เมื่อเร็วๆ นี้ การลงทุนระบบพลังงานหมุนเวียนโดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์กลายเป็นเทรนด์ทั่วโลก และมีต้นทุนถูกลงโดยสามารถแข่งขันกับระบบการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิลได้แล้ว อย่างไรก็ดี ยังมีประเด็นกังวลที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์และการจัดการแผงโซลาร์เซลล์เมื่อหมดอายุการใช้งาน บทความนี้จะสำรวจมิติว่าด้วยความยั่งยืนดังกล่าว

การติดตั้งโซลาร์เซลล์ในเมือง Larissa ประเทศกรีซ โดยติดตั้งบนหลังคาของโรงเรียนในเมือง ไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นจะใช้สำหรับการเรียนการสอน ทั้งนี้กรีซเองยังเป็นประเทศที่มีการใช้ระบบ Net Metering อีกด้วย

อายุของแผงโซลาร์เซลล์

แผงโซลาร์เซลล์ใช้งานได้นานเพียงใด? เป็นคำถามที่หลายคนมีอยู่ในใจ จากการศึกษาพบว่า  อายุของแผงโซลาร์เซลล์(life expectancy of solar panels) อยู่ในราว 30 ปี ก่อนถูกปลดระวาง

ตลอดช่วงอายุการใช้งาน ศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์อาจลดลงราวร้อยละ 20 ในช่วง 10-12 ปีแรก ประสิทธิภาพจะลดลงสูงสุดประมาณร้อยละ 10 และร้อยละ 20 เมื่อใช้งานไป 25 ปี ตัวเลขนี้ได้รับการยืนยันจากผู้ผลิตส่วนใหญ่

แต่จากประสบการณ์จริงพบว่า ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์จะลดลงเพียงร้อยละ 6-8 เมื่อใช้งานไป 25 ปี ช่วงชีวิตการใช้งานของแผงโซลาร์เซลล์จึงอาจนานกว่าที่มีการประมาณอย่างเป็นทางการ หากเป็นแผงโซลาร์เซลล์ที่มีคุณภาพสูง การใช้งานอาจมากกว่า 30-40 ปี และยังคงสามารถทำงานได้หลังจากนั้นแม้ว่าประสิทธิภาพจะลดลงก็ตาม

โรงงานผลิตแผงโซลาร์เซลล์ชนิด photo-voltaic (PV) ในจีน โดยบริษัท Himin Group

แผงโซลาร์เซลล์เมื่อหมดอายุการใช้งาน

ในเชิงกฏหมาย แผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุการใช้งานถูกจำแนกให้เป็น “กากของเสีย” ในกรณีของสหภาพยุโรป แผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุการใช้งานเป็น “ขยะอิเล็กทรอนิกส์(e-waste)” ภายใต้ กฎหมายการจัดการซากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้า(Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) Directive) เพิ่มเติมจากกรอบข้อบังคับอื่นๆ ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์จะต้องทำตามข้อกำหนดเฉพาะในกฎหมายและมาตรฐานการรีไซเคิลเพื่อทำให้เกิดความมั่นใจว่าแผงโซลาร์เซลล์จะไม่กลายเป็นภาระต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อหมดอายุการใช้งานและด้วยเหตุนี้เองที่เทคโนโลยีรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์จึงเกิดขึ้นมา

ส่วนในประเทศไทย หาก(ร่าง)พระราชบัญญัติการจัดการซากผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์และซากผลิตภัณฑ์อื่นซึ่งเป็นฉบับที่คณะรัฐมนตรีเห็นชอบในหลักการเมื่อวันที่ 19 พฤษภาคม 2558 ถูกนำมาใช้ ก็จะสามารถเป็นกรอบทางกฎหมายในการจัดวางการจัดการแผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุการใช้งานให้มีความยั่งยืนทางสังคมและสิ่งแวดล้อมได้

โรงงานรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์ Solarworld AG ในเมืองไฟบวร์ก พนักงานกำลังคัดแยกแผ่นโซลาร์เซลล์เพื่อนำไปรีไซเคิล

กระบวนการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์

แผงโซลาร์เซลล์แต่ละชนิดทั้งชนิดซิลิกอน (silicon based) และชนิดฟิล์มบาง (thin-film based) มีแนวทางการรีไซเคิลที่แตกต่างกัน ผลการวิจัยการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์นำเสนอออกมาในเชิงเทคโนโลยีแบบต่างๆ เทคโนโลยีบางแบบสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการรีไซเคิลได้ถึงร้อยละ 96 และมุ่งที่จะทำให้เกิดประสิทธิภาพมากขึ้นในอนาคต

แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์ชนิดฟิลม์บาง(Thin Film) อาจมีส่วนประกอบของโลหะหนักอยู่บ้าง เช่น แคดเมียมหรือเทลลูไรด์ ข้อมูลจากงานวิจัยจำนวนมากยังไม่พบหลักฐานที่ชี้ว่ามีสารพิษรั่วไหล จากแผงโซลาร์เซลล์ประเภทนี้

การผลิตแผงโซลาร์เซลล์มีขั้นตอนและกระบวนการการผลิตที่ต้องมีความรับผิดชอบ เนื่องจากมีการใช้สารเคมีอันตราย เช่น กรดไฮโดรคลอริก กรดไนตริก และไฮโดรเจนฟลูออไรด์ เพื่อทำความสะอาดแผ่นซิลิกอน (คล้ายกับที่ใช้ในอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำ) เป็นต้น หรือ โลหะหนักที่เป็นพิษ เช่น แคดเมียม เป็นต้น มีทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าสำหรับวัตถุดิบอื่นๆในกระบวนการผลิตแล้ว

ทั้งนี้ ผู้ผลิตจะต้องคำนึงถึงการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์และการจัดการแผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุการใช้งานอย่างปลอดภัยและเป็นระบบ เพื่อมิให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

กระบวนการรีไซเคิลต้องการเวลาในการดำเนินงานที่ครอบคลุมและต้องมีการวิจัยต่อไปเพื่อให้ บรรลุศักยภาพอย่างเต็มที่ในการนำเอาชิ้นส่วนทุกชิ้นของแผงโซลาร์เซลล์มารีไซเคิล มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่หน่วยการออกแบบและหน่วยการรีไซเคิลจะต้องประสานงานกันอย่างใกล้ ชิดโดยคำนึงถึงการออกแบบชิงนิเวศ(e-co design)

โรงงานรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์ Solarworld AG ในเมืองไฟบวร์ก พนักงานกำลังคัดแยกแผ่นโซลาร์เซลล์เพื่อนำไปรีไซเคิล

การจัดการแผงโซลาร์เซลล์เมื่อหมดอายุการใช้งาน

แผ่นกระจกบนแผงโซลาร์เซลล์ร้อยละ 90 และสารกึ่งตัวนำ(ซึ่งมีส่วนประกอบของแร่หายาก) ถึงร้อยละ 95 สามารถนำมารีไซเคิลได้ การคาดการณ์ระบุ แผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุการใช้งานเพิ่มปริมาณอย่างรวดเร็ว ทำให้ในยุโรปเริ่มมีกระบวนการรีไซเคิลเพื่อจัดการกับแผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุการใช้งานด้วยความรับผิดชอบและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม

บริษัทที่ผลิตแผ่นฟิล์มอย่างเฟิร์สโซลาร์ (First Solar) เสนอโครงการรีไซเคิลขนาดใหญ่ที่จะเก็บแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้งานแล้วถึงร้อยละ 85 และนำเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลให้ได้มากกว่าร้อยละ 80 ของทั้งหมด โดยผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่ในสหภาพยุโรปได้เสนอให้มีการรีไซเคิลได้โดยสมัครใจ

แผนที่ Interactive Map ตรวจสอบการเกิดซากแผงโซลาร์เซลล์ทั่วโลก

ในฝรั่งเศส กลุ่มอุตสาหกรรมการจัดการน้ำและของเสีย Veolia ก่อตั้งโรงงานรีไซเคิลแผงโซลาร์แห่งแรกในยุโรป ทั้งนี้โรงงานยังมีเป้าหมายที่จะรับแผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุแล้วมาจัดการอีกมากกว่าหลายพันตัน ส่วนกลุ่มความร่วมมือกันของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ในสหรัฐอเมริกา (Solar Energy Industries Association: SEIA) กำลังร่วมมือกันกับทางยุโรปเพื่อพัฒนาโครงการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์เหล่านี้ในสหรัฐอเมริกา

ข้ามมาที่ฝั่งเอเชีย เรียกได้ว่าญี่ปุ่นเป็นประเทศที่มีการใช้พลังงานหมุนเวียนมากที่สุดในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก ก็กำลังวางแผนรับมือจัดการกับแผงโซลาร์เซลล์หลายตันที่จะหมดอายุการใช้งานในอนาคต กว่า 10,000 ตันในอนาคต กระทรวงสิ่งแวดล้อมได้ทำการวิจัยและเผยแพร่แนวทางการจัดการแผงโซลาร์เซลล์เมื่อปี พ.ศ.2559 ทั้งนี้บริษัทผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ อย่าง เอ็น พี ซี ก็ตัดสินใจสร้างโรงงานรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์ขึ้นมาควบคู่กันอีกด้วย นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีใหม่ๆจากโตชิบา ในการแยกสารกึ่งตัวนำออกจากแผ่นกระจก ทำให้รีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์ได้ถึง 30,000 แผงต่อเดือน