất các tấm pin mới.
Ông Defrenne chỉ rõ rằng hiện tại không có đủ bạc để chế tạo hàng triệu tấm pin Mặt Trời cần thiết trong quá trình chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch.
“Thiếu bạc là vấn đề khó khăn trong sản xuất tấm pin”, ông nhấn mạnh.
Trong khi đó, các nhà khoa học Anh đang cố gắng phát triển công nghệ tương tự ROSI.
Năm ngoái, các nhà nghiên cứu tại Đại học Leicester tuyên bố tìm ra cách chiết xuất bạc từ các tấm PV bằng cách sử dụng một dạng nước muối.
Thế nhưng, cho đến nay, ROSI là công ty duy nhất trong lĩnh vực đã mở rộng quy mô hoạt động lên cấp độ công nghiệp.
 |
| Một chiếc xe tải chở đầy tấm pin năng lượng Mặt Trời. Ảnh: BBC. |
Hơn nữa, công nghệ này rất đắt tiền. Ở châu Âu, các nhà nhập khẩu hoặc sản xuất tấm pin Mặt Trời chịu trách nhiệm xử lý chúng khi hết hạn sử dụng. Và nhiều người ủng hộ việc nghiền nát hoặc rã nhỏ chất thải - cách này rẻ hơn nhiều.
Ông Defrenne thừa nhận rằng việc tái chế chuyên sâu các tấm pin Mặt Trời vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Soren và các đối tác đã tái chế gần 4.000 tấn tấm pin Mặt Trời của Pháp vào năm ngoái.
Song tiềm năng còn nhiều.
“Trọng lượng của tất cả tấm pin Mặt Trời mới được bán ra vào năm ngoái ở Pháp là 232.000 tấn - vì vậy, khi chúng bị hao mòn sau 20 năm, đó là số tấm pin cần tái chế hàng năm”, ông Defrenne dự tính.
“Khi điều đó xảy ra, mục tiêu của tôi là đảm bảo nước Pháp sẽ dẫn đầu thế giới về công nghệ này”.
Lý giải vận mệnh của các nền kinh tế
Mục Thế giới giới thiệu cuốn “Quốc gia thăng trầm: Lý giải vận mệnh của các nền kinh tế” được NXB Thế giới cho ra mắt vào năm 2018. Tác phẩm làm rõ sự phát triển và đi xuống của nền kinh tế thế giới từ cuối thập niên 1990 đến đầu những năm 2000. Cuốn sách vạch ra 10 quy luật để nhận diện về chu kỳ kinh tế dẫn đến vận mệnh tăng trưởng hay suy thoái của một quốc gia.
> Độc giả có thể xem thêm tại đây.
