Quản lý và tái chế tấm pin mặt trời khi hết hạn sử dụng

Trong cấu tạo của tấm pin mặt trời, ngoài khung nhôm và hộp đấu nối, tấm pin mặt trời thường có 5 lớp. Trong số 5 lớp này chỉ có lớp tế bào quang điện (solar cell), dầy khoảng 0,2mm, là có thể chứa những chất có thể gây ra ô nhiễm môi trường còn những lớp khác là những vật liệu thông thường sử dụng hàng ngày, không chứa chất độc hại.

Trong một tấm pin năng lượng mặt trời, tấm kính cường lực thường nặng nhất, khoảng 65%; sau đó tới khung khoảng 20%, tế bào quang điện khoảng 6%-8%, cuối cùng là các thành phần còn lại.

Hiện nay trên thế giới sử dụng 2 nhóm tế bào quang điện: Loại tế bào quang điện silic (silicon based solarcell) và tế bào quang điện loại màng mỏng (thin film based solar cell). Loại tế bào quang điện silic gồm có 2 nhánh: loại silic đơn tinh thể (monocristalline gọi tắt là mono và loại silic đa tinh thể (polycrystalline gọi tắt là poly). Hình dưới đây thể hiện hình dáng bề ngoài của 3 loại tấm pin mặt trời đơn tinh thể (monocristalline), đa tinh thể (polycrystalline) và màng mỏng (thin film).

Tế bào quang điện silic hầu như không chứa chất độc hại. Tế bào quang điện loại màng mỏng thường sử dụng một số kim loại nặng và độc như cadmium, selenium, telurium, indium,…

Tấm pin mặt trời có chứa chất độc hại nhưng việc có rò rỉ ra môi trường hay không và rò rỉ bao nhiêu cũng như là nồng độ là bao niêu là câu hỏi cần giải đáp. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (International Energy Agency, IEA) các thí nghiệm thực hiện xác định mức độ rò rỉ các chất từ pin mặt trời ở các nước Mỹ, Đức và Nhật.

Đối với nhóm silic, phần lớn là kính (76%), sau đó đến nhựa (khoảng 10%), nhôm (8%), nhôm (5%) và khoảng 1% là các kim loại khác. Đối với loại màng mỏng thành phần chủ yếu là kính (89%), sao đó đến nhựa (4%), nhôm (6%) và các kim loại khác khoảng 1%.

Về công nghệ tái chế, loại silic được tháo ra, 95% phần kính và 100% kim loại được tái sử dụng. Phần còn lại được xử lý nhiệt và qua một quá trình xử lý, khoảng 80% module và 85% silicon được tái sử dụng.

Đối với loại màng mỏng, tấm pin được cắt ra. Sau một loạt quá trình xử lý, khoảng 95% chất bán dẫn và 90% kính được tái sử dụng.

Năm 2019, công suất điện mặt trời của Việt Nam vào khoảng 6,74GW. Theo Bản dự thảo Quy hoạch Điện VIII, đến năm 2030, công suất điện mặt trời khoảng 18,89GW và năm 2045 dự kiến khoảng 53GW. Nếu các con số trong dự thảo Quy hoạch điện VIII trở thành thực tế thì khối lượng tích lũy chất thải tấm pin ước tính 404 ngàn tấn vào 2035 và vào khoảng 1,9 triệu tấn vào năm 2045.

Khối lượng chất thải tấm pin mặt trời tại Việt Nam khá nhỏ so với các nước dẫn đầu trên thế giới, ước tính khoảng 1,9 triệu tấn vào năm 2045, bằng khoảng 11% lượng tro xỉ nhiệt điện than ở Việt Nam hiện nay, khoảng 17 triệu tấn. Cho đến nay Việt Nam chưa có cơ chế chính sách gì về chất thải pin mặt trời.

Theo Trung tâm Phát triển sáng tạo Xanh (Grenn ID), cho đến nay, chất thải từ tấm pin mặt trời chưa chứng minh được là độc hại đến môi trường. Các nước dẫn đầu về năng lượng mặt trời hầu như vẫn chưa có cơ chế, chính sách về tái chế trừ một số nước thuộc EU.

Lý do chính là vì ĐMT chỉ mới phát triển với công suất đáng kể trong một vài thập niên gần đây, trong khi đó thời gian hoạt động của các tấm PMT lại khá dài, khoảng 25 năm, nên đến nay lượng các tấm PMT phế thải chưa nhiều, chưa gây ra ảnh hưởng lớn đến môi trường.

Và EU là khu vực đầu tiên trên thế giới ban hành các đạo luật về phế thải điện tử nói chung và phế thải ĐMT nói riêng (Thông tư WEEE đối với phế thải PMT). Luật này của EU bao gồm các điều luật về thu gom, tái chế và tái sử dụng các tấm PMT phế thải cũng như trách nhiệm của các nhà sản xuất và cung cấp các tấm PMT.

Đối với Việt Nam, khối lượng chất thải từ tấm pin mặt trời ở Việt Nam khá nhỏ so với các nước dẫn đầu tuy nhiên để đảm bảo phát triển bền vững, Nhà nước cần sớm nghiên cứu để có chính sách cơ chế phù hợp liên quan tới thu nhận và xử lý rác thải từ tấm pin mặt trời. Nhìn ở góc độ kinh tế tuần hoàn thì đây có thể trở thành cơ hội cho Việt Nam phát triển công nghiệp tái chế tấm pin trong tương lai.

Hiền Anh