Sanna Lindgren
EU: n energiatehokkuusdirektiivi asettaa rakennusalalle merkittäviä tavoitteita uusiutuvan energian käytön lisäämiseksi. Vuoteen 2029 jälkeen kaikissa uusissa asuinrakennuksissa EU-maissa tulee olla aurinkopaneelit tai vastaavat aurinkoenergiajärjestelmät, jos se on teknisesti ja taloudellisesti mahdollista. Tämä tukee pyrkimyksiä vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä ja parantaa energiatehokkuutta rakennuksissa (European Parliament & Council of the European Union, 2024). Tämän velvoitteen myötä aurinkopaneeleista on tullut keskeinen osa rakennusalan energiaratkaisuja, mutta samalla ne tuovat mukanaan kierrätykseen liittyviä haasteita, jotka vaativat kiertotalouden periaatteiden soveltamista.
Aurinkopaneelijätteen määrän arvioidaan kasvavan jopa 78 miljoonaan tonniin vuoteen 2050 mennessä, mikä tekee kiertotalouden soveltamisesta välttämätöntä, jotta voimme vähentää riippuvuutta uusista raaka-aineista ja minimoida energiankulutuksen ympäristövaikutuksia. (Chen, Chen, Lee, & Wu, 2024, s. 2) Euroopassa on aloitettu projekteja, kuten Photorama, joiden tavoitteena on kehittää tehokkaampia kierrätysmenetelmiä, jotka eivät ole pelkästään toimivia, vaan myös taloudellisesti kannattavia. Hankkeen pyrkimyksenä on luoda uusia, luovia tapoja yhdistää erilaisia toimijoita, teknologioita ja prosesseja, jotta jätevirtojen, kuten käytöstä poistettujen aurinkopaneelien, raaka-aineita voidaan hyödyntää paremmin.
Aurinkopaneelijätteen valtava kasvu haastaa ratkaisemaan paneelien kierrätyshaasteet nopeasti. Kuva luotu ChatGPT avulla.
Kiina hallitsee aurinkopaneelien maailmanlaajuisia markkinoita (kuva 1). Tämä heijastuu myös Suomessa, jossa riippuvuus Kiinan aurinkopaneeleista on merkittävä osa tuontia ja energiatekniikkaa. Yli 80 % maailman aurinkopaneeleista valmistetaan Kiinassa, missä suuri osa energiasta tuotetaan kivihiilellä. (International Energy Agency, 2023) Euroopassa jopa 97 % aurinkopaneeleista tuodaan sieltä (Euroopan komissio, 2024). Tämä korostaa EU:n ja Suomen riippuvuutta Kiinasta aurinkopaneeleiden osalta. Aurinkopaneelien kasvava kysyntä heijastuu myös EU energiatehokkuusdirektiivissä ja riippuvuuden mahdollistaa myös mm. tuotannon halpa hinta ja Kiinan laaja teollinen infrastruktuuri. (European Parliament & Council of the European Union, 2024; Valtioneuvosto, 2023; Suomen Pankki, 2023 )
EU pyrkii aktiivisesti vähentämään riippuvuuttaan Kiinasta tuoduista aurinkopaneeleista ja vahvistamaan eurooppalaista aurinkopaneeliteollisuutta. Tämän tavoitteen tukemiseksi EU on ottanut käyttöön useita strategioita ja säädöksiä, kuten nettonollateollisuutta koskevan säädöksen, jotka tukevat aurinkoenergiateknologian kehitystä Euroopassa ja kiertotalouden ratkaisuja paneelien tuotannossa ja kierrätyksessä. Tavoitteena on, että vuoteen 2030 mennessä EU:ssa tuotetaan vähintään 40 % strategisten nettonollateknologioiden vuotuisista tarpeista, mikä vahvistaa EU:n teollisuuden kilpailukykyä, luo laadukkaita työpaikkoja ja edistää energiaomavaraisuutta. Tämä kokonaisvaltainen lähestymistapa tukee myös aurinkopaneelien kierrätykselle asetettuja tavoitteita ja auttaa EU-maita irtautumaan Kiinan aurinkopaneelituotannosta. (Euroopan komissio, 2024).
Kuva 1. PV-paneelien valmistuskapasiteetti maittain ja alueittain vuonna 2021 (IEA 2022). Licence: CC BY 4.0
Keskeiset haasteet aurinkopaneelien kierrätyksessä
Aurinkopaneelit mahdollistavat puhtaampaa energiantuotantoa ja ovat siten tärkeä osa rakennusten uusiutuvia energiaratkaisuja. Niiden valmistusprosessi on kuitenkin energiaintensiivinen ja usein riippuvainen fossiilisista polttoaineista. Aurinkopaneelien valmistuksessa käytetään alumiinia, piitä, lasia ja hopeaa – kaikki nämä ovat materiaaleja, joiden tuotantoprosessit kuluttavat huomattavasti energiaa (Chen et al., 2024). Tämä herättää kysymyksen siitä, kuinka kestävä aurinkopaneelien tuotanto todella on, ja kuinka sen ympäristövaikutuksia voidaan minimoida kierrätysratkaisuilla. Aurinkopaneeleiden kierrätykseen liittyykin useita haasteita:
- Monimutkainen materiaalikoostumus: Aurinkopaneelien sisältämät eri materiaalit, kuten pii ja hopea, vaativat erityyppisiä kierrätysmenetelmiä. Näiden materiaalien erottaminen toisistaan on vaikeaa ja vaatii kehitystä prosesseissa, jotka pystyvät tehokkaasti käsittelemään monimutkaisia rakenteita (Sivaram, Kann, & Gawer, 2020)
- Myrkyllisten aineiden käsittely: Useissa aurinkopaneeleissa käytetään raskasmetalleja, kuten lyijyä ja kadmiumia, jotka asettavat turvallisuus- ja ympäristöriskejä kierrätyksessä. Turvallinen käsittely vaatii erityisprosesseja ja -laitteistoja, mikä nostaa kustannuksia ja vaatii investointeja turvallisuuteen (Chen et al., 2024).
- Kierrätysinfrastruktuurin puute: Aurinkopaneelien käyttö on yleistynyt vasta viime vuosikymmeninä, ja monilla alueilla ei ole vielä kattavaa infrastruktuuria paneelien kierrätykseen. (World Economic Forum, 2022)
- Taloudelliset haasteet: Kierrätyksen korkeat kustannukset ja nykyisten prosessien matala kannattavuus vaikeuttavat laajamittaista kierrätystä. Monet kierrätyslaitokset joutuvat pohtimaan, kannattaako investoida laitteisiin, ellei kierrätyksen tuottama materiaalin arvo kompensoi kustannuksia ((Business Finland, 2022; Valtioneuvosto, 2021).
Kuva 1. Aurinkopaneelien valmistus on edelleen energiaintensiivinen prosessi. Kuva: Pixabay by colmkay
Innovatiivisia ratkaisuja aurinkopaneelien kierrätyksen kehittämiseen
Aurinkopaneelien kierrätyksen alalla on viime vuosina otettu suuria askeleita kohti ympäristöystävällisempiä ja tehokkaampia ratkaisuja. Uudet teknologiat mahdollistavat arvokkaiden materiaalien, kuten hopean ja kuparin, talteenoton entistä tarkemmin ja turvallisemmin, mikä vähentää perinteisesti käytettyjen kemikaalien määrää. Esimerkiksi pyrolyysimenetelmät ja biokemialliset prosessit tarjoavat ympäristöystävällisiä vaihtoehtoja materiaalien käsittelyyn, ja ne ovat erityisen hyödyllisiä paneelien rakenteiden purkamisessa ja arvokkaiden materiaalien talteenotossa. (PV Tech, 2023; Chen et al., 2024).
Modulaaristen paneelien suunnittelu on noussut keskeiseksi kiertotalousratkaisuksi. Tämä lähestymistapa mahdollistaa paneelien osien helpomman purkamisen ja materiaalien kierrättämisen, mikä paitsi vähentää kustannuksia, myös tukee kestävän kehityksen periaatteita. Paneeleissa käytettävän piin uudelleenkäyttö on toinen tärkeä osa kierrätystä, sillä se vähentää uusien raaka-aineiden tarvetta ja niiden energiaintensiivistä prosessointia sekä tukee paneelien ekologista jalanjälkeä koko niiden elinkaaren ajan (Sahajwalla & Hossain, 2023; Rantaruoko, 2022)).
Euroopassa on käynnissä projekteja, kuten Photorama ja Circusol, jotka tutkivat ja kehittävät uusia tapoja tehdä kierrätyksestä taloudellisesti kannattavaa. (European Commission, 2024) Tämän lisäksi esimerkiksi ympäristöpalveluihin keskittynyt yritys Veolia on avannut Ranskassa ensimmäisen aurinkopaneelien kierrätykseen keskittyvän tehtaan (Veolia, n.d.). Suomessa aurinkopaneelien kierrätystä ohjataan toistaiseksi osaksi sähkö- ja elektroniikkaromun käsittelyä, jossa paneelit murskataan ja lajitellaan muusta elektroniikkaromusta (SER-kierrätys, n.d.; Vattenfall, n.d.). Tulevaisuudessa aurinkopaneelien kierrätysmarkkinoilla odotetaan kuitenkin suurta kasvua, koska paneelien käyttö on lisääntynyt ja kierrätettävää materiaalia on koko ajan enemmän.
Aurinkopaneelien rooli rakennusalalla kasvaa jatkuvasti. Samalla niiden kierrätyshaasteet korostavat tarvetta kehittää innovatiivisia ratkaisuja, jotka edistävät kiertotaloutta ja vähentävät riippuvuutta uusista raaka-aineista. EU:n pyrkimykset vahvistaa omaa aurinkoenergiatuotantoaan tukevat tätä kehitystä. Kun aurinkopaneelien elinkaari otetaan huomioon kokonaisvaltaisesti, voimme varmistaa, että niiden käyttö todella auttaa siirtymään kohti kestävämpää ja ilmastoystävällisempää tulevaisuutta.
Vastuu artikkelissa esitetyistä näkemyksistä on yksinomaan kirjoittajilla.
Lähteet:
Business Finland. (2022). Kierrätys- ja uudelleenkäyttöinvestoinnit [Hakuteksti, luonnos]. Business Finland. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://www.businessfinland.fi/4a4184/globalassets/finnish-customers/news/calls/2022/kierratys-ja-uudelleenkayttoinvestoinnituusihakuteksti._draft.pdf
Chen, P.-H., Chen, W.-S., Lee, C.-H., & Wu, J.-Y. (2024). Comprehensive review of crystalline silicon solar panel recycling: From historical context to advanced techniques. Sustainability, 16(1), 60. Haettu 13.10.2024 osoitteesta https://doi.org/10.3390/su16010060
European Commission. (2024). The Net-Zero Industry Act and European Green Deal Industrial Plan. European Commission. Retrieved from https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal/green-deal-industrial-plan/net-zero-industry-act_fi
European Commission. (2024). Project pioneering circular solutions for solar panel recycling announced as finalist in the 2024 European Sustainable Energy Awards. EU Sustainable Energy Week. Haettu 13.10.2024 osoitteesta https://sustainable-energy-week.ec.europa.eu/news/project-pioneering-circular-solutions-solar-panel-recycling-announced-finalist-2024-european-2024-05-07_en
European Parliament, & Council of the European Union. (2024). Directive 2024/1275/EU on the energy performance of buildings. EUR-Lex. Haettu 13.10.2024 osoitteesta https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32024L1275
IEA (2022), Solar PV manufacturing capacity by country and region, 2021, IEA, Paris https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/solar-pv-manufacturing-capacity-by-country-and-region-2021, Licence: CC BY 4.0
International Energy Agency. (2023). Solar PV global supply chains: Executive summary. Haettu 13.10.2024 osoitteesta https://www.iea.org/reports/solar-pv-global-supply-chains/executive-summary
PV Tech. (2023). NREL research: Femtosecond laser welding for solar module recycling. PV Tech. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://www.pv-tech.org/nrel-research-femtosecond-laser-welding-solar-module-recycling/
Rantaruoko, T. (2022). Kiertotalous rakennusalalla: Mahdollisuudet ja haasteet [AMK-opinnäytetyö, Satakunnan ammattikorkeakoulu]. Theseus. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/747336/Rantaruoko_Taru.pdf?sequence=2
Sahajwalla, V., & Hossain, R. (2023). Rethinking circular economy for electronics, energy storage, and solar photovoltaics with long product life cycles. MRS Bulletin, 48(4), 375-384. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://doi.org/10.1557/s43577-023-00519-2
SER-kierrätys. (n.d.). Mitä kerätyille laitteille tapahtuu? Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://serkierratys.fi/fi/kuluttajille/mitae-keraetyille-laitteille-tapahtuu
Sivaram, V., Kann, S., & Gawer, N. (2020). Research and development priorities for silicon photovoltaic module recycling to support a circular economy. Nature Energy, 5(9), 657–666. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://doi.org/10.1038/s41560-020-0645-2
Suomen Pankki. (2023). Bofit Policy Brief 4/2023: Talousnäkymät Kiinassa ja Venäjällä. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://publications.bof.fi/bitstream/handle/10024/52666/bpb0423.pdf?sequence=3&isAllowed=y
Valtioneuvosto. (2021). Valtioneuvoston periaatepäätös kiertotalouden strategisesta ohjelmasta. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://ym.fi/documents/1410903/42733297/Valtioneuvoston+periaatep%C3%A4%C3%A4t%C3%B6s+8.4.2021+kiertotalouden+strategisesta+ohjelmasta.pdf/aee1e0d0-802f-b272-e424-50c9cd1c5f5e/Valtioneuvoston+periaatep%C3%A4%C3%A4t%C3%B6s+8.4.2021+kiertotalouden+strategisesta+ohjelmasta.pdf?t=1617783970488
Valtioneuvosto. (2023). Strategisen ohjelman seurantaraportti 2023 (Julkaisuja 10/2023). https://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/handle/10024/164691/VN_2023_10.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Vattenfall. (n.d.). Aurinkopaneelien kierrättäminen: Aurinkosähkö fiksusti ja vastuullisesti. Vattenfall. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://www.vattenfall.fi/fokuksessa/aurinkosahko/aurinkopaneelien-kierrattaminen
Veolia. (n.d.). Recycling photovoltaic panels: A circular economy approach in France. Veolia. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://www.veolia.com/en/newsroom/news/recycling-photovoltaic-panels-circular-economy-france
World Economic Forum. (2022). Solar panels have come a long way – recycling them has not. World Economic Forum. Haettu 14.10.2024 osoitteesta https://www.weforum.org/agenda/2022/09/solar-panels-have-come-a-long-way-recycling-them-has-not/