سمت تاریک انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی یک بازار به سرعت در حال رشد است که باید خبر خوبی برای محیط زیست باشد. متأسفانه یک صید وجود دارد. نرخ جایگزینی پانل های خورشیدی سریعتر از حد انتظار است و با توجه به هزینه های بازیافت بسیار زیاد فعلی ، یک خطر واقعی وجود دارد که تمام پانل های استفاده شده مستقیم به محل دفن زباله بروند (همراه با توربین های بادی به همان اندازه که به سختی قابل بازیافت) هستند. تنظیم کننده ها و بازیگران صنعت باید قبل از بازدید بهمن پنل های خورشیدی ، پیشرفت اقتصاد و مقیاس قابلیت های بازیافت را آغاز کنند.

برای انرژی خورشیدی اوقات آفتابی است. در ایالات متحده آمریکا ، تاسیسات خانگی پانل های خورشیدی کاملاً از رکود Covid دوباره برگشت ، و تحلیلگران پیش بینی می کنند بیش از 19 گیگاوات از کل ظرفیت نصب شده ، در مقایسه با 13 گیگاوات در پایان سال 2019. طی 10 سال آینده ، این تعداد ممکن است چهار ضلعی باشد ،براساس داده های تحقیق صنعت. و این حتی با توجه به تأثیر بیشتر مقررات و مشوق های جدید احتمالی که توسط دولت بایدن دوستانه سبز آغاز شده است ، در نظر نمی گیرد.

عملکرد ضد همه گیر خورشیدی در بخش عمده ای از اعتبار مالیات بر سرمایه گذاری خورشیدی قرار دارد که 26 ٪ از هزینه های مربوط به خورشیدی را برای کلیه مشتریان مسکونی و تجاری کاهش می دهد (فقط از 30 ٪ در طول 2006-2019). پس از سال 2023 ، اعتبار مالیاتی به 10 ٪ دائمی برای نصب کنندگان تجاری کاهش می یابد و کاملاً برای خریداران خانه ناپدید می شود. بنابراین ، فروش خورشیدی احتمالاً در ماه های آینده حتی داغ تر خواهد شد ، زیرا خریداران در حالی که هنوز هم می توانند به پول نقد بپردازند.

یارانه های مالیاتی تنها دلیل انفجار خورشیدی نیست. راندمان تبدیل پانل ها برای 10 سال گذشته در هر سال 0. 5 ٪ بهبود یافته است ، حتی با توجه به چندین موج نوآوری در تولید ، که عمدتا توسط تولید کنندگان پانل چینی غالب صنعت هدایت می شود ، به شدت کاهش یافته است. وادبرای مصرف کننده نهایی ، این میزان هزینه های جلوتر از هر کیلووات انرژی تولید شده است.

این همه خبرهای عالی است ، نه فقط برای صنعت بلکه برای هر کسی که نیاز به انتقال از سوخت های فسیلی به انرژی تجدید پذیر را به خاطر آینده سیاره ما تصدیق می کند. اما یک احتیاط عظیم وجود دارد که تعداد کمی از آنها در مورد آنها صحبت می کنند.

پانل ها ، پانل ها در همه جا

مشوق های اقتصادی برای تشویق مشتریان به تجارت پانل های موجود خود برای مدلهای جدیدتر ، ارزان تر و کارآمد به سرعت در حال تراز کردن هستند. در صنعتی که راه حل های دایره ای مانند بازیافت به طرز ناخوشایندی ناکافی باقی می ماند ، حجم کامل پانل های دور ریخته شده به زودی خطر ابتلا به نسبت های آسیب دیده را به وجود می آورد.

مطمئناً ، این داستانی نیست که از صنعت رسمی و منابع دولتی دریافت می کند. پیش بینی های رسمی آژانس بین المللی انرژی تجدید پذیر (IRENA) ادعا می کند که "مقادیر زیادی زباله سالانه تا اوایل دهه 2030 پیش بینی شده است" و می تواند در کل 78 میلیون تن تا سال 2050 باشد. این یک مقدار حیرت انگیز است ، بدون شک. اما با آماده سازی سالها ، این یک فرصت میلیارد دلاری برای بازپرداخت مواد با ارزش را به جای یک تهدید شدید توصیف می کند. این تهدید با این واقعیت پنهان است که پیش بینی های ایرنا بر روی مشتریان پیش بینی می شود که پانل های خود را برای کلیت چرخه زندگی 30 ساله خود نگه می دارند. آنها احتمال جایگزینی گسترده را به حساب نمی آورند.

تحقیقات ما انجام می دهد. با استفاده از داده های واقعی ایالات متحده ، ما مشوق های مؤثر بر تصمیمات مصرف کنندگان را در مورد جایگزینی تحت سناریوهای مختلف الگوبرداری کردیم. ما شگفت زده شدیم که سه متغیر به ویژه در تعیین تصمیمات جایگزینی برجسته هستند: قیمت نصب ، میزان جبران خسارت (یعنی نرخ افزایش انرژی خورشیدی فروخته شده به شبکه) و راندمان ماژول. اگر هزینه معاملات به اندازه کافی کم باشد و بهره وری و نرخ جبران آن به اندازه کافی بالا باشد ، ما اظهار داریم که مصرف کنندگان منطقی بدون توجه به اینکه پانل های موجود 30 سال کامل زندگی کرده اند ، سوئیچ را ایجاد می کنند.

به عنوان نمونه ، یک مصرف کننده فرضی را در نظر بگیرید (او را "خانم براون" بنامید) که در کالیفرنیا زندگی می کند که در سال 2011 پانل های خورشیدی را روی خانه خود نصب کرده است. از نظر تئوری ، او می تواند 30 سال ، یعنی تا سال 2041 را در محل نگه دارد. زمان نصب ، کل هزینه 40800 دلار بود که 30 ٪ آن به لطف اعتبار مالیات سرمایه گذاری خورشیدی کسر مالیات بود. در سال 2011 ، خانم براون می تواند انتظار داشته باشد 12000 کیلووات انرژی را از طریق پانل های خورشیدی خود یا تقریباً 2100 دلار برق تولید کند. در هر سال بعد ، بازده پانل وی به دلیل تخریب ماژول تقریباً یک درصد کاهش می یابد.

حال تصور کنید که در سال 2026 ، در نیمی از چرخه زندگی تجهیزات خود ، خانم براون دوباره به گزینه های خورشیدی خود نگاه می کند. او شنیده است که آخرین نسل پانل ها ارزان تر و کارآمدتر هستند - و وقتی کارهای خانه خود را انجام می دهد ، می فهمد که این بسیار مورد است. با استفاده از پیش بینی های فعلی ، خانم براون از سال 2026 متوجه می شود که هزینه های مرتبط با خرید و نصب پانل های خورشیدی 70 درصد از جایی که در سال 2011 بوده اند کاهش یافته است. علاوه بر این ، پانل های نسل جدید 2،800 دلار در درآمد سالانه به دست می آورند. بیشتر از تنظیم موجود او در زمان جدید بودن. همه گفتند ، ارتقاء پانل های او اکنون به جای انتظار 15 سال دیگر ، ارزش خالص فعلی (NPV) دکل خورشیدی وی را بیش از 3000 دلار در سال 2011 افزایش می دهد. اگر خانم براون یک بازیگر منطقی باشد ، او جایگزین زودرس خواهد شد. و اگر او به خصوص در مورد پول در پول زیرک بود ، حتی زودتر به این تصمیم می رسید - محاسبات ما برای سناریوی خانم براون نشان می دهد NPV جایگزین غلبه بر نگه داشتن پانل از سال 2021 است.

نمودارهای HBR بیشتری را در داده ها و تصاویر مشاهده کنید

اگر تعویض های اولیه همانطور که توسط مدل آماری ما پیش بینی شده است ، اتفاق بیفتد ، آنها می توانند فقط در چهار سال 50 برابر زباله بیشتر از آنچه که ایرنا پیش بینی می کند تولید کند. این رقم بر اساس تخمین 90 تن در هر نسبت وزن به قدرت ، به حدود 315،000 تن زباله ترجمه می شود.

این آمار ممکن است عدالت کامل را با بحران انجام ندهد ، زیرا تجزیه و تحلیل ما محدود به تاسیسات مسکونی است. با اضافه شدن پانل های تجاری و صنعتی به تصویر ، مقیاس تعویض ها می تواند بسیار بزرگتر باشد.

هزینه بالای زباله های خورشیدی

ظرفیت دایره ای فعلی صنعت برای هجوم زباله هایی که احتمالاً به وجود می آیند ، آماده نیست. انگیزه مالی برای سرمایه گذاری در بازیافت هرگز در خورشیدی بسیار قوی نبوده است. در حالی که پانل ها حاوی مقادیر کمی از مواد با ارزش مانند نقره هستند ، اما بیشتر آنها از شیشه ساخته شده اند ، یک ماده با ارزش بسیار پایین. طول عمر طولانی پانل های خورشیدی نیز برای عدم انطباق نوآوری در این زمینه است.

در نتیجه، رونق تولید خورشیدی زیرساخت های بازیافت آن را در گرد و غبار رها کرده است. برای نشان دادن برخی نشانه ها، First Solar تنها تولید کننده پنل در ایالات متحده است که ما او را با یک ابتکار بازیافت در حال اجرا می شناسیم، که تنها برای محصولات خود این شرکت با ظرفیت جهانی دو میلیون پنل در سال اعمال می شود. با ظرفیت فعلی، بازیافت یک پانل حدود 20 تا 30 دلار هزینه دارد. ارسال همان پانل به محل دفن زباله تنها 1 تا 2 دلار هزینه دارد.

با این حال، هزینه مستقیم بازیافت تنها بخشی از بار پایان عمر است. پانل ها قطعات ظریف و حجیمی از تجهیزات هستند که معمولاً روی پشت بام ها در بافت مسکونی نصب می شوند. برای جدا کردن و بیرون آوردن آنها به کار تخصصی نیاز است تا مبادا قبل از سوار شدن به کامیون به قطعات خرد شوند. به‌علاوه، برخی از دولت‌ها ممکن است پنل‌های خورشیدی را به دلیل وجود مقادیر کمی از فلزات سنگین (کادمیم، سرب و غیره) به عنوان زباله‌های خطرناک طبقه‌بندی کنند. این طبقه بندی مجموعه ای از محدودیت های گران قیمت را به همراه دارد - زباله های خطرناک را فقط می توان در زمان های تعیین شده و از طریق مسیرهای انتخابی و غیره حمل کرد.

مجموع این هزینه های پیش بینی نشده می تواند رقابت پذیری صنعت را از بین ببرد. اگر تاسیسات آتی را بر اساس منحنی رشد لجستیک با سقف 700 گیگاوات تا سال 2050 (سقف تخمینی NREL برای بازار مسکونی ایالات متحده) در کنار منحنی جایگزینی اولیه ترسیم کنیم، شاهد خواهیم بود که حجم زباله ها تا سال 2031 از تاسیسات جدید فراتر می رود. تا سال 2035، پانل های دور ریخته شده 2. 56 برابر بیشتر از واحدهای جدید فروخته شده خواهد بود. این به نوبه خود، LCOE (هزینه همسطح انرژی، معیاری از هزینه کلی یک دارایی تولیدکننده انرژی در طول عمر آن) را به چهار برابر پیش‌بینی فعلی می‌رساند. اقتصاد خورشیدی - که از نقطه نظر سال 2021 بسیار روشن به نظر می رسد - به سرعت تاریک می شود زیرا این صنعت زیر بار زباله های خود فرو می رود.

چه کسی صورت حساب را پرداخت می کند؟

تقریباً به طور قطع تصمیم گیری در مورد هزینه های پاکسازی به عهده رگولاتورها خواهد بود. از آنجایی که ضایعات ناشی از موج اول جایگزینی های اولیه در چند سال آینده انباشته می شود، دولت ایالات متحده - با شروع از ایالت ها، اما مطمئناً به سطح فدرال افزایش می یابد - قوانین بازیافت پنل های خورشیدی را معرفی خواهد کرد. قابل تصور است که مقررات آتی در ایالات متحده از مدل دستورالعمل WEEE اتحادیه اروپا پیروی خواهد کرد، یک چارچوب قانونی برای بازیافت و دفع زباله های الکترونیکی در سراسر کشورهای عضو اتحادیه اروپا. ایالت های ایالات متحده که قوانین بازیافت وسایل الکترونیکی را وضع کرده اند، بیشتر به مدل WEEE پایبند بوده اند.(دستورالعمل در سال 2014 اصلاح شد تا پانل های خورشیدی را نیز در بر گیرد.) در اتحادیه اروپا، مسئولیت بازیافت زباله های گذشته (تاریخی) بر اساس سهم بازار فعلی به تولیدکنندگان تقسیم شده است.

اولین قدم برای جلوگیری از فاجعه ممکن است این باشد که تولیدکنندگان پنل های خورشیدی به جای اینکه منتظر بمانند تا پانل های خورشیدی شروع به مسدود کردن محل های دفن زباله کنند، فوراً لابی برای قوانین مشابه در ایالات متحده را آغاز کنند. در تجربه ما در تهیه پیش نویس و اجرای بازنگری دستورالعمل اصلی WEEE در اواخر دهه 2000، متوجه شدیم که یکی از بزرگترین چالش ها در آن سال های اولیه، واگذاری مسئولیت مقدار زیادی زباله انباشته شده توسط شرکت هایی بود که دیگر در تجارت الکترونیک نیستند (بنابراین-به نام زباله یتیم).

در مورد انرژی خورشیدی، با قوانین جدید خارج از پکن که یارانه تولیدکنندگان پنل های خورشیدی را کاهش می دهد و در عین حال مناقصه رقابتی اجباری برای پروژه های خورشیدی جدید را افزایش می دهد، مشکل حتی سخت تر می شود. در صنعتی تحت سلطه بازیگران چینی، این عامل عدم اطمینان را افزایش می دهد. با کاهش حمایت دولت مرکزی، ممکن است برخی از تولیدکنندگان چینی از بازار خارج شوند. یکی از دلایلی که برای تصویب قوانین در حال حاضر و نه بعداً انجام می شود، اطمینان از این است که مسئولیت بازیافت اولین موج قریب الوقوع زباله به طور عادلانه بین سازندگان تجهیزات مربوطه تقسیم می شود. اگر قانون گذاری خیلی دیر انجام شود، بازیگران باقی مانده ممکن است مجبور شوند با آشفتگی گران قیمتی که تولیدکنندگان چینی قبلی پشت سر گذاشته بودند، کنار بیایند.