تقدر أعدادها بالملايين سنوياً.. الدول المتطورة تبحث عن مشترين لأكوام من الألواح الشمسية المستعملة بأرخص الأسعار

تشير التوقعات إلى أن نفايات الألواح الشمسية المتراكمة في جميع أنحاء العالم ستصل إلى نحو 78 مليون طن بحلول عام 2050، وفق ما اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

وتمثل تلك النفايات ومكوناتها المصنوعة من مواد مختلفة مشكلة قائمة على الصعيدين البيئي والاقتصادي.

ويشير المحللون إلى أن العمر الافتراضي لألواح الطاقة الشمسية يتراوح بين 25 و30 عامًا بغضّ النظر عن التوقف المبكر عن التشغيل والاستبدال المتكرر والظروف الجوية المتقلبة والتقادم السريع.

وتعوض ألواح الطاقة الشمسية نحو 50 غرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط/ساعة من الكهرباء المنتجة.

وتشير التوقعات إلى أن الطاقة المتجددة ستتجاوز الوقود الأحفوري من حيث الحجم بحلول عام 2026، وفقًا لموقع غرين بيلدينغ إلمنتس (greenbuildingelements).

وتتعارض أحجام نفايات الألواح الشمسية التي تلوح في الأفق مع الاقتصاد الدائري وتشكل تهديدًا لأهداف الاستدامة العالمية، ولذلك أصبحت تلك النفايات تمثل أزمة بيئية، في السنوات الأخيرة من منظور التغير المناخي.

لمحة عن نفايات الألواح الشمسية

تُصنَع خلايا ألواح الطاقة الشمسية من مواد مثل السيلينيوم والكادميوم والتيلوريوم ومعادن ثانوية أخرى، التي تُعَد منتجات ثانوية لمعالجة المعادن الأكثر شيوعًا مثل الزنك والنحاس والنيكل، وتتصف بعض هذه المنتجات بأنها مواد مسرطِنة أو سامة.

وتنتج خلايا ثاني أكسيد السيليكون المحمية بصفيحة من زجاج ألواح الطاقة الشمسية الكهرباء عند تعرضها لأشعة الشمس، ويدخل البورون والفوسفور والغاليوم غالبًا في تصنيع هذه الخلايا، وقد تستخدم الشركات المصنِّعة معادن أخرى.

علاوة على ذلك، تبرز مخاوف بشأن كمية الرصاص المستخدمة في لحام ألواح الطاقة الشمسية، التي يمكن أن تصل إلى 14 غرامًا لكل لوح.

ونظرًا للأعداد الكبيرة من ألواح الطاقة الشمسية في الأسواق، تتحول كميات الرصاص المستخدمة في لحام الألواح إلى منشآت معالجة النفايات المثقلة بالأعباء.

وغالبًا ما تؤول نفايات الألواح الشمسية إلى المكبات أو أماكن الحرق أو مياه المحيطات؛ ما يؤدي إلى أضرار بيئية كبيرة.

وتشتمل تركيبة لوح الطاقة الشمسية الألومنيوم والزجاج والبلاستيك ومجموعة متنوعة من المعادن، بما في ذلك الكادميوم والكروم والرصاص والسيلينيوم والفضة، حسب تقرير اطلعت عليه منصة “الطاقة” المتخصصة.

وتُترك هذه المكونات دون معالجة وإعادة تدوير، ويمكن أن تلوث التربة وتتسرب إلى أنظمة المياه الجوفية.

سياسة نفايات الألواح الشمسية يتطلب الحديث المتجرد عن نفايات الألواح الشمسية الإلمام بطبيعة الألواح الشمسية ومن ثم معرفة دور الطاقة الشمسية، أحد مصادر الطاقة المتجددة، في معالجة التغير المناخي.

وتتفاوت وجهات نظر الساسة ومجموعات البيئة وخبراء الاقتصاد بشأن تقييم نفايات الطاقة الشمسية على أنها مشكلة.

نفايات الطاقة المتجددة

من المحتمل أن تترك طاقة الرياح أكبر كمية من النفايات عندما يتعلق الأمر بوضع نفايات الطاقة المتجددة، وفقًا لموقع غرين بيلدينغ إلمنتس.

من حيث الحجم، يعادل طول بعض توربينات الرياح طول ملعب كرة قدم، ويمكن أن تكون توربينة الرياح، في أعرض نقاطها، أطول من أي شخص، وتتعرض توربينات الرياح للكسر؛ لأنها مصنوعة من مواد قاسية وقابلة للاشتعال.

علاوة على ذلك، تهب الرياح بشدة، أحيانًا، وتكسر الدعامة، وعندما تنكسر التوربينة، يجب تفكيكها ثم شحنها ليُتَخلص منها.

ويعني الجهد المبذول في تفكيك توربينة الرياح وشحنها، أن قلة من الناس تكلف نفسها عناء التفكير في إعادة التدوير، ويمثل هذا الأمر مشكلة للشركات الكبيرة بالتحديد، وليس للأشخاص العاديين.

في المقابل، تُعَد الطاقة الكهرومائية مثالية من حيث النفايات؛ حيث لا تنتج أي نفايات وتستمر طوال مدة وجود مصدر المياه، لكن الطاقة الكهرومائية تعتمد بشكل كبير على الموقع، وفي بعض الحالات تعاني نفاد مصادر المياه.

وتعاني الطاقة الحرارية الأرضية المشكلة نفسها المتمثلة في اعتمادها على الموقع، في حين أنها تنتج أطنانًا من النفايات الصلبة.

بالنسبة للطاقة النووية، يقول المؤيدون إنها نظيفة، وعلى الرغم من أنها كذلك من الناحية التقنية؛ فإن النفايات المشعة وخطر الانهيار يمثل مشكلة حقيقة.

وفيما يتعلق بالكتلة الحيوية؛ فإنها تتسبب في تدهور التربة والأضرار البيئية الناجمة عن الجريان السطحي المفرط بسبب المحاصيل الرئيسة المسؤولة عن ذلك.

بالعودة إلى الطاقة الشمسية ومنتجاتها الثانوية، تمثل الألواح والبطاريات المطلوبة للحفاظ على توليد الكهرباء عند غروب الشمس وضرورة توفير الكهرباء الاحتياطية مخاوف كبيرة مع الطاقة الشمسية.

معالجة نفايات الألواح الشمسية

كسائر الأجهزة الإلكترونية تفقد الألواح الشمسية كفاءتها مع تقدم العمر التشغيلي؛ إذ لا يمكن لتلك الألواح التعرض لأشعة الشمس إلى ما لا نهاية.

وتشير زيادة إنتاج ألواح الطاقة الشمسية، الآن، إلى أنه في غضون 25 إلى 30 عامًا، سنشهد زيادة في نفايات الألواح الشمسية.

ويهتم بعض المحللين بتقييم وجدوى الخدمات اللوجستية لإدارة نفايات الألواح الشمسية، ويرون ألا تذهب الألواح الشمسية مباشرة إلى مدافن النفايات، وإنما إيجاد البنية التحتية لإعادة تدوير الألواح الشمسية؛ حسب بيانات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وتمثل إعادة تدوير الألواح الشمسية فكرة جيدة اقتصاديًا وفكرة جيدة بيئيًا، وتتلخص المهمة الإضافية المطلوبة لإعادة تدوير الألواح الشمسية القديمة في خلق فرص عمل في البنية التحتية اللازمة لتشغيل هذه الألواح.

من جهة ثانية، يعد استرداد المواد الخام من الألواح الموجودة أنظف وأرخص من استخراجها من الأرض.

وهنا تبرز أهمية إنشاء ممرات الشحن الجديدة مخصصة لإعادة تدوير نفايات الطاقة المتجددة. ويمكن لممرات الشحن هذه، التي تخلق فرص عمل في حد ذاتها، أن تنقل مراكز إعادة التدوير إلى المناطق التي تعاني الركود الاقتصادي؛ ما يؤدي إلى وظائف جديدة في تلك الأماكن.

وبالتزامن مع تطور إنتاج الألواح الشمسية، تتطور المواد المستخدمة في صنع تلك الألواح الشمسية. ويشير تعطيل الألواح الشمسية القديمة وإعادة تدوير الألواح التي لا تزال مستخدمة من أجل صنع ألواح جديدة إلى إمكانية استخدام المواد المهمة في منتجات جديدة.

جدير بالذكر أن الطاقة الشمسية ليست سوى جزء ضئيل من إنتاج الكهرباء بشكل عام، وهي تنمو بسرعة فائقة، وتُعَد معالجة نفايات الألواح الشمسية إحدى طرق الطاقة النظيفة القليلة التي يمكن أن ينفذها المستهلكون وأصحاب المنازل العاديون.

اقرأ أيضًا: مستقبل الطاقة الشمسية.. نفايات أكثر وتكلفة أعلى من التوقعات

ازداد الجدل المُثار في الآونة الأخيرة حول مدى فاعلية مصادر الطاقة المتجددة المختلفة وجدواها -خاصةً الطاقة الشمسية- في ظل السباق نحو الحياد الكربوني وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

وتطرق الكاتب الصحفي الأميركي، مايكل شلينبرغر -مجددًا- إلى الأزمة التي تطرحها الطاقة الشمسية؛ إذ ستتسبب الألواح الشمسية في نفايات أكثر بـ50 مرة، وستتكلف 4 مرات أكثر مما كان متوقعًا.

فقد وجدت دراسة جديدة لاقتصاديات الطاقة الشمسية، أن النفايات الناتجة عن الألواح ستجعل الكهرباء المنتجة أغلى بمقدار 4 أضعاف مما كان يعتقده محللو الطاقة الرائدون في العالم.

تأثير النفايات

أوضح مؤلفو الدراسة -التي نُشرت في مجلة هارفارد بزنس ريفيو الأميركية- أن “اقتصاديات الطاقة الشمسية سوف تزداد قتامة بسرعة مع غرق الصناعة تحت وطأة نفاياتها”.

وعن زيادة عدد الألواح الشمسية في العالم إلى 4 أضعاف خلال العقد المقبل، شدد المؤلفون على أن هذا الأمر “لا يأخذ في الاعتبار التأثير الإضافي للوائح والحوافز الجديدة المحتملة التي أطلقتها إدارة بايدن الصديقة للبيئة”.

وأكدوا أن حجم نفايات الألواح الشمسية سيدمر اقتصاديات الطاقة الشمسية حتى مع الإعانات.

وقالوا: “بحلول عام 2035، ستفوق الألواح المهملة الوحدات الجديدة المباعة بمقدار 2.56 مرة.. وهذا بدوره سيقذف التكلفة المستوية للطاقة إلى 4 أضعاف التقديرات الحالية”.

استبدال مبكر

أشار شلينبرغر -في مقال بعنوان “لماذا كل ما قالوه عن الطاقة الشمسية كان خاطئًا” نُشر على مدونته أمس الثلاثاء- إلى أن صناعة الطاقة الشمسية -حتى وكالات الطاقة التي يُفترض أنها محايدة- قللت بشكل كبير من حجم النفايات التي ستنتجها الألواح الشمسية.

ونظر المؤلفون إلى الاقتصاد من وجهة نظر العميل والاتجاهات السابقة، وحسبوا أن العملاء سيستبدلون الألواح في وقت أقرب بكثير من كل 30 عامًا، كما تفترض الصناعة.

وكتبوا: “إذا حدثت عمليات الاستبدال المبكرة على النحو الذي تنبأ به نموذجنا الإحصائي، فإن الألواح الشمسية يمكن أن تنتج نفايات أكثر بمقدار 50 مرة في 4 سنوات -فقط- توقعتها الوكالة الدولية للطاقة المتجددة”.

وشدد شلينبرغر -المهتم بشؤون الطاقة والبيئة والمناخ- على أن المؤلفين وجدوا أن سعر الألواح، والمبالغ التي يتحملها مالكو الألواح الشمسية من قبل شركة الكهرباء المحلية، وكفاءة ضوء الشمس للكهرباء، جميعها تحدد مدى سرعة استبدال الناس لألواحهم.

وقال المؤلفون: “على الرغم من كونها مقلقة، فإن هذه الإحصائيات قد لا تقدم العدالة الكاملة للأزمة، حيث يقتصر تحليلنا على المنشآت السكنية. مع إضافة الألواح التجارية والصناعية إلى الصورة، يمكن أن يكون حجم عمليات الاستبدال أكبر بكثير”.

إعادة التدوير غير مجدية

فيما يتعلق بإعادة التدوير، لاحظ مؤلفو الدراسة أن الأمر لا يستحق المصاريف.

وأشاروا إلى أنه “بينما تحتوي الألواح على كميات صغيرة من المواد القيمة مثل الفضة، إلا أنها مصنوعة في الغالب من الزجاج، وهي مادة منخفضة القيمة للغاية”.

ونتيجة لذلك، فإن تكلفة إعادة التدوير ستزيد من 10-30 مرة عن تكلفة إرسال الألواح إلى مستودع النفايات.

نفايات مصادر أخرى

أكد المحللون أن الأمر لا يتعلق -فقط- بالطاقة الشمسية؛ فالمشكلة نفسها تلوح في الأفق لتقنيات الطاقة المتجددة الأخرى.

وذكروا -على سبيل المثال- أن الخبراء يتوقعون أن ينتهي الأمر بأكثر من 720 ألف طن من شفرات توربينات الرياح العملاقة في مدافن النفايات في الولايات المتحدة على مدار الأعوام الـ20 المقبلة.

وفقًا للتقديرات السائدة، يتم حاليًا إعادة تدوير 5% -فقط- من بطاريات السيارات الكهربائية، وهو تأخير يتسابق صانعو السيارات على تصحيحه، إذ تستمر أرقام مبيعات السيارات الكهربائية في الارتفاع بنسبة تصل إلى 40% على أساس سنوي.

آثار بيئية أسوأ

شدد شلينبرغر على أن الطبيعة السامة للألواح الشمسية تجعل آثارها البيئية أسوأ من مجرد كمية النفايات، فالألواح الشمسية حساسة وتنكسر بسهولة. وعندما يحدث ذلك، فإنها تصبح خطرة على الفور، وتصنف على هذا النحو بسبب محتوياتها المعدنية الثقيلة.

وبالتالي، تُصنف الألواح الشمسية المستخدمة على أنها نفايات خطرة. ولاحظ المؤلفون أن “هذا التصنيف يحمل في طياته سلسلة من القيود باهظة الثمن؛ لا يمكن نقل النفايات الخطرة إلا في أوقات محددة، وعبر طرق محددة، وغيرها من القيود”.

حلول مطروحة

أوضح شلينبرغر أن التعامل مع المشكلة يتطلب قيام المنظمين الحكوميين بتضييق الخناق على الطاقة الشمسية.

وكتب المؤلفون: “قد تكون الخطوة الأولى لمنع الكارثة لمنتجي الألواح الشمسية البدء في الضغط من أجل تشريع مماثل في الولايات المتحدة على الفور، بدلاً من انتظار أن تتسبب الألواح الشمسية في انسداد مدافن النفايات”.

ومع ذلك، أوضح الصحفي الأميركي أن هذا الأمر غير مرجح؛ لأن مثل هذا التشريع من شأنه أن يزيد بشكل كبير من تكلفة الطاقة الشمسية، كما أن هوامش الربح الضئيلة تعني أن العديد من شركات الطاقة الشمسية من المحتمل أن تفلس.

وعلى هذا النحو، من المرجح أن يقوم دافعو الضرائب بدعم تنظيف نفايات الألواح الشمسية.

وكتب المؤلفون: “ربما تكون الإعانات الحكومية هي الطريقة الوحيدة لتطوير القدرات بسرعة تتناسب مع حجم مشكلة النفايات التي تلوح في الأفق”.

طاقة غير موثوقة

أشار شلينبرغر إلى أن ذلك لا يعني عدم وجود دور على الإطلاق للألواح الشمسية؛ فهي تعمل على تزويد الأقمار الصناعية بالطاقة، ويمكن أن تكون طريقة مهمة لتوليد الكهرباء في المناطق خارج الشبكة.

ومع ذلك، أكد أن الألواح الشمسية لا يمكن أن تكون مصدرًا أساسيًا للطاقة -مثل الطاقة النووية أو الغاز الطبيعي أو الفحم- لأسباب مادية تتعلق بالطبيعة غير الموثوقة لـ”وقودها”، وهو ضوء الشمس.

ويجب أن تؤدي كثافات الطاقة المنخفضة إلى زيادة كثافة المواد والمتطلبات المكانية، وبالتالي ارتفاع التكاليف المادية.

وحتى مع انخفاض تكلفة الألواح الشمسية، فقد ارتفعت تكلفة إنتاج شبكة الكهرباء الموثوقة باستخدام الألواح الشمسية؛ نظرًا لطبيعتها التي تعتمد على الطقس.

وعززت الدراسة الجديدة العيوب المتأصلة في الطاقة الشمسية وغيرها من أشكال الطاقة المتجددة. فقد أدى الاعتماد المفرط على الألواح الشمسية، والتقليل من الحاجة إلى الغاز الطبيعي والطاقة النووية، إلى انقطاع التيار الكهربائي في كاليفورنيا الصيف الماضي.

العمل القسري

شدد شلينبرغر على أن أكبر تهديد تواجهه الطاقة الشمسية اليوم يكمن في أن المواد الخام الرئيسة والألواح نفسها تُصنع من خلال العمل القسري في مقاطعة شينجيانغ في الصين.

فقد كان للدعم الذي قدمته الصين لصانعي الألواح الشمسية غرض يتجاوز إفلاس شركات الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة وأوروبا.

كما أغرت الإعانات صانعي الألواح الشمسية للمشاركة في قمع السكان المسلمين الأويغور، بما في ذلك استخدام التكتيكات التي وصفتها الحكومتان الأميركية والألمانية بـ”الإبادة الجماعية”.

مصداقية آيرينا

إلى جانب الطبيعة الصادمة لنتائج الدراسة نفسها، فإنها تتطرق -أيضًا- إلى نزاهة ومصداقية الوكالة الدولية للطاقة المتجددة “آيرينا”، بحسب ما أكده شلينبرغر.

فهي منظمة حكومية دولية مثل الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، التي يمولها دافعو الضرائب من الدول المتقدمة في أوروبا وأمريكا الشمالية وآسيا، ومن المفترض أنها توفر معلومات موضوعية.

وبدلاً من ذلك، استخدمت افتراضات غير واقعية لإنتاج نتائج أكثر دعمًا للألواح الشمسية. فقد عملت آيرينا بوصفها اتحادًا صناعيًا، وليس اتحادًا يستهدف المصلحة العامة.

ولعقود من الزمان، كان المستهلكون في ألمانيا وكاليفورنيا واليابان والدول الأعضاء الرئيسة الأخرى في آيرينا يستبدلون الألواح الشمسية التي يبلغ عمرها 10-15 عامًا فقط.

ومع ذلك، لم تقم آيرينا حتى بتصميم نماذج لاستبدال الألواح الشمسية في تلك الأطر الزمنية.

المصدر: الطاقة