Pin năng lượng mặt trời hết hạn (Bài 4): Bài toán xử lý rác thải có đơn giản?

Moitruong.net.vn

– Điện mặt trời đang phát triển rất mạnh ở Việt Nam, đó là tín hiệu tốt. Tuy nhiên, xu hướng này cũng đặt ra vấn đề về xử lý pin năng lượng mặt trời (tấm quang điện) khi hết hạn sử dụng như thế nào? Đây là bài toán không đơn giản và ngay cả trên thế giới các nhà khoa học cũng có ý kiến khác nhau khi đánh giá về mức độ độc hại của nó.

Bài toán chưa có lời giải

Tại Việt Nam, số liệu từ Bộ Công thương cho thấy, đầu tư điện mặt trời đã bùng nổ tăng cấp số nhân trong vài năm trở lại đây. Theo Quy hoạch điện VII điều chỉnh năm 2016 mục tiêu điện mặt trời đạt 850 MW vào năm 2020, lên 4.000 MW vào năm 2025 và 12.000 MW năm 2030.

Tốc độ phát triển điện mặt trời như vũ bão nhưng vấn đề xử lý pin năng lượng mặt trời khi hết hạn sử dụng lại chưa được quan tâm thỏa đáng.

Đại biểu Ksor H’Bơ Khăp tại nghị trường Quốc hội mới đây đưa ra câu hỏi “Pin điện mặt trời hết hạn sử dụng thì để làm gì? Được xử lý thế nào, đưa lên mặt trăng hay để nướng bò một nắng?…”. Nhưng giải đáp thắc mắc này của đại biểu Ksor H’Bơ Khăp, Bộ trưởng Bộ Công thương cũng chỉ có thể trả lời, trách nhiệm xử lý pin hết hạn sử dụng thuộc về chủ đầu tư các dự án điện mặt trời.

Nhu cầu sử dụng năng lượng mặt trời là rất rõ ràng, trong bối cảnh nhu cầu về điện tăng cao trong khi năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch ngày càng ít đi. Giờ đây, với tuổi thọ trung bình của một tấm pin mặt trời là khoảng 20 năm, nhiều tấm pin mặt trời lắp đặt từ đầu những năm 2000 đã sắp hết hạn sử dụng. Ví dụ, tại Australia, dự kiến hơn 100.000 tấn tấm pin điện mặt trời sẽ hết hạn sử dụng vào năm 2035. Câu hỏi đặt ra là chúng sẽ trở thành rác thải gây nguy hiểm cho môi trường hay sẽ được tái chế và trở thành cơ hội tốt cho những ngành khác?

Trong thực tế, với những công nghệ hiện có thì chi phí tái chế nhiều sản phẩm công nghiệp sau khi hết hạn sử dụng thường cao hơn so với chi phí chôn lấp; giá trị của vật liệu thu hồi được sau tái chế cũng thường nhỏ hơn ban đầu và trong nhiều trường hợp sẽ tốn kém hơn là sản xuất mới, do đó việc tái chế chưa thu hút được sự quan tâm của các doanh nghiệp.

Khi có ý kiến cho rằng rác thải từ các công trình năng lượng mặt trời có thể là quả bom hẹn giờ. Tuy nhiên, một quả bom hẹn giờ có thể trở thành một cơ hội, nếu ngành công nghiệp xe điện toàn cầu quan tâm đến các sản phẩm năng lượng mặt trời với công nghệ tái chế phù hợp và bền vững.

Cần có biện pháp xử lý tấm pin mặt trời khi hết hạn sử dụng

Các vật liệu độc hại trong các tấm pin hết hạn có thể dẫn đến ô nhiễm nếu thải ra môi trường. Để giải quyết vấn đề đó, nhiệm vụ tiếp theo của ngành công nghiệp năng lượng mặt trời là thu gom pin mặt trời là xử lý hoặc tái chế an toàn các sản phẩm. Tuy nhiên, trong hệ thống phân cấp quản lý chất thải, việc tái sử dụng hoặc giá trị gia tăng / tái sử dụng được coi là ưu tiên hơn so với tái chế.

Hiện nay, công nghệ năng lượng mặt trời phục vụ cho sản xuất điện được phân chia thành 2 loại: (1) Công nghệ quang điện (Solar Photovoltaic-PV); (2) Công nghệ năng lượng mặt trời hội tụ (Concentrating Solar Thermal Power-CSP) hay công nghệ nhiệt điện mặt trời.

Chất đóng góp chính vào tổng trọng lượng của mô-đun tinh thể bán dẫn silicon crystalline silicon (c-Si) (a typical crystalline silicon PV module) là thủy tinh (75%), tiếp theo là polyme (10%), nhôm (8%), silicon (5%), đồng (1%) và một lượng nhỏ bạc, thiếc, chì, và các kim loại và linh kiện khác. Chì và thiếc, nếu bị ngấm vào đất và nước ngầm sẽ gây ra các mối lo ngại về sức khỏe và môi trường, trong khi đồng, bạc và silic mang lại cơ hội tạo ra giá trị mới nếu được thu hồi hiệu quả. Vì vậy, phương án chôn lấp nên được thay thế hoàn toàn bằng tái chế để ngăn ngừa ô nhiễm môi trường và lấy lại các vật liệu có giá trị trong bảng điều khiển.

Do đến nay tái chế chưa được coi là phương án “hấp dẫn” về mặt kinh tế, nên các quốc gia cần phải có các biện pháp khuyến khích về kinh tế để đẩy nhanh quá trình chuyển dịch này. Trong số các vật liệu có giá trị trong các tấm pin mặt trời, silicon mang đến cơ hội tốt nhất, nhờ chiếm tỷ trọng chính và độ tinh khiết cực cao (99,9999%). Silicon từ chất thải PV có thể được thu hồi cho các ứng dụng thứ hai trong các tấm pin mặt trời hoặc được tái sử dụng cho các ứng dụng giá trị gia tăng trong cực dương của pin Lithium-ion thế hệ 3b.

Vấn đề “đau đầu” của một ngành lại có thể là kho báu cho ngành khác nếu biết cách

Số lượng ngày càng tăng của các loại xe điện đã tạo cơ hội lớn cho ngành tái chế vật liệu và ngành quản lý chất thải; và có thể là giải pháp cho các tấm pin mặt trời đã qua sử dụng. Pin EV ngày nay là một phần thiết yếu trong sản xuất EV (chiếm 33% đến 57% chi phí sản xuất tùy thuộc vào dòng xe); sản xuất vật liệu cũng là yếu tố đóng góp chính vào chi phí năng lượng sản xuất pin. Các chiến lược cắt giảm chi phí chủ yếu dựa vào những đổi mới ở cấp độ nguyên liệu, tức là tìm nguồn cung ứng và chế biến nguyên liệu một cách tối ưu.

Mặc dù người ủng hộ xe điện chắc chắn hoan nghênh mức giá thấp hơn, nhưng hiệu quả của phương tiện về tổng quãng đường vận hành an toàn mới là điều tiên quyết. Năm 2015, Elon Musk tuyên bố rằng silicon trong pin Model S đã giúp tăng thời gian hoạt động tốt của xe lên 6%. Kể từ đó, các công ty EV như Daimler và BMW cũng đã tích cực tham gia vào các chương trình nghiên cứu và phát triển để tổng hợp silicon cho pin (battery-grade silicon) cho các ứng dụng EV. Silicon thu hồi từ tấm pin mặt trời có thể là thứ họ cần.

Định hướng của các quốc gia trên thế giới

Ông Trần Viết Ngãi, Chủ tịch Hiệp hội Năng lượng Việt Nam đưa ra cảnh báo, những tấm pin mặt trời sau khi hết hạn và thải ra môi trường thì ô nhiễm rất lớn, hơn cả nilon. Việc đưa lượng lớn tấm pin ra môi trường sẽ diễn ra trong tương lai gần, nếu không tính nhanh phương án ứng phó thì trở tay không kịp.

Chia sẻ kinh nghiệm của châu Âu trong giải quyết vấn đề này, ông Koen Duchateau, Trưởng Bộ phận hợp tác phát triển, Phái đoàn Liên minh châu Âu (EU) tại Việt Nam cho biết, khi mới bắt đầu triển khai các dự án điện mặt trời, các quốc gia EU đã tính đến việc xử lý pin như thế nào. Bởi một khi đã hết hạn sử dụng thì những tấm pin mặt trời sẽ trở thành chất thải và chất thải cần phải được xử lý.

Theo ông Koen Duchateau, Ủy ban châu Âu đã có chỉ thị về vấn đề xử lý chất thải điện, rác điện tử, trong đó có pin mặt trời bằng cách gắn việc thu gom, xử lý rác điện tử với các nhà sản xuất. Trong đó quy định pháp lý rất rõ ràng về việc thu gom, tái sử dụng, tái chế, thậm chí thu lại các nguyên liệu từ rác điện tử để sử dụng cho các mục đích sản xuất khác nhằm đạt mục tiêu cuối cùng là giảm khối lượng rác điện tử thải ra môi trường.

Theo đó, các nhà sản xuất được yêu cầu khi các tấm pin mặt trời lắp đặt cho các hộ dân hết thời hạn sử dụng thì các nhà sản xuất phải thu gom, vận chuyển, xử lý. Quy định này ràng buộc và tăng trách nhiệm của các nhà sản xuất với vấn đề bảo vệ môi trường, gắn sự tham gia của nhà sản xuất vào cả vòng đời của hệ thống. Đối với các hộ gia đình, cuối vòng đời hệ thống họ không phải tốn chi phí để xử lý.

Ông Koen Duchateau cho biết thêm, EU có rất nhiều kinh nghiệm trong xử lý rác điện tử, trước đó chủ yếu là rác điện tử đến từ các đồ gia dụng. Cho nên khi bắt đầu phát triển điện mặt trời họ đã có kinh nghiệm và có bước chuẩn bị, hướng dẫn quy định về mặt xử lý rác đối với pin mặt trời đã qua sử dụng.

Theo ông Koen Duchateau, Việt Nam cũng đang đi theo hướng của EU, khi nói rất nhiều đến nền kinh tế tuần hoàn. Mục tiêu của nền kinh tế tuần hoàn là sử dụng và tái sử dụng các nguyên liệu và giảm thải ra môi trường. Cùng với công nghệ mới, việc chú trọng vấn đề thu gom, xử lý chất thải, rác thác, giảm xả thải ra môi trường giúp các quốc gia có được định hướng đúng với xử lý tấm pin mặt trời hết hạn.

“Điều này đòi hỏi chính sách của Chính phủ phải rất rõ ràng, cộng với các cơ chế hạ tầng cụ thể. Như với điện thoại di động, người dân châu Âu khi trả tiền mua điện thoại đã trả tiền để xử lý rồi cho nên khi không dùng nữa thì không phải tự đem bỏ mà sẽ có chỗ để thu gom và nhà sản xuất ban đầu phải có trách nhiệm thu gom, xử lý, lấy lại các phần nguyên liệu để tái sử dụng, giảm rác thải ra môi trường”, ông Koen Duchateau chia sẻ.

Xử lý pin năng lượng mặt trời hết hạn là một cuộc khủng hoảng hay một cơ hội?

Ấn Độ, Nhật Bản và Úc cũng yêu cầu tái chế. Mỹ chưa có yêu cầu này thành luật, tuy có ước tính 10% lượng tấm quang điện được tái chế. Phần còn lại được đem chôn, hoặc xuất khẩu sang các nước nghèo có quy định bảo vệ môi trường lỏng lẻo. Riêng bang Washington có luật giảm thuế cho điện mặt trời, nhờ đó các chủ đầu tư có thể thực hiện tái chế. Có công nghệ tái chế được cho là có thể thu hồi đến 90% vật liệu hữu ích.

Vấn đề là phải giải đáp các câu hỏi khi thực hiện tái chế:

Thứ nhất: Các chủ đầu tư chịu trả chi phí này không? (Nên nhớ họ có thể phải thuê bên ngoài làm việc này chứ họ chưa thể làm được).

Thứ hai: Khi đưa vào hạch toán, tính đúng tính đủ các chi phí thì điện mặt trời sẽ lời, lỗ ra sao?

Thứ ba: Nhà nước sẽ bù lỗ tiền điện mặt trời bao nhiêu, còn người dùng điện trả bao nhiêu?

Thứ tư: Chi phí chuyên chở tới nơi xử lý sẽ ra sao?

Có lẽ vì lấn cấn với chi phí tái chế cao nên các chủ đầu tư muốn tránh né. Từ đó có tranh cãi liệu tấm quang điện phế thải có phải là chất độc hại hay không – tức là có cần phải tái chế hay không? Câu trả lời cho phần lớn trường hợp thiên về: “Có”. Chính vì vậy mà EU mới bắt buộc tái chế tấm quang điện phế thải, bằng không chẳng ai chịu làm.

Riêng các công ty nhận tái chế tấm quang điện phế thải, một phần quảng cáo có cánh về công nghệ của họ, một phần muốn giấu bí mật nghề nghiệp, nên ta khó xác định công nghệ tái chế thật sự hiệu quả đến đâu so với chi phí phải bỏ ra.

Còn đối với các hộ có hợp đồng bán điện mặt trời trên mái nhà thì ta sẽ tính sao với các tấm quang điện phế thải của họ?

Trên thực tế, EU là khu vực duy nhất có khung pháp lý minh bạch và mạnh mẽ để hỗ trợ quá trình tái chế PV. Kể từ giữa năm 2012, Chỉ thị số 2012/19 / EU về tái chế thiết bị điện và điện tử (The Waste Electrical and Electronic Equipment Directive 2012/19/EU) yêu cầu các nước châu Âu áp dụng các chương trình quản lý chất thải PV trong đó các nhà sản xuất chịu trách nhiệm thu hồi và tái chế các tấm pin mà họ đã bán. Mục tiêu của các chính sách này là phát triển các sản phẩm xanh hơn, đồng thời làm cho việc tái chế trở nên hợp lý hơn và bền vững hơn về mặt kinh tế bởi các nhà sản xuất hàng đầu đã tính đến chi phí thu gom và xử lý cuối đời sản phẩm của họ vào giá mà người tiêu dùng phải trả.

Quốc Anh