Rüzgar ve güneş enerjisinin ABD elektrik şebekesi için artan önemi ve elektrikli araçların yükselişi, ülkenin fosil yakıtlara olan bağımlılığını azaltma, karbon emisyonlarını düşürme ve iklim değişikliğini hafifletme konusundaki artan ihtiyacı için kilit önem taşıyor.

Ancak aynı zamanda, milyonlarca fotovoltaik (PV) güneş paneli, rüzgar türbini ve lityum-iyon elektrikli araç bataryası kendi yaşam döngülerinin sonuna geldikçe, bu gelişen yenilenebilir enerji endüstrileri yakında tonlarca atık üretecek.

Ne demişler, bir adamın çöpü başka bir adamın hazinesidir. Tükenmiş temiz enerji bileşenlerinin yığılmasını öngören ve hizmet dışı bırakılan kömür madenleri, petrol kuyuları ve enerji santrallerinden sonra sorumlu bir şekilde temizlik yapmayarak işlenen geçmiş günahlardan proaktif olarak kaçınmak isteyen bir dizi yenilikçi girişim, iklim teknolojisi inovasyonunun temel bileşenlerini geri kazanmak, geri dönüştürmek ve yeniden kullanmak için sürdürülebilir ve kazançlı bir döngüsel ekonomi yaratmaya çalışıyor.

ABD Enerji Enformasyon İdaresi'ne (EIA) göre, rüzgar ve güneş enerjisi geçen yıl şebeke ölçekli elektriğin %13,6'sını üretmek için bir araya geldi ve yenilenebilir enerji ölçeklenmeye devam ettikçe bu rakamlar şüphesiz artacak. Ülke genelinde önde gelen bazı kamu hizmetleri şimdiden bu hızın çok ilerisinde.

Bu arada, tamamen elektrikli araç satışları, 2021'de %3,2 iken 2022'de Amerikalıların satın aldığı toplam 13,8 milyon aracın %5,8'ine yükseldi. Çevre Koruma Ajansı'nın yeni önerdiği egzoz emisyon limitleri ve enerji santrali kuralları ile elektrikli araç satışları 2032 yılına kadar %67'lik bir pazar payına ulaşabilir ve daha fazla kamu kuruluşu enerji üretimine geçişi hızlandırmak zorunda kalabilir.

Solarcycle, geleceğin bu iklim teknolojisi atık sorununu çözmek isteyen şirketlerin en iyi örneklerinden biri. Geçen yıl Oakland, Kaliforniya'da faaliyete geçen şirket, o zamandan beri Odessa, Teksas'ta bir geri dönüşüm tesisi inşa etti ve burada ömrünü tamamlamış güneş panellerinden malzemelerin %95'ini çıkararak tedarik zincirine yeniden kazandırıyor. Geri kazanılan gümüş ve bakırı emtia piyasalarına; cam, silikon ve alüminyumu ise panel üreticilerine ve güneş enerjisi çiftliği işletmecilerine satıyor.

Solarcycle CEO'su Suvi Sharma, bu yıl ABD'deki yeni şebeke ölçekli elektrik üretim kapasitesinin %54'ünün güneş enerjisinden geleceğini belirten bir EIA raporuna atıfta bulunarak, "Güneş enerjisi, enerji üretiminin baskın biçimi haline geliyor" dedi ve ekledi: "Ancak bununla birlikte yeni bir dizi zorluk ve fırsat da beraberinde geliyor. Güneş enerjisini verimli ve uygun maliyetli hale getirme konusunda olağanüstü bir iş çıkardık, ancak bunu döngüsel hale getirme ve ömrünü tamamlamış [panellerle] başa çıkma konusunda henüz hiçbir şey yapmadık."

Güneş panellerini çöplüklerden uzak tutmak

Sharma, bir güneş panelinin ortalama ömrünün yaklaşık 25 ila 30 yıl olduğunu ve ülke genelinde halihazırda 500 milyondan fazla kurulu panel bulunduğunu, bunların bir evin çatısındaki bir düzineden ticari bir güneş enerjisi çiftliğindeki binlere kadar değiştiğini söyledi. Güneş enerjisi kapasitesinin yılda ortalama %21 artmasıyla birlikte, on milyonlarca panel daha yükselecek ve düşecek. Renewable Energy'de yayınlanan 2019 tarihli bir çalışmaya göre, 2030 ile 2060 yılları arasında yaklaşık 9,8 milyon metrik ton güneş paneli atığının birikmesi bekleniyor.

Şu anda ömrünü tamamlamış ya da arızalı güneş panellerinin yaklaşık %90'ı çöplüklerde son buluyor, çünkü bunları çöpe atmak geri dönüştürmekten çok daha ucuza mal oluyor. Sharma, "Önümüzdeki beş ila 10 yıl içinde, geri dönüşümün daha uygun maliyetli hale gelmesi ve düzenli depolama maliyetlerinin artmasıyla bu açığın önemli ölçüde kapanacağını düşünüyoruz" dedi.

Gerçekten de, geri dönüştürülmüş güneş paneli malzemeleri pazarının önümüzdeki birkaç yıl içinde katlanarak büyümesi bekleniyor. Araştırma firması Rystad Energy tarafından hazırlanan bir rapora göre, geçen yıl sadece 170 milyon dolar olan bu pazarın değeri 2030 yılında 2,7 milyar doları aşacak ve 2050 yılına kadar yaklaşık 80 milyar dolara ulaşacak. Enerji Bakanlığı'nın Ulusal Yenilenebilir Laboratuvarı (NREL), mütevazı bir devlet desteği ile geri dönüştürülmüş malzemelerin 2040 yılına kadar ABD'deki güneş enerjisi üretim ihtiyaçlarının %30-%50'sini karşılayabileceğini tespit etti.

Hem İki Partili Altyapı Yasası hem de Enflasyon Azaltma Yasası (IRA), güneş panelleri ve bileşenlerinin yerli üretiminin yanı sıra yeni güneş teknolojilerine yönelik araştırmalar için vergi kredileri ve finansman sağlıyor. Bu hükümler, Uluslararası Enerji Ajansı'nın yakın tarihli bir raporuna göre, Çin'in küresel güneş paneli tedarik zincirinde bugün %80'i aşan hakim konumunu azaltmayı amaçlıyor.

Bu federal fonun alıcılarından biri, ABD'deki en büyük güneş paneli üreticisi olan First Solar. 1999 yılında Tempe, Arizona'da kurulan şirketin Ohio'da üretim tesisleri ve Alabama'da yapım aşamasında olan bir başka tesisi daha bulunuyor. Mevcut silikon veya ince film modüllerinden daha verimli yeni bir konut çatı paneli geliştirmek için 7.3 milyon dolarlık araştırma fonu aldı.

First Solar, ürün müdürü Pat Buehler'den gelen bir e-postaya göre 2005 yılından bu yana şirket içi bir geri dönüşüm programı sürdürüyor. "Döngüselliği operasyonlarımıza entegre etmenin, işi sürdürülebilir bir şekilde ölçeklendirmek için gerekli olduğunu fark ettik" diye yazdı. Ancak emekli panellerden metal ve cam çıkarmak ve hurda üretmek yerine, "geri dönüşüm sürecimiz yeni modüllerde kullanılmak üzere kapalı döngü yarı iletken geri kazanımı sağlıyor" diye ekledi.

Devasa rüzgar türbinleri, kanatların neredeyse tamamı geri dönüştürülebilir

Emekliye ayrılan rüzgâr türbinleri bir başka geri dönüşüm zorluğunun yanı sıra iş fırsatları da sunuyor. ABD rüzgar enerjisi endüstrisi 1980'lerin başında türbin kurmaya başladı ve o zamandan beri istikrarlı bir şekilde büyüyor. Amerikan Temiz Enerji Derneği'nin tahminlerine göre bugün ülke çapında yaklaşık 72.000 adet şebeke ölçekli türbin kurulu - bunların yedisi hariç hepsi karada yerleşik - ve ülkenin elektriğinin %10,2'sini üretiyor.

Sektör son iki yılda tedarik zincirindeki aksaklıklar, enflasyon ve artan maliyetler nedeniyle duraklamış olsa da, türbin üreticileri ve rüzgar çiftliği geliştiricileri, özellikle IRA'daki yeşil enerji projelerine yönelik sübvansiyonlar ve vergi kredileri ve Biden yönetiminin yeni gelişen açık deniz rüzgar sektörünü canlandırma sözü göz önüne alındığında, gidişatın değiştiği konusunda iyimserler.

Bir rüzgar türbininin ömrü yaklaşık 20 yıl ve hizmet dışı bırakılanların çoğu çöp sahalarındaki emekli güneş panellerine katıldı. Bununla birlikte, çelik kuleden kompozit kanatlara kadar bir türbini oluşturan hemen hemen her şey geri dönüştürülebilir, tipik olarak 170 feet uzunluğundadır, ancak en son modeller 350 feet'i aşıyor.

NREL tarafından 2021 yılında yapılan bir araştırmaya göre, ABD'de önümüzdeki beş yıl boyunca her yıl 3.000 ila 9.000 kanat emekliye ayrılacak ve daha sonra bu sayı 2040 yılına kadar 10.000 ila 20.000 arasında artacak. 2050 yılına kadar 235.000 kanat hizmet dışı bırakılacak ve bu da 2,2 milyon metrik tonluk kümülatif bir kütleye veya 60.627 tam yüklü traktör römorkundan daha fazlasına karşılık gelecek.