Что не так с солнечной энергетикой

С установкой каждой новой солнечной панели стремительно растет и число отходов новомодной отрасли
30.06.2021
Люк Ван Вассенхов, Аталай Атасу, Серасу Дюран


Варвара Гранкова

В США уже сейчас устанавливают столько же солнечных панелей, сколько устанавливали до пандемии. Аналитики прогнозируют, что общая мощность установок скоро превысит 19 ГВт, в то время как в конце 2019 г. этот показатель равнялся 13 ГВт. По данным отраслевых исследований, в течение следующих 10 лет общий объем мощности установок может вырасти в 4 раза. Устойчивость отрасли в пандемию обусловлена налоговым вычетом на инвестиции в солнечную энергетику, который покрывает 26% расходов, связанных с солнечной энергией, для всех бытовых и коммерческих потребителей. После 2023 г. налоговая льгота снизится до 10% для коммерческих установщиков и больше не будет действовать для покупателей жилья. Таким образом, в ближайшие месяцы продажи солнечных панелей, вероятно, вырастут еще больше, поскольку покупатели будут гнаться за скидкой, пока она еще есть.

Все это прекрасные новости не только для отрасли, но и для всех, кто осознает необходимость перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии. Однако есть серьезная загвоздка, о которой мало кто упоминает.

Панели, панели, везде панели

Экономические инициативы подгоняются под то, чтобы побуждать клиентов быстрее менять существующие панели на более новые, дешевые и эффективные образцы. В отрасли, где решения в сфере переработки и вторичного использования остаются глубоко неадекватными, огромный объем выброшенных панелей вскоре создаст риск разрушительного масштаба.

По официальным прогнозам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency, или IRENA), «к началу 2030-х гг. ожидается ежегодное накопление большого количества отходов», их объем к 2050 г. может составить 78 млн т. Но поскольку у нас есть столько лет на подготовку, в документе это преподносится как возможность повторного использования ценных материалов на миллиард долларов, а не как страшная угроза. Угроза скрывается в том, что прогнозы IRENA основаны на предположении, что клиенты не будут менять свои панели в течение всего 30-летнего цикла. Они не берут в расчет вероятность повсеместной замены панелей на ранней стадии использования.

В нашем исследовании мы учли этот фактор. Используя данные по США, мы смоделировали инициативы, влияющие на решения потребителей о замене панелей. Мы предположили, что при принятии решения о замене панелей особенно важны три переменные: цена установки, уровень компенсации (т. е. текущая ставка по солнечной энергии, продаваемой в сеть) и модульная эффективность. Если стоимость замены достаточно низка, а эффективность и уровень компенсации достаточно высоки, мы полагаем, что рациональные потребители осуществят замену независимо от того, прослужили ли их текущие панели положенные 30 лет или еще нет.

В качестве примера рассмотрим гипотетического потребителя (назовем ее г-жа Браун), проживающего в Калифорнии и установившего солнечные панели в своем доме в 2011 г. Теоретически она могла бы пользоваться этими панелями 30 лет. На момент установки общая стоимость панелей составила $40 800, 30% которых подлежали налоговому вычету благодаря налоговой льготе для инвестиций в солнечную энергетику. В 2011 г. г-жа Браун могла ожидать, что за год ее установка произведет 12 000 кВт энергии, что эквивалентно объему электроэнергии примерно на $2100. Каждый следующий год эффективность панелей должна прогнозируемо снижаться примерно на 1% из-за деградации модуля.

А теперь представьте, что в 2026 г., на полпути жизненного цикла оборудования, г-жа Браун возвращается к размышлениям о смене солнечной установки. Она слышала, что панели последнего поколения дешевле и эффективнее. Исходя из текущих прогнозов, к 2026 г. г-жа Браун обнаружит, что расходы, связанные с покупкой и установкой солнечных панелей, упали на 70% по сравнению с 2011 г. Более того, панели нового поколения будут приносить $2800 годового дохода, что на $700 больше, чем ее текущая установка в первый год использования. Получается, что если модернизировать панели сейчас, а не через 15 лет, то чистая приведенная стоимость (NPV) солнечной установки вырастет более чем на $3000 по покупательной способности доллара на 2011 г. Если г-жа Браун - рациональный потребитель, она выберет вариант с ранней заменой.

Если панели будут заменяться на ранних стадиях жизненного цикла, то за четыре года объем отходов может оказаться в 50 раз больше, чем прогнозируют в IRENA. Эта цифра соответствует примерно 315 000 метрических тонн отходов исходя из оценки соотношения массы к мощности на уровне 90 т/МВт.

Во что обойдется

солнечный мусор Мощности отрасли по переработке и вторичному использованию ресурсов не предполагают такого наплыва отходов. Объем финансового стимулирования инвестиций в переработку вторичного сырья солнечной энергетики невысок. Несмотря на то что панели содержат небольшое количество таких ценных материалов, как серебро, по большей части они делаются из стекла - очень дешевого материала. Долгий срок службы солнечных панелей также сдерживает инновации в этой области.

В результате инфраструктура утилизации отходов не поспевает за стремительным ростом производства солнечной энергии. Компания First Solar - единственный известный нам производитель панелей в США, который активно занимается переработкой только собственных продуктов компании при глобальной производительности на уровне 2 млн панелей в год. Нынешние мощности позволяют перерабатывать одну панель за $20-30. Отправка той же панели на свалку обойдется всего лишь в $1-2.

Однако прямые затраты на переработку - это только часть проблемы. Панели - хрупкое и при этом громоздкое оборудование, которое обычно устанавливается на крышах жилых домов. Чтобы аккуратно их снять, требуются специально обученные мастера. К тому же некоторые страны могут посчитать солнечные панели опасными отходами из-за небольшого количества содержащихся в них тяжелых металлов (кадмия, свинца и т. д.). Такая классификация влечет за собой ряд дорогостоящих ограничений: опасные отходы можно перевозить только в определенное время по специальным маршрутам.

Совокупность непредвиденных затрат может подорвать конкурентоспособность отрасли. По нашим подсчетам, к 2035 г. число списанных панелей превысит число проданных единиц товара в 2,5 раза. В свою очередь, это приведет к тому, что нормированная стоимость электроэнергии вырастет в 4 раза по сравнению с текущим прогнозом. Экономика солнечной энергии, столь яркая в 2021 г., быстро потемнеет, поскольку отрасль просто утонет в собственном мусоре.

Кому придется

платить по счетам? Скорее всего, решать, кто понесет расходы по утилизации мусора, будет государство. Например, в ЕС принята директива об отработавшем электрическом и электронном оборудовании (WEEE), которая служит правовой основой для переработки и утилизации электронных отходов в странах - членах ЕС. Ответственность за переработку этого мусора, согласно директиве, распределена между производителями исходя из занимаемой ими доли рынка.

Однако в первую очередь нужно нарастить мощности по переработке солнечных панелей и вписать их в комплексную инфраструктуру переработки отходов. Компаниям может не хватить времени на то, чтобы справиться с этой задачей в одиночку. Государственные субсидии, вероятно, единственный способ быстрого развития мощностей переработки, соизмеримых с масштабами надвигающейся проблемы. Корпоративные лоббисты могут привести убедительные доводы в пользу правительственного вмешательства, заявив, что отходы - это негативный внешний эффект быстрых инноваций. Стоимость создания инфраструктуры для переработки солнечных панелей является неотъемлемой частью пакета научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, сопровождающих развитие экологически чистой энергетики.

Это касается не только солнечной энергии

Та же проблема нависла и над другими технологическими областями, связанными с использованием возобновляемых источников энергии. Например, эксперты ожидают, что, если не произойдет значительного прироста мощностей по переработке, в течение следующих 20 лет на свалках США окажется 720 000 т гигантских лопастей ветряных турбин. Согласно большинству оценок, в настоящее время также перерабатывается всего лишь 5% аккумуляторов электромобилей.

Ничто из вышеизложенного не ставит под сомнение необходимость использования в будущем возобновляемых источников энергии. Наука бескомпромиссна: если мы станем продолжать полагаться на ископаемое топливо, будущим поколениям достанется сильно травмированная, если не умирающая, планета. Но в действительности эта благородная цель отнюдь не облегчает нам переход на возобновляемые источники энергии. Из всех секторов отрасль экологически чистых технологий меньше других может позволить себе недальновидно относиться к создаваемым ею отходам. Необходимо разработать стратегию вхождения в циркулярную экономику замкнутого цикла - и чем раньше, тем лучше.

Источник: Ведомости

Читайте другие наши материалы