Pin mặt trời không phải là rác thải nguy hại?

Nguồn năng lượng có tiềm năng lớn

Hiện nay, năng lượng tái tạo đóng một vai trò quan trọng trong việc bổ sung và đáp ứng một phần đáng kể nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của con người. Đây là một nguồn tài nguyên dồi dào, có sẵn trong tự nhiên và tồn tại dưới nhiều dạng phổ biến. Trong đó năng lượng mặt trời, là một nguồn năng lượng gần như vô hạn có thể được khai thác tại phần lớn khu vực trên thế giới, đang nổi lên như một sự lựa chọn bổ sung lý tưởng cho các nguồn năng lượng truyền thống khác.

Theo đánh giá của Viện Năng Lượng – Bộ Công Thương, tiềm năng kỹ thuật điện mặt trời tại Việt Nam khoảng 1.677,5GW. Theo kịch bản kinh tế phát triển cao, đến năm 2030 cần có tổng cộng 385,8GW điện mặt trời được đưa vào vận hành để phục vụ phát triển kinh tế. Theo đánh giá của World Bank, tiềm năng điện mặt trời mái nhà tại TPHCM là 6,3GW, Đà Nẵng là 1,1GW.

Nhiều ý kiến cho rằng pin năng lượng mặt trời hết hạn sử dụng sẽ trở thành chất thải nguy hại cho môi trường và cần được xử lý. Với các dự án điện mặt trời có tuổi thọ là 25 năm, câu hỏi đặt ra là phải làm gì để xử lý một số lượng lớn pin năng lượng mặt trời sau khi đời sống dự án kết thúc?

Pin năng lượng mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel/module) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cell) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Ngày nay, vật liệu chủ yếu chế tạo tế bào quang điện là silic dạng tinh thể (đơn tinh thể, đa tinh thể) hoặc màng silic mỏng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin năng lượng mặt trời. Thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin năng lượng mặt trời.

Thành phần của pin mặt trời 

Những vật liệu chính được sử dụng làm pin mặt trời gồm: Khung được làm bằng nhôm. Kính là loại cường lực/an toàn. Phim EVA là lớp phim mỏng giúp liên kết vững chắc giữa tế bào quang điện và kính cường lực/lớp phủ polymer nhằm bảo vệ chống va đập và nâng cao tuổi thọ các tế bào quang điện. EVA là loại vật liệu polymer (Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) kết hợp giữa ethylene và acetate và được sản xuất qua phản ứng trùng hợp dưới áp suất rất cao, được ứng dụng rộng rãi trong ngành may mặc, giày dép, công nghiệp phụ trợ… Tế bào quang điện là tấm silic dạng tinh thể (đơn tinh thể, đa tinh thể) hoặc màng silic mỏng là yếu tố chính của pin mặt trời. Lớp phủ polymer là lớp bảo về mặt dưới của tế bào quang điện tránh bị mài mòn do môi trường. Phần lớn các nhà sản xuất pin mặt trời sử dụng PVF (polyvinyl fluoride) để làm lớp bảo vệ tế bào quang điện (backsheet). PVF là một vật liệu polymer chủ yếu được sử dụng trong nội thất máy bay, làm áo mưa.... Một số pin cao cấp hơn sử thì lớp backsheet bằng kính cường lực (loại double glass). Hộp nối điện Vỏ hộp thông thường là loại polymer chịu nhiệt, chịu lửa, chịu thời tiết, chống tia UV gây lão hóa... Các đầu nối trong hộp thường làm bằng đồng thau, phủ bạc hoặc phủ thiếc.

Trong các thành phần cấu tạo nêu trên, tấm kính cường lực và tế bào quang điện được sản xuất từ cát với thành phần chủ yếu là oxit silic (SiO2) là vật liệu để sản xuất các đồ dùng thường thấy trong đời sống hàng ngày như chai lọ thủy tinh... Thành phần cấu tạo chính của pin năng lượng mặt trời không chứa các chất nguy hại. Vậy nguyên do đâu nhiều thông tin lại nói rằng pin mặt trời hết hạn sử dụng sẽ trở thành chất thải nguy hại và cần có biện pháp xử lý?

Pin năng lượng mặt trời khác hẳn tất cả các loại pin khác. Nó là cell chứ không phải là pin. Đây là một thuật ngữ chuyên môn để nói lên dung lượng của pin một cách đơn giản. Có sự nhầm lẫn vì đặt tên cho điện năng lượng mặt trời là “PIN” nên dẫn đến các thông tin trái chiều cho rằng chúng là chất thải nguy hại.

Tuổi thọ của pin điện mặt trời rất dài 20-30 năm, pin mặt trời từ những năm 1970, 1980 hiện vẫn còn đang được sử dụng. Do đó lượng pin mặt trời trên thế giới cần xử lý khá ít so với quy mô đã được sản xuất và chủ yếu là do khiếm khuyết, hỏng hóc. Ở Việt Nam đến 20 - 30 năm nữa mới là thời điểm bắt đầu xem xét phương án xử lý các tấm pin mặt trời hết hạn sử dụng.