Pin lưu trữ năng lượng mặt trời là phát minh vĩ đại của nhân loại mang đến tính ứng dụng vô cùng quan trọng mở ra bước ngoặt lớn cho nguồn năng lượng lưu trữ trên toàn thế giới.
Tuy nhiên, vấn đề xử lý những tấm pin năng lượng này vẫn là vấn đề “nhức nhối”. Liệu có thể tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời được không? Cách thức tái chế này liệu có an toàn không? Cùng tìm đáp án ngay trong bài viết này của CNSG.
Pin lưu trữ năng lượng mặt trời là gì?
Pin lưu trữ năng lượng mặt trời là loại pin chuyên dụng được thiết kế để lưu trữ điện năng do các tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra.
Pin lưu trữ năng lượng mặt trời kết hợp với bộ sạc năng lượng mặt trời là lựa chọn tốt nhất để lưu trữ điện năng lượng mặt trời và sử dụng bất cứ lúc nào thông qua bộ biến tần.
Thiết bị pin này được đánh giá tốt vì chúng có độ bền cao, nhưng sau một vài năm chúng sẽ hết tuổi thọ.
Xem thêm: Pin lưu trữ điện năng lượng mặt trời hoạt động ra sao?
Có thể tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời được không?
Đáp án cho câu hỏi: “pin lưu trữ năng lượng mặt trời có thể tái chế được không? Mà nhiều người vẫn đang thắc mắc là: Có.
Tuy nhiên, tùy thuộc vào công nghệ pin nên quá trình tái chế pin năng lượng này có thể gặp nhiều thách thức.
Ắc quy axit-chì có tỷ lệ tái chế cao nhất lên đến 99%, được tái chế nhiều nhất trong số tất cả các sản phẩm tiêu dùng, trong khi đó chỉ 5% tổng số pin lithium-ion (bao gồm cả thiết bị điện tử gia dụng) được tái chế.
Hiện tại, có 2 loại pin lưu trữ năng lượng mặt trời:
- Axit-chì: AGM và GEL (tỷ lệ tái chế 99%)
- Pin Lithium: chủ yếu là LiFePo4 (tỷ lệ tái chế 5%)
Tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời hiện tại đang là một vấn đề quan trọng cần được giải quyết khẩn cấp.
Pin lưu trữ năng lượng mặt trời làm bằng chất liệu gì?
Axit-chì, AGM và GEL
Pin năng lượng mặt trời dạng axit chì được phát minh vào năm 1859 bởi Gaston Planté là một công nghệ khá cũ. Có 3 loại ắc quy axit-chì – ngập nước, không cần bảo dưỡng (AGM và GEL). Tuy nhiên, cả ba chủ yếu chia sẻ các thành phần giống nhau:
- Vỏ pin (nhựa ABS)
- Điện cực (Chì, Pb)
- Chất điện phân (axit sunfuric H 2 SO 4 )
- Máy tách màng (Nhựa polyme)
Cuối cùng, pin axit-chì chứa các yếu tố sau có thể được phục hồi bằng cách tái chế:
- Chì (65%)
- Axit (16%)
- Chất dẻo (10%)
- Khác (10%)
Pin Lithium: LiFePo4
Pin Lithium như LiFePo4 là công nghệ hiện đại nên khá mới, thiết bị này được phát hiện vào đầu những năm 80 và được giới thiệu ra thị trường vào cuối những năm 90.
Pin lithium là một bước đột phá lớn trong lĩnh vực lưu trữ điện, cho phép vô số ứng dụng từ thiết bị điện tử tiêu dùng di động đến hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời.
Các thành phần có trong pin LiFePo4:
- Vỏ pin
- Điện cực (LiFePo4, Carbon)
- Chất điện phân (muối Lithium, Li +)
- Máy tách màng (Nhựa polyme)
Quy trình chế tạo và vật liệu của pin lithium phức tạp hơn nhiều so với ắc quy chì. Pin lithium là sự pha trộn của nhiều yếu tố quan trọng, có thể được phục hồi bằng cách tái chế. Trong một pin lithium điển hình, người dùng sẽ dễ dàng tìm thấy:
- Sắt, Fe (28%)
- Phốt phát, Po (18%)
- Nhôm, Al (5%)
- Lithium, Li (3%)
- Carbon, C (13%)
- Chất dẻo (8%)
- Khác (25%)
Tại sao vấn đề tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời lại quan trọng?
Khi hết tuổi thọ, pin lưu trữ năng lượng mặt trời được coi là chất thải có chứa các vật liệu độc hại do đó cần được xử lý đúng cách.
Một số tùy chọn có thể:
- Tăng chu kỳ pin/ tái sử dụng đối với các hoạt động đòi hỏi mức dung lượng pin ít hơn, thị trường pin lithium đã qua sử dụng rất năng động.
- Tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời: phục hồi tất cả các vật liệu có sẵn trong khi vẫn bảo toàn chất lượng của chúng
- Phục hồi cho các mục đích năng lượng (đốt một số bộ phận của pin)
- Xử lý chất thải cuối cùng trong một bãi chôn lấp
- Tái sử dụng và tái chế là một phần của cái gọi là “kinh tế tuần hoàn”, chúng góp phần kéo dài tuổi thọ của pin và vật liệu của chúng.
Lợi ích của việc tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời
Tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời mang đến rất nhiều lợi ích cho cả môi trường và nền kinh tế:
Bảo vệ môi trường
Việc tái chế pin năng lượng mặt trời mang lại ý nghĩa bảo vệ môi trường rất quan trọng vì cả hai công nghệ để sản xuất và sử dụng dòng pin axit-chì và lithium đều chứa các vật liệu độc hại cao:
- Chì, oxit lithium
- Chất lỏng, gel: axit sunfuric, muối lithium
Tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời bảo vệ môi trường khỏi những hậu quả đáng sợ khác như ô nhiễm nước, đất, không khí,… nếu pin bị bỏ hoang.
Khôi phục được vật liệu pin quan trọng
Mục đích của việc tái chế pin năng lượng mặt trời là thu hồi càng nhiều vật liệu cơ bản càng tốt (Chì, Lithium, Coban, Carbon, Sắt,…) ở mức độ tinh khiết cao nhất có thể.
Lý tưởng nhất của nhiệm vụ khôi phục này là vật liệu tái chế và vật liệu ban đầu phải có các đặc tính giống hệt nhau.
Tạo thu nhập
Tái chế pin năng lượng mặt trời có thể là một nguồn thu nhập tiềm năng. Các quy trình tái chế và thu hồi kim loại trong công nghiệp đang trở nên hiệu quả về chi phí so với khai thác mỏ.
Giảm tiêu thụ năng lượng và phát thải CO2
Quá trình sản xuất pin lưu trữ năng lượng mặt trời đòi hỏi một lượng lớn năng lượng. Cần từ 97 Kwh đến 180 Kwh để sản xuất 1 kWh pin. Điều này tạo ra từ 150kg đến 250kg CO2 cho mỗi kWh pin và con số này không bao gồm các quy trình khai thác và tinh chế nguyên liệu thô.
Những số liệu này đã được chứng minh rằng tái chế dẫn đến tiết kiệm năng lượng và CO2. Ví dụ tiết kiệm 75% năng lượng đối với chì, 72% đối với sắt thép. Tại Mỹ, trong năm 2018, 3,7 triệu tấn nhôm được sản xuất bằng cách tái chế, tiết kiệm đủ điện cho nhu cầu của 8 triệu ngôi nhà.
Phát triển và cải thiện nền kinh tế tuần hoàn
Tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời là một phần của nền kinh tế tuần hoàn. Hàng triệu tấn pin được sản xuất mỗi năm và do đó sẽ hết tuổi thọ trong vòng vài năm.
Mục tiêu của nền kinh tế tuần hoàn là giữ chúng trong nền kinh tế càng lâu càng tốt. Việc tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời làm tăng mạnh tuổi thọ của các vật liệu và hệ thống trước khi thải bỏ chúng.
Ngoài ra, quá trình tái chế này còn có tác dụng để thúc đẩy các nhà khoa học và chuyên gia phát triển các quy trình tái chế tiên tiến với tỷ lệ thu hồi vật liệu và hiệu quả năng lượng cao hơn.
Tái chế pin lưu trữ năng lượng mặt trời có an toàn không?
Pin lưu trữ năng lượng có chứa các vật liệu và hóa chất độc hại cao, việc tái chế chúng không an toàn và cần được thực hiện hết sức thận trọng.