Điện mặt trời là nguồn năng lượng sạch, đã và đang được nhiều quốc gia trên thế giới đẩy mạnh phát triển với các chính sách hỗ trợ. Ngoài các trang trại sản xuất tập trung, điện mặt trời còn dần phủ kín các mái nhà, cánh đồng... thậm chí còn đang tràn xuống mặt hồ nước và tiến dần ra biển.
Tuy nhiên, đi kèm với sự phát triển của nguồn năng lượng này, các mô-đun hết hạn sử dụng cũng trở thành nguồn rác thải lớn cần xử lý.
Các dự báo cho thấy, đến năm 2050, tổng lượng rác thải mô-đun điện mặt trời toàn cầu có thể vượt quá 200 triệu tấn theo nhiều kịch bản khác nhau.
Do đó, các giải pháp bền vững đòi hỏi sự kết hợp giữa các phương pháp tiếp cận về quy định và công nghệ, được điều chỉnh phù hợp với điều kiện cụ thể của từng khu vực.
Thành công trong tương lai sẽ phụ thuộc không chỉ vào việc phát triển công nghệ tái chế tốt hơn, mà còn vào việc tạo ra các ưu đãi kinh tế, xây dựng mạng lưới thu gom, và phát triển thị trường cho vật liệu thu hồi.
Mức độ mà ngành công nghiệp có thể quản lý hiệu quả quá trình chuyển đổi này sẽ tác động mạnh mẽ đến vai trò lâu dài của điện mặt trời trong quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu.
Báo cáo “Tình trạng tái chế mô-đun điện mặt trời tại các quốc gia thuộc IEA PVPS Task 12” cho thấy, các quốc gia đang chuẩn bị đối phó với một trong những thách thức bền vững cấp bách nhất của ngành năng lượng tái tạo.
Các quốc gia bắt đầu đẩy mạnh hành động
Châu Âu tiếp tục đặt ra tiêu chuẩn toàn cầu về quản lý rác thải điện mặt trời thông qua Chỉ thị về Rác thải thiết bị điện và điện tử. Chỉ thị này yêu cầu tất cả quốc gia thành viên EU phải tự vận hành chương trình thu hồi và tái chế, hoặc tham gia vào các chương trình tuân thủ của nhà sản xuất, với mục tiêu thu hồi 85% và tỷ lệ tái chế 80%.
Năm 2022, các quốc gia châu Âu đã thu gom gần 50.000 tấn rác thải mô-đun PV từ 18 quốc gia. Ý dẫn đầu với 21.500 tấn được thu gom, tiếp theo là Đức với 16.500 tấn, chiếm số lượng lớn nhất trong các quốc gia EU.
Sự tăng trưởng này phản ánh cả sự mở rộng của thị trường năng lượng mặt trời châu Âu và sự gia tăng số lượng mô-đun hết hạn sử dụng. Đặc biệt, tại Đức khối lượng rác thải tăng mạnh, dự báo có thể đạt từ 400.000 tấn đến 1 triệu tấn vào năm 2030.
Cơ sở hạ tầng tái chế liên tục được mở rộng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Tập đoàn Reiling của Đức đang vận hành cơ sở tái chế PV chuyên dụng lớn nhất châu Âu với công suất tối đa 50.000 tấn/năm. Trong khi đó, hệ thống tái chế tại Pháp, được tổ chức phi lợi nhuận Soren quản lý, đã xử lý 7.143 tấn trong năm 2024, đạt tỷ lệ tái chế 86,81%.
Tại thị trường châu Á, mặc dù chưa có luật cụ thể về rác thải PV nhưng Nhật Bản đã xử lý khoảng 2.079 tấn rác thải mô-đun vào năm 2022.
Chính quyền Nhật Bản đã soạn thảo một quy định yêu cầu bắt buộc tái chế các mô-đun PV hết hạn sử dụng, đồng thời thiết lập một cơ chế thanh toán được quản lý bởi một tổ chức độc lập.
Hàn Quốc đã áp dụng một hướng đi khác, khi triển khai quy định về trách nhiệm của nhà sản xuất đối với mô-đun PV từ năm 2023. Trong năm đầu tiên, hệ thống vượt xa kỳ vọng, tái chế được 688 tấn, cao hơn nhiều so với mục tiêu chỉ 159 tấn. Quốc gia này cũng xây dựng mạng lưới các công ty tái chế chuyên biệt với tổng công suất 14.725 tấn/năm.
Trung Quốc, với tư cách là thị trường điện mặt trời lớn nhất thế giới, đang phải đối mặt với thách thức lớn nhất. Dự báo cho thấy tổng khối lượng mô-đun PV hết hạn sử dụng tích lũy có thể đạt 1 triệu tấn vào năm 2030 trong kịch bản thông thường, hoặc 4 triệu tấn trong kịch bản xuống cấp sớm.
Một số tập đoàn lớn của Trung Quốc, bao gồm State Power Investment Group và JinkoSolar, đã xây dựng các dây chuyền tái chế mô-đun PV, nhằm đáp ứng quy mô rác thải ngày càng tăng và tận dụng lại vật liệu có giá trị trong ngành năng lượng mặt trời.
Những thách thức về kinh tế vẫn còn lớn
Bất chấp những tiến bộ về công nghệ, bài toán kinh tế của việc tái chế mô-đun điện mặt trời vẫn còn nhiều khó khăn. Báo cáo “Tình trạng tái chế mô-đun điện mặt trời tại các quốc gia thuộc IEA PVPS Task 12” chỉ rõ, khối lượng tái chế hiện tại còn thấp, công nghệ tái chế hạn chế, khó khăn trong khâu logistics, và thị trường vật liệu thu hồi chưa phát triển. Từ đó dẫn đến “kịch bản chi phí cao, doanh thu thấp” cho ngành tái chế mô-đun PV.
Tại Mỹ, chi phí tái chế có thể vượt 14 USD/mô-đun, trong khi chi phí chôn lấp chỉ khoảng 1-5 USD/mô-đun. Sự chênh lệch chi phí này là một trong những rào cản lớn nhất đối với việc quản lý bền vững vòng đời cuối của các tấm pin mặt trời.
Do đó, các công ty đang đầu tư vào thiết bị và quy trình tái chế chuyên dụng, trong khi một số khác đang thử nghiệm các đơn vị tái chế di động có thể triển khai trực tiếp tại các địa điểm tháo dỡ để giảm chi phí vận chuyển.
Bên cạnh khung pháp lý đã được thiết lập của châu Âu, động lực từ những chính sách đang phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới. Úc dự kiến sẽ triển khai chương trình quản lý sản phẩm bắt buộc vào năm 2025, trong khi một số bang của Mỹ đã ban hành hoặc đang xây dựng các quy định riêng về xử lý mô-đun điện mặt trời khi hết vòng đời sử dụng.
Báo cáo nhấn mạnh, việc hoàn thiện khung pháp lý đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của ngành. “Để đáp ứng nhu cầu vật liệu trong tương lai với chi phí tương đương vật liệu nguyên sinh, cần tiếp tục cải thiện hoạt động tái chế mô-đun PV sau vòng đời sử dụng, đồng thời hoàn thiện hệ thống logistics và phát triển thị trường thứ cấp”, các tác giả nhận định.
