சூரிய மின்பலகைக் கண்ணாடியை மறுசுழற்சி செய்ய ஜப்பானின் முன்னெடுப்புக்கு ஃபுகுஷிமா தலைமை: சவால்கள், புதுமைகள், எதிர்காலப் பாதை

ஃபுகுஷிமாவின் சூரிய மின்பலகைக் கண்ணாடி மறுசுழற்சி முன்னெடுப்பு: புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி நிலைத்தன்மையில் புதிய அத்தியாயம்

ஒருகாலத்தில் அணுசக்திப் பேரழிவுடன் அடையாளம் காணப்பட்ட ஃபுகுஷிமா மாகாணம், இப்போது புதிய சுற்றுச்சூழல் சவாலில் முன்னணியில் உள்ளது: பயன்பாட்டிலிருந்து நீக்கப்பட்ட சூரிய மின்பலகைகளின் வலுவூட்டப்பட்ட கண்ணாடியை மறுசுழற்சி செய்வது. ஜப்பானில் சூரிய மின்சார வளர்ச்சி முதிர்ச்சியடையும் நிலையில், 2030களின் நடுப்பகுதியிலிருந்து ஆண்டுதோறும் பல லட்சம் டன் சூரிய மின்பலகைக் கழிவுகளை அகற்ற வேண்டிய நிலை உருவாகும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இந்தக் கண்ணாடியை வீடுகளுக்கான வெப்பக் காப்புப் பொருளாக மறுசுழற்சி செய்யும் ஃபுகுஷிமாவின் முன்னோடி முயற்சிகள், ஜப்பானுக்கும் அதற்கு அப்பாலும் ஒரு முன்மாதிரியாக அமையக்கூடும்.

ஜப்பானில் சூரிய மின்பலகைகளை அகற்றுவது ஏன் நெருக்கடியாக மாறுகிறது?

2011 ஃபுகுஷிமா அணுசக்திப் பேரழிவுக்குப் பிறகு ஜப்பானில் சூரிய ஆற்றலை விரைவாக ஏற்றுக்கொள்வது தீவிரமடைந்தது. புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்திக்கு நிலையான விலையை உறுதிசெய்த, 2012இல் அரசு அறிமுகப்படுத்திய மின் கொள்முதல் உத்தரவாத (FIT) திட்டம், நாடு முழுவதும் சூரிய மின்பலகை நிறுவல்களைப் பெருக்கியது. இதன் விளைவாக, 2022ஆம் ஆண்டில் ஜப்பானின் மொத்த நிறுவப்பட்ட சூரிய மின்திறன் 85 மில்லியன் கிலோவாட்டை எட்டியது. இதன் மூலம் உலகின் மூன்றாவது பெரிய சூரிய மின்சார நாடாக ஜப்பான் ஆனது.

இருப்பினும், சூரிய மின்பலகைகளின் வழக்கமான ஆயுட்காலம் 20 முதல் 30 ஆண்டுகள் ஆகும். 2010களின் தொடக்கத்தில் நிறுவப்பட்ட பலகைகள் இப்போது அவற்றின் பயன்பாட்டுக் காலத்தின் முடிவை நெருங்குகின்றன. 2030களின் பிற்பகுதியிலிருந்து ஆண்டுதோறும் 500,000 முதல் 800,000 டன் வரையிலான சூரிய மின்பலகைகளைக் கையாள வேண்டியிருக்கும் என சுற்றுச்சூழல் அமைச்சகம் மதிப்பிடுகிறது. இந்த அளவு, தற்போதுள்ள தொழில்துறைக் கழிவு வசதிகளையும் நிலநிரப்புத் தளங்களையும் திணறடிக்கக்கூடும்.

தற்போது பெரும்பாலான சூரிய மின்பலகைகள் நிலநிரப்புத் தளங்களில் கொட்டப்படுகின்றன; ஆனால் இந்த நடைமுறை நிலைத்திருக்கக்கூடியதல்ல. பலகைகளில் ஈயம், சிலவற்றில் காட்மியம் போன்ற அபாயகரமான பொருள்கள் உள்ளன. அவற்றைச் சரியாகக் கையாளாவிட்டால், இவை சுற்றுச்சூழலுக்குள் கசிந்து செல்லக்கூடும். கழிவுகளின் பெரும் அளவும், நிலநிரப்புத் தளங்களின் எண்ணிக்கை குறைவாக இருப்பதும், நிலையான அகற்றல் மற்றும் மறுசுழற்சி தீர்வுகளைக் கண்டறிவதை அவசரத் தேவையாக்கியுள்ளன.

சூரிய மின்பலகைக் கண்ணாடி மறுசுழற்சி எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

சூரிய மின்பலகைகள் பல அடுக்குகளைக் கொண்ட சிக்கலான சாதனங்கள். சூரிய ஒளியை எதிர்கொள்ளும் மேல் அடுக்கு, அதிகத் தூய்மையுள்ள வலுவூட்டப்பட்ட கண்ணாடியால் ஆனது. அதன் கீழே எத்திலீன்-வினைல் அசிட்டேட் (EVA) பிசின் அடுக்குகள், ஒளிமின்னழுத்த மின்கலங்கள் (பொதுவாக சிலிக்கான் அடிப்படையிலானவை), மேலும் EVA அடுக்கு, பின்புறத் தாள் ஆகியவை உள்ளன. EVA மூலம் கண்ணாடி மின்கலங்களுடன் ஒட்டப்பட்டிருப்பதால், அவற்றைப் பிரிப்பது சவாலானது.

ஃபுகுஷிமாவில் தகாரியோ கார்ப்பரேஷன், தோஷிமா கிளாஸ், பாரமவுண்ட் கிளாஸ் மானுஃபேக்சரிங் கம்பெனி ஆகிய மூன்று நிறுவனங்கள் இந்தச் சவாலை எதிர்கொள்ள இணைந்துள்ளன. அவற்றின் செயல்முறை பின்வருமாறு:

• பயன்படுத்தப்பட்ட சூரிய மின்பலகைகளிலிருந்து பாதுகாப்புக் கண்ணாடியைச் சிறு துண்டுகளாக நொறுக்குதல்.
• இந்தக் கண்ணாடியைப் பாட்டில்களிலிருந்து கிடைக்கும் கண்ணாடி உள்ளிட்ட பிற கழிவுக் கண்ணாடியுடன் கலத்தல்.
• கலவையை உலையில் உருக்குதல்.
• உருகிய கண்ணாடியை இழைகளாகச் சுழற்றி, அவற்றை வீடுகளுக்கான வெப்பக் காப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்துதல்.

இந்த அணுகுமுறை கண்ணாடி நிலநிரப்புத் தளங்களுக்குச் செல்வதைத் தடுப்பதுடன், கட்டுமானத் துறைக்குப் பயனுள்ள ஒரு பொருளையும் உருவாக்குகிறது. 100 டன் வெப்பக் காப்புப் பொருளில் ஒரு டன் சூரிய மின்பலகைக் கண்ணாடியைச் சேர்ப்பதால் இறுதிப் பொருளின் தரம் பாதிக்கப்படாது எனச் சோதனைகள் காட்டியுள்ளன.

முக்கிய சவால்கள் என்ன?

வாய்ப்புகள் இருந்தாலும், சூரிய மின்பலகைக் கண்ணாடி மறுசுழற்சியில் குறிப்பிடத்தக்க தடைகள் உள்ளன:

• லாபத்தன்மை: கண்ணாடியை மறுசுழற்சி செய்வதைவிட அப்படியே அகற்றுவது குறைந்த செலவாகும். சூரிய மின்பலகைக் கண்ணாடியில் சாதாரண பாட்டில் கண்ணாடியில் இல்லாத வேறு பொருள்கள் இருப்பதால், கலவை விகிதங்களைச் சரிசெய்வது நேரம் எடுக்கும்.
• அளவுப் பெருக்கம்: முழு அளவிலான வணிகச் செயல்பாட்டுக்கு மாதம் குறைந்தது 100 டன் பாதுகாப்புக் கண்ணாடி தேவைப்படும் என பாரமவுண்ட் கிளாஸ் மதிப்பிடுகிறது. தற்போது சோதனை உற்பத்தியில் நிறுவனங்கள் மாதம் ஒரு டன் கண்ணாடியை மட்டுமே பயன்படுத்துகின்றன.
• போக்குவரத்துச் செலவுகள்: சூரிய மின் நிலையங்களிலிருந்து மறுசுழற்சி மையங்களுக்கு கனமான கண்ணாடியைக் கொண்டு செல்வது செலவை அதிகரிக்கிறது. இந்த முயற்சிகளுக்கு ஆதரவாக ஃபுகுஷிமா மாகாண அரசு போக்குவரத்துச் செலவுகளுக்கு மானியம் வழங்கத் தொடங்கியுள்ளது.
• தொழில்நுட்பச் சிக்கல்: பலகையின் பிற பாகங்களிலிருந்து, குறிப்பாக EVA பிசின் மற்றும் பதிக்கப்பட்ட உலோகங்களிலிருந்து, கண்ணாடியைப் பிரிக்கச் சிறப்புக் கருவிகளும் செயல்முறைகளும் தேவைப்படுகின்றன.

புதுமைகளும் தொழில்துறை அளவிலான முயற்சிகளும்

ஜப்பான் முழுவதும் பயனுள்ள சூரிய மின்பலகை மறுசுழற்சி தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்க நடைபெறும் பரந்த முயற்சியின் ஒரு பகுதிதான் ஃபுகுஷிமாவின் முன்னெடுப்பு. பல நிறுவனங்களும் ஆய்வு அமைப்புகளும் புதுமையான தீர்வுகளில் பணியாற்றுகின்றன:

• TAKEEI Corporation ஃபுகுஷிமாவின் சோமா நகரில், பலகைகளை நொறுக்கி அவற்றிலிருந்து கண்ணாடியைப் பிரிக்க “PV Recycling Hammer” கருவியைப் பயன்படுத்தும் வசதியைத் தொடங்கியுள்ளது. இந்த ஆலை நாளொன்றுக்கு சுமார் ஒன்பது டன் பலகைகளைச் செயலாக்க முடியும்; அதன் திறனை விரிவுபடுத்தத் திட்டமிடப்பட்டுள்ளது. தரச் சோதனையில் தேர்ச்சி பெறும் பலகைகள் மறுவிற்பனை செய்யப்படுகின்றன; மற்றவை பிரிக்கப்பட்டு அலுமினியம், கண்ணாடி போன்ற பொருள்கள் மீட்கப்படுகின்றன. அவை பின்னர் மறுசுழற்சி செய்யப்படுகின்றன அல்லது பொறுப்புடன் அகற்றப்படுகின்றன.
• AGC Inc. சூரிய மின்பலகைகளின் மூடுகண்ணாடியை கட்டுமானத்தில் பயன்படுத்தப்படும் உயர் மதிப்புள்ள தட்டைக் கண்ணாடியாக மறுசுழற்சி செய்வதில் வெற்றி பெற்றுள்ளது. மறுசுழற்சிக் கண்ணாடியைப் பதப்படுத்துவதற்குக் கன்னிப் பொருள்களைவிடக் குறைந்த ஆற்றலே தேவைப்படுவதால், இந்தச் செயல்முறை மூலப்பொருள்களைச் சேமித்து, பசுமைக்குடில் வாயு வெளியேற்றத்தைக் குறைக்கிறது.
• Mitsubishi Chemical Group சூரிய மின்பலகைகளில் உள்ள சீலண்டை அதிக வெப்பத்தில் வாயுவாக மாற்றும் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கியுள்ளது. இதனால் கண்ணாடி, வெள்ளி, செம்பு, அலுமினியம் ஆகியவற்றை எளிதில் மீட்க முடிகிறது. இந்த முறை மறுசுழற்சிச் செலவை 20–30% குறைப்பதுடன், பலகைப் பொருள்களில் சுமார் 99% மீண்டும் பயன்படுத்தவும் வழிவகுக்கிறது.
• NPC மற்றும் Toshiba Environmental Solutions ஆகியவை கண்ணாடியை மின்கலங்களிலிருந்து பிரிப்பதற்கான “hot knife” முறை, எஃகுத் தூரிகையால் அரைத்தல் போன்ற இயந்திர முறைகளை உருவாக்கியுள்ளன. மறுசுழற்சி நடவடிக்கைகளின் செயல்திறனையும் லாபத்தன்மையையும் அதிகரிப்பதே இம்முறைகளின் நோக்கம்.

மீட்கப்பட்ட கண்ணாடியின் மதிப்பு ஒப்பீட்டளவில் குறைவு என்பதால் இந்தப் புதுமைகள் முக்கியமானவை. கழிவுக் கண்ணாடி ஒரு கிலோகிராமுக்கு வெறும் 0.5–1 யென் என்ற விலையில் விற்கப்படுகிறது. மறுசுழற்சியைச் சாத்தியமானதாக மாற்ற, அதிக மதிப்புள்ள பொருள்களை உருவாக்குவதற்கும் அல்லது பதப்படுத்தும் செலவைக் குறைப்பதற்கும் நிறுவனங்கள் வழிகளைத் தேடுகின்றன.

அரசுக் கொள்கை: கட்டாய சூரிய மின்பலகை மறுசுழற்சியை நோக்கி

வரவிருக்கும் கழிவுப் பிரச்சினையின் அளவை உணர்ந்துள்ள ஜப்பான் அரசு, சூரிய மின்பலகை மறுசுழற்சியைக் கட்டாயமாக்க நடவடிக்கை எடுத்து வருகிறது. பொருளாதாரம், வர்த்தகம் மற்றும் தொழில்துறை அமைச்சகமும் சுற்றுச்சூழல் அமைச்சகமும், நிறுவனங்கள் சூரிய மின்பலகைகளை மறுசுழற்சி செய்ய வேண்டும் எனக் கோரும் சட்டத்தை அறிமுகப்படுத்தத் திட்டமிட்டுள்ளன; விதிகளைப் பின்பற்றாதவர்களுக்கு அபராதங்களும் விதிக்கப்படும். குறிப்பிட்ட மறுசுழற்சி முறைகளையும் நிதியுதவி உள்ளிட்ட ஆதரவு நடவடிக்கைகளையும் உருவாக்க நிபுணர் குழு ஒன்று அமைக்கப்படுகிறது.

தற்போது மறுசுழற்சி கட்டாயமில்லை; பெரும்பாலான பலகைகள் நிலநிரப்புத் தளங்களுக்குச் செல்கின்றன. வளப் பயன்பாட்டை மேம்படுத்தவும், சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைக்கவும், ஜப்பானை சர்வதேசத் தரநிலைகளுடன் ஒத்திசைக்கவும் புதிய கொள்கை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. ஐரோப்பிய ஒன்றியம் 2012 முதலே சூரிய மின்பலகை மறுசுழற்சியைக் கட்டாயமாக்கியுள்ளது. அமெரிக்காவின் சில பகுதிகளிலும் இதேபோன்ற விதிமுறைகள் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகின்றன; சீனாவிலும் அவை பரிசீலிக்கப்படுகின்றன.

குறைந்த எடையும் பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கேற்ற தன்மையும் கொண்ட, ஆனால் குறுகிய ஆயுட்காலம் உடைய பெரோவ்ஸ்கைட் சூரிய மின்கலங்கள் (PSCs) போன்ற புதிய சூரியத் தொழில்நுட்பங்களின் மேம்பாட்டையும் அரசு ஊக்குவிக்கிறது. அடுத்த தலைமுறைப் பலகைகளின் மறுசுழற்சிச் செலவுகளை ஈடுகட்ட மானியங்கள் வழங்குவது பரிசீலிக்கப்படுகிறது.

சுற்றுச்சூழல் மற்றும் பொருளாதார விளைவுகள்

சூரிய மின்பலகைகளை மறுசுழற்சி செய்வதால் பல சுற்றுச்சூழல் நன்மைகள் கிடைக்கின்றன:

• நிலநிரப்புக் கழிவுகளைக் குறைக்கிறது: பெருமளவிலான கண்ணாடி மற்றும் பிற பொருள்கள் குறைவான நிலநிரப்புத் தளங்களுக்குச் செல்வதைத் தடுக்கிறது.
• மாசுபாட்டைத் தடுக்கிறது: முறையான மறுசுழற்சி, ஈயம் மற்றும் காட்மியம் போன்ற அபாயகரமான பொருள்கள் மண்ணிலும் நீரிலும் கசிந்து செல்வதைத் தடுக்கிறது.
• வளங்களைச் சேமிக்கிறது: மீட்கப்பட்ட கண்ணாடி, அலுமினியம், சிலிக்கான் ஆகியவற்றை மீண்டும் பயன்படுத்தலாம். இதனால் புதிய மூலப்பொருள்களின் தேவை குறைவதுடன், ஆற்றல் நுகர்வும் குறைகிறது.
• பசுமைக்குடில் வாயு வெளியேற்றத்தைக் குறைக்கிறது: கண்ணாடி உற்பத்தியில் மறுசுழற்சிப் பொருள்களைப் பயன்படுத்துவது, கன்னி வளங்களைப் பயன்படுத்துவதுடன் ஒப்பிடுகையில் CO2 வெளியேற்றத்தைக் குறைக்கிறது.

பொருளாதார ரீதியாக, மறுசுழற்சியை லாபகரமாக்குவதே சவால். மீட்கப்பட்ட பொருள்களின் குறைந்த மதிப்பும், பதப்படுத்துவதற்கான அதிகச் செலவும் தடைகளாக உள்ளன. அரசின் மானியங்கள், தொழில்நுட்பப் புதுமைகள், அதிக மதிப்புள்ள மறுசுழற்சிப் பொருள்களை உருவாக்குதல் ஆகியவை இதற்கான தீர்வின் பகுதிகளாகும்.

தேசிய முன்மாதிரியாக ஃபுகுஷிமாவின் பங்கு

சூரிய மின்பலகை மறுசுழற்சியில் ஃபுகுஷிமா முன்னிலை வகிப்பது பல காரணங்களால் முக்கியமானது. ஜப்பானில் ஆண்டுதோறும் சூரிய மின்சாரம் அதிகம் உற்பத்தியாகும் மாகாணம் இதுவாகும். 2011 அணுசக்திப் பேரழிவுக்குப் பிறகு புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தியை விரிவுபடுத்தவும் ஒருங்கிணைந்த முயற்சிகளை மேற்கொண்டுள்ளது. மறுசுழற்சி கட்டமைப்பை உருவாக்குவதிலும், தொழில்துறை ஒத்துழைப்பை வளர்ப்பதிலும், அரசின் ஆதரவைப் பெறுவதிலும் இதன் அனுபவம் இதேபோன்ற சவால்களை எதிர்கொள்ளும் பிற பகுதிகளுக்கு முன்மாதிரியாக அமையக்கூடும்.

மேலும், ஜப்பானின் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தித் துறையில் வட்டப் பொருளாதாரத்தை நோக்கிய பரந்த மாற்றத்தின் ஒரு பகுதியாகவும் ஃபுகுஷிமாவின் முயற்சிகள் உள்ளன. “Soma Circular Park” போன்ற முன்னெடுப்புகளும், சூரிய மின்பலகைகளை மீண்டும் பயன்படுத்தவும் மறுசுழற்சி செய்யவும் இணையத் தளங்கள் தொடங்கப்பட்டிருப்பதும், நிலைத்தன்மை மற்றும் வளத் திறன்மீது அதிகரித்து வரும் கவனத்தைப் பிரதிபலிக்கின்றன.

ஜப்பானில் சூரிய மின்பலகை மறுசுழற்சியின் அடுத்தகட்டம் என்ன?

பயன்பாட்டிலிருந்து நீக்கப்படும் சூரிய மின்பலகைகளின் அளவு அதிகரிக்கும்போது, புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்திக் கழிவுகளை நிலையான முறையில் கையாளும் திறனுக்கான முக்கியச் சோதனையை ஜப்பான் எதிர்கொள்கிறது. அடுத்தகட்ட முக்கிய நடவடிக்கைகள்:

• ஆண்டுதோறும் பல லட்சம் டன் பலகைகளைக் கையாளும் வகையில் மறுசுழற்சி நடவடிக்கைகளை விரிவுபடுத்துதல்.
• செலவு குறைந்த, திறன்மிக்க மறுசுழற்சி தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குதல்.
• கட்டாய மறுசுழற்சி விதிமுறைகளை நடைமுறைப்படுத்தி, அமலாக்குதல்.
• லாபத்தன்மையை மேம்படுத்த அதிக மதிப்புள்ள மறுசுழற்சிப் பொருள்களை உருவாக்க ஊக்குவித்தல்.
• செயல்திறன் தேவைகள் குறைவாகக் கடுமையுள்ள பகுதிகளில் குறிப்பாக, சாத்தியமான இடங்களில் பலகைகளை மீண்டும் பயன்படுத்துவதை ஊக்குவித்தல்.

வெற்றிக்கு அரசு, தொழில்துறை, ஆய்வு நிறுவனங்கள் இடையிலான தொடர்ச்சியான ஒத்துழைப்பும், நிலையான எரிசக்தி நடைமுறைகளுக்கான பொதுமக்கள் ஆதரவும் தேவைப்படும்.

சுருக்கமாக

• 2030களின் பிற்பகுதியில் ஆண்டுக்கு 800,000 டன் வரை சூரிய மின்பலகைக் கழிவுகள் உருவாகும் என எதிர்பார்க்கப்படுவதால், ஜப்பான் பெரும் சவாலை எதிர்கொள்கிறது.
• சூரிய மின்பலகைக் கண்ணாடியை வெப்பக் காப்புப் பொருளாக மறுசுழற்சி செய்யும் முன்னோடி முயற்சிகளை ஃபுகுஷிமா மாகாணம் மேற்கொண்டு வருகிறது; இது நாடு முழுவதற்கும் முன்மாதிரியாக அமையக்கூடும்.
• அதிகச் செலவு, தொழில்நுட்பச் சிக்கல், பெரிய அளவில் செயல்படுத்த வேண்டிய தேவை ஆகியவை மறுசுழற்சிக்குச் சவாலாக உள்ளன.
• புதுமையான தொழில்நுட்பங்களும் அரசின் மானியங்களும் மறுசுழற்சியைச் சாத்தியமானதாக மாற்ற உதவுகின்றன.
• சுற்றுச்சூழல் மற்றும் வளங்கள் தொடர்பான கவலைகளை எதிர்கொள்ளக் கட்டாய மறுசுழற்சி விதிமுறைகள் உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன.
• ஜப்பானின் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தித் துறையில் வட்டப் பொருளாதாரத்தை நோக்கிய பரந்த மாற்றத்தை ஃபுகுஷிமாவின் தலைமைத்துவம் பிரதிபலிக்கிறது.
• ஜப்பானின் தூய்மையான எரிசக்தி மாற்றம் நீண்டகாலம் நிலைத்திருக்க, சூரிய மின்பலகைகளைத் திறம்பட மறுசுழற்சி செய்வது இன்றியமையாதது.