ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ В УЗБЕКИСТАНЕ

ECONOMIC PROBLEMS OF SOLAR PANEL UTILIZATION IN UZBEKISTAN

Botyrjon Abdurakhmanov

Consultant, International Water Management Institute,

Uzbekistan, Tashkent

Otabek Ochildiev

PhD, Head of Health, Safety and Environment Department,  Termez Institute of Engineering and Technology,

Uzbekistan, Termez

Abdusamin Gapirov

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Materials Science and Mechanical Engineering, Tashkent State Transport University,

Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

Внедрение солнечной энергии как альтернативного источника энергии требует глубокого анализа, так как солнечные панели содержат токсичные элементы, что создает проблемы при их утилизации. Целью данной статьи был анализ экономической составляющей проблемы утилизации солнечных панелей в Узбекистане. Используя методы анализа нормативной документации и экономического анализа, было выявлено, что основные проблемы утилизации включают ограниченные производственные мощности, высокие капитальные затраты и недостаточную инфраструктуру. Для решения этих проблем предлагается разработка долгосрочной стратегии, инвестиции в инфраструктуру, внедрение технологических инноваций и повышение уровня образования и информирования населения.

ABSTRACT

The application of solar energy as an alternative energy source requires in-depth analysis, as solar panels contain toxic elements, which creates problems in their disposal. disposal. The purpose of this article was to analyse the economic component of the problem of disposal of solar panels in Uzbekistan. of solar panels in Uzbekistan. Using the methods of analysing regulatory documentation and economic analyses, it was found that the main problems of recycling include limited production capacity, high capital costs and insufficient infrastructure. capital costs and insufficient infrastructure. To address these problems, it is proposed to Developing a long-term strategy, investing in infrastructure, implementing technological innovation, and increased education and awareness of the population.

Ключевые слова: солнечная энергетика; срок службы; утилизация отходов; вредные вещества; экономические показатели.

Keywords: solar energy; lifetime; waste utilization; harmful substances; economic indicators.

Солнечная энергия – это, безусловно, перспективный источник энергии, способный заменить традиционные ископаемые виды топлива, с их губительным воздействием на окружающую среду. Однако, как и у любого технологического решения, у солнечной энергетики есть отрицательные стороны, которые необходимо учитывать.

Несмотря на то, что солнечные панели не производят выбросов парниковых газов во время работы, их производство и утилизация могут негативно влиять на окружающую среду. Производство солнечных панелей, к сожалению, не лишено экологических рисков. В их состав входят такие токсичные элементы, как ртуть, мышьяк, хром и кадмий. Неправильная утилизация этих веществ может привести к загрязнению почвы, воды и воздуха, что наносит серьезный ущерб окружающей среде.

Утилизация солнечных панелей в Узбекистане представляет собой сложную проблему, обусловленную различными факторами. Например, низкие тарифы на электроэнергию в стране стимулируют использование солнечных панелей, но при этом вызывают низкую активность в вопросах утилизации данных панелей.

Несмотря на возможные негативные последствия утилизации, важно также отметить, что старые солнечные панели содержат ценные материалы, которые могут быть извлечены и повторно использованы в производстве новых модулей: сталь, алюминий, стекло, кремний [2, 9, 10].

Таким образом, экологические последствия установки солнечных панелей в Узбекистане требуют системного подхода и разработки специальных программ по обращению с отходами от солнечных модулей. Важно учитывать как негативные, так и позитивные стороны этого процесса, чтобы обеспечить устойчивость развития солнечной энергетики и минимизировать воздействие на окружающую среду.

Не все солнечные панели поддаются утилизации. Некоторые виды содержат химические вещества, которые невозможно безопасно перерабатывать [2, 3, 9]. Это создаёт проблему их длительной и безопасной утилизации, особенно при отсутствии налаженной системы сбора и обработки таких материалов.

В Республике Узбекистан в последние годы активно развивается солнечная энергетика, на конец 2023 г общие объемы производства электроэнергии за счет фотоэлектрических панелей составили около 1,5 ГВт, а к 2030 году эту цифру планируется увеличить до 5 ГВт [5-7]. Это означает, что возрастет и количество ежегодно образующихся электронных отходов.

По данным Министерства экологии, количество образующихся в Узбекистане электронных отходов составляет примерно 140000 тонн (или 4−4,5 кг на 1 жителя) [4]. На данный момент в республике отсутствуют утвержденные законодательные и нормативные акты по обращению с электронными отходами, хотя работы в этом направлении ведутся. Соответственно отсутствуют и механизмы сбора и утилизации электронных отходов, поэтому потенциальное увеличение их количества за счет вышедших из эксплуатации солнечных панелей и других элементов солнечных электростанций (СЭС) представляет собой серьёзную проблему, требующую немедленного внимания и решения именно на начальном этапе, чтобы к моменту массового выхода из строя устанавливаемых сейчас панелей в республике уже существовала функционирующая система по сбору и утилизации этого вида отходов.

Целью данной статьи является анализ причин, препятствующих организации системы по утилизации солнечных панелей.

Проблемы переработки солнечных элементов существуют и в других странах мира. Во многих государствах отходы солнечной энергетики просто вывозятся на свалки [3, 8, 9]. Даже Китай, являющийся одним из передовых государств в области развития солнечной энергетики, не справляется в полном объеме с образующимися отходами, уровень утилизации фотоэлектрических панелей достигает около 30% в год. Утилизация сталкивается с трудностями из-за высокой стоимости и низкой доходности. Согласно китайскому официальному стандарту переработки, выпущенному в августе 2022 года [3], фотоэлектрический модуль состоит на 70% из стекла, на 10% из алюминиевой рамы, на 10% из клея-герметика, на 5% из кремния и на 1% из металлов, таких как серебро, медь и галлий.

Основная часть переработки сводится к удалению алюминиевой рамы и электрической распределительной коробки, а остальное измельчается и продаётся в виде гранул или битого стекла.

Металлы обеспечивают до двух третей стоимости материалов панелей, но их переработка обходится дороже. Переработка осложняется высокими логистическими затратами, несовершенной технологией, высокими инвестиционными затратами, низкой чистотой вторсырья и отсутствием масштабов.

Стоимость таких металлов как алюминий и серебро, извлекаемых из модуля, составляет около $7,78, тогда как переработка каждого модуля стоит около $10,33 [3]. Поэтому предприятиям трудно выжить, если работа основана только на рыночном механизме.

Можно предположить, что и в Узбекистане, как и в Китае, утилизация солнечных панелей потребует государственного финансирования и поддержки.

Для анализа экономических проблем утилизации солнечных панелей в Узбекистане были использованы следующие методы:

1. Анализ нормативных документов: изучение существующих законов и регуляций, касающихся утилизации солнечных панелей.

2. Экономический анализ: расчет затрат на утилизацию, включая капитальные вложения, транспортные расходы и затраты на рабочую силу.

Экономические проблемы утилизации солнечных панелей включают накопление электронных отходов, недостаточную инфраструктуру, ограниченные производственные мощности, несовершенство нормативных документов, наличие вредных веществ, транспортировку и высокие капитальные затраты.

Недостаточная инфраструктура и ограниченные производственные мощности для утилизации солнечных панелей являются значительными препятствиями. В Узбекистане отсутствуют специализированные предприятия, способные перерабатывать солнечные панели в больших объемах. Существующие нормативные документы не обеспечивают достаточной конкретизации и детализации процессов утилизации солнечных панелей. Отсутствие долгосрочной стратегии и недостаток финансовых стимулов затрудняют развитие этой сферы.

Транспортировка солнечных панелей к местам утилизации требует значительных затрат. Отсутствие специализированных транспортных средств и логистических решений увеличивает общие расходы на утилизацию.

Высокие капитальные затраты на оборудование, транспортировку и рабочую силу являются основным экономическим барьером для утилизации солнечных панелей.

Для расчета экономических показателей утилизации солнечных панелей необходимо учитывать несколько ключевых факторов, таких как стоимость утилизации, доходы от переработки материалов, срок службы панелей и другие. Вот пример подробного расчета, основанный на усредненных данных других стран по опыту утилизации солнечных панелей [2, 3, 8-10]:

• Стоимость утилизации одной панели: $15
• Доход от переработки материалов одной панели: $10
• Количество панелей: 1000
• Срок службы панелей: 25 лет
• Процент утилизации: 90% (наиболее оптимистичный сценарий)

1. Общая стоимость утилизации:

C_U = C₁·n                                                                            (1)

C₁ – Стоимость утилизации одной панели; n – количество панелей

C_U =15 · 1000 = 15000 $

2. Общий доход от переработки:

P_U = P₁·n·r_U                                                                        (2)

P₁ - доход от переработки одной панели; r_U – процент утилизации

P_U = 10· 1000·0.9 = 9000 $

3. Чистая стоимость утилизации:

C_UP = C_U – P_U                                                                     (3)

C_UP = 15000 – 9000 = 6000 $

4. Годовая стоимость утилизации:

C_UY = C_UP /T                                                                     (4)

C_UY = 6000 /25 = 240 $/год

Итак, чистая стоимость утилизации солнечных панелей может составлять всего 240 $ в год на 1000 штук. Однако такая относительно низкая стоимость возможна только при высоком уровне сбора отработавших панелей.

Экономические проблемы утилизации солнечных панелей в Узбекистане требуют комплексного подхода. Необходимо разработать и внедрить эффективные нормативные документы, стимулирующие развитие инфраструктуры и производственных мощностей. Важно также инвестировать в технологии безопасной переработки вредных веществ и оптимизировать логистические решения для снижения транспортных расходов.

С учетом текущих темпов роста солнечной энергетики в Узбекистане, к 2050 году количество установленных солнечных панелей может значительно увеличиться (до нескольких миллионов). Это приведет к значительному увеличению объема электронных отходов и потребует создания более развитой инфраструктуры для их утилизации.

Для эффективного управления утилизацией солнечных панелей к 2050 году необходимо:

1. Разработка долгосрочной стратегии: создание комплексного плана по утилизации солнечных панелей, включающего финансовые стимулы и поддержку со стороны государства.

2. Инвестиции в инфраструктуру: строительство специализированных предприятий для переработки солнечных панелей и развитие логистических решений для их транспортировки.

3. Технологические инновации: внедрение новых технологий для безопасной переработки вредных веществ, содержащихся в солнечных панелях.

4. Общественная поддержка: повышение уровня осведомленности населения о важности утилизации солнечных панелей и экологических последствиях их накопления на свалках.

Заключение. Утилизация солнечных панелей в Узбекистане сталкивается с рядом экономических проблем, включая накопление электронных отходов, недостаточную инфраструктуру, ограниченные производственные мощности, несовершенство нормативных документов, наличие вредных веществ, транспортировку и высокие капитальные затраты. Решение этих проблем требует координации усилий государственных органов, частных компаний и международных организаций для создания устойчивой системы утилизации солнечных панелей.

Обучение и информирование населения об утилизации солнечных панелей также имеет большое значение. Чем больше людей будут осведомлены о важности правильной утилизации солнечных панелей, тем эффективнее будет происходить данный процесс.

Таким образом, утилизация солнечных панелей в Узбекистане требует комплексного подхода и совместных усилий со стороны государства, бизнеса и общества. Только таким образом можно добиться устойчивого и экологически безопасного развития утилизации солнечных панелей в Узбекистане.

Список литературы:

1. В Узбекистане построят солнечную электростанцию 457 МВт. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://renen.ru/v-uzbekistane-postroyat-solnechnuyu-elektrostantsiyu-457-mvt-s-tsenoj-1-8-tsenta-za-kvt-ch/. Дата обращения 10.07.2024
2. Вольф Г. «Солнечный» мусор. 2021. Эл. ресурс. Режим доступа: https://peretok.ru/articles/freezone/23462/ Дата обращения 19.07.2024
3. До 70% отработанных солнечных панелей в Китае просто выбрасывают из-за высокой стоимости переработки. (Электронный ресурс). Режим доступа:  https://dzen.ru/a/ZDf-5zxdOX45mALI#:~:text=УРОВЕНЬ% 20УТИЛИЗАЦИИ%20ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ%20ПАНЕЛЕЙ%20ДОСТИГ%20ПРИМЕРНО%2030%25%20В%20ГОД. Дата обращения 16.07.2024
4. Минэкологии – о проблемах переработки аккумуляторов и решениях. (Электронный ресурс). Режим доступа: https://www.gazeta.uz/ru/2024/02/10/electronic-waste/ Дата обращения 16.07.2024
5. О мерах по ускорению внедрения возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий в 2023 году. Постановление Президента Узбекистана ПП-57-сон 16.02.2023.  Режим доступа: https://lex.uz/docs/6385720
6. Очилдиев О.Ш., Абдурахманов Б.У. Оценка вклада солнечной энергетики в Республике Узбекистан в увеличение дефицита воды// Сборник трудов республиканской научно-технической конференции “Respublikamizda ekologiya va hayot faoliyati xavfsizligi muammolari va yechimlari” 17 апреля 2024 г, Термез, Термезский инженерно-технологический институт. С. 17-22
7. Развитие ВИЭ в Узбекистане - RenEn.ru [Электронный ресурс] Режим доступа: https://renen.ru/razvitie-vie-v-uzbekistane/. Дата обращения 10.07.2024
8. Томпсон М. Утилизация солнечных панелей: краткое руководство (17 Апрель, 2024). Эл. ресурс. Режим доступа: https://sigmaearth.com/ru/solar-panel-disposal-a-quick-guide/#google^*_vignette. Дата обращения 19.07.2024
9. Утилизация солнечных панелей [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.solarhome.ru/basics/solar/pv/pv-recycling.htm, Дата обращения 12.07.2024
10. Weckend S., Wade A., Heath G. End-of-life management: Solar photovoltaic panels. Report. IRENA 2016 AND IEA-PVPS 2016

*(По требованию Роскомнадзора информируем, что иностранное лицо, владеющее информационными ресурсами Google является нарушителем законодательства Российской Федерации – прим. ред.)