在一項新的綜合文獻(xiàn)綜述中，美國能源部國家可再生能源實驗室（NREL）的研究人員發(fā)現(xiàn)，回收的替代方案可能具有尚未開發(fā)的潛力，可以為太陽能光伏（PV）和電池技術(shù)建立有效的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。這些替代策略，例如減少制造中原始材料的使用，重新用于新應(yīng)用以及延長產(chǎn)品壽命，可能為建立可持續(xù)的產(chǎn)品生命周期提供新的途徑。

這些見解是在對3，000多篇科學(xué)出版物進(jìn)行分析之后得出的，這些出版物探索了最常見的光伏和鋰離子電池技術(shù)的生命周期，包括原材料，環(huán)境影響和報廢選擇。NREL研究人員研究了實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的10種可能途徑。這些發(fā)現(xiàn)突出了研究和實施光伏和電池技術(shù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵見解，差距和機(jī)會，包括目前未充分利用的戰(zhàn)略。

隨著美國遠(yuǎn)離化石燃料并部署更多清潔能源，預(yù)計對光伏電池板和鋰離子電池的需求將會增加。為這些技術(shù)創(chuàng)造強(qiáng)大的循環(huán)經(jīng)濟(jì)可以減輕對原材料的需求，減少浪費(fèi)和對環(huán)境的影響。循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略也有潛力創(chuàng)造清潔能源就業(yè)機(jī)會和解決環(huán)境正義問題。

研究人員指出，對回收的強(qiáng)調(diào)可能會忽視對其他策略的研究可能揭示的挑戰(zhàn)和機(jī)遇?！叭绻隳馨阉鼈冏鳛橐环N工作產(chǎn)品保留更長時間，那比將其一直解構(gòu)到回收過程中發(fā)生的元素要好，”NREL高級環(huán)境科學(xué)家和能源分析師兼杰出研究員Garvin Heath說?！爱?dāng)產(chǎn)品達(dá)到其使用壽命時，回收利用并不是唯一的選擇。

他說，解構(gòu)過程需要更多的能量，并產(chǎn)生更多的相關(guān)溫室氣體排放，然后進(jìn)入另一種產(chǎn)品，而不是讓第一種產(chǎn)品使用更長時間。Heath和他的NREL同事Dwarakanath Ravikumar是第52屆年度空氣與廢物管理協(xié)會批判性評論的主要作者，題為“鋰離子電池和光伏組件的循環(huán)經(jīng)濟(jì)批判性審查 – 現(xiàn)狀，挑戰(zhàn)和機(jī)遇”，該評論發(fā)表在六月份的《空氣與廢物管理協(xié)會雜志》上。

他們的合著者，也來自NREL，是Brianna Hansen和Elaine Kupets。

“人們經(jīng)常將產(chǎn)品生命周期總結(jié)為’拿走，制造，浪費(fèi)’。希思說?！盎厥绽檬艿搅撕芏嚓P(guān)注，因為它解決了廢物部分，但是有辦法在參與和制造部分支持循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

他說，回收利用技術(shù)中使用的材料比將它們丟棄在垃圾填埋場中更可取，“但是如果我們能考慮設(shè)計一種產(chǎn)品，從一開始就使用更少的材料，或者使用更少的危險材料，那應(yīng)該是第一個策略。

作者還指出，在開發(fā)光伏和電池回收方法方面仍然存在挑戰(zhàn)。目前還沒有集成的回收工藝可以回收任何一種技術(shù)的所有材料，現(xiàn)有的研究更多地集中在實驗室規(guī)模的方法上。

NREL已經(jīng)在努力提高光伏可靠性，延長光伏壽命，減少有害材料的使用，并減少對原材料的需求。這包括領(lǐng)導(dǎo)耐用模塊材料聯(lián)盟（DuraMAT），該聯(lián)盟正在研究延長光伏組件使用壽命的方法，以及生物優(yōu)化技術(shù)，使熱塑性塑料遠(yuǎn)離垃圾填埋場和環(huán)境（BOTTLE）聯(lián)盟，該聯(lián)盟正在開發(fā)改善塑料回收的方法。

NREL還是阿貢國家實驗室領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)盟ReCell的合作伙伴，該聯(lián)盟與工業(yè)界，學(xué)術(shù)界和國家實驗室合作，在當(dāng)前和未來電池化學(xué)的整個電池生命周期中推進(jìn)回收技術(shù)。

美國能源部先進(jìn)制造辦公室和太陽能技術(shù)辦公室資助了這項研究。