Fukushima Memimpin Usaha Jepun Mengitar Semula Kaca Panel Solar: Cabaran, Inovasi dan Langkah Seterusnya

Inisiatif Kitar Semula Kaca Panel Solar Fukushima: Bab Baharu dalam Kelestarian Tenaga Boleh Baharu

Wilayah Fukushima, yang pernah sinonim dengan bencana nuklear, kini berada di barisan hadapan cabaran alam sekitar baharu: mengitar semula kaca terbaja daripada panel solar yang telah dilupuskan. Ketika ledakan tenaga solar Jepun semakin matang, negara itu berdepan gelombang sisa panel solar yang bakal meningkat, dengan ratusan ribu tan dijangka perlu dilupuskan setiap tahun mulai pertengahan 2030-an. Usaha perintis Fukushima mengitar semula kaca ini menjadi bahan penebat untuk rumah berpotensi menjadi teladan bagi seluruh negara dan rantau lain.

Mengapa Pelupusan Panel Solar Menjadi Krisis di Jepun?

Penerimaan tenaga solar secara pesat di Jepun bermula dengan bersungguh-sungguh selepas bencana nuklear Fukushima pada 2011. Pengenalan sistem tarif galakan (FIT) oleh kerajaan pada 2012, yang menjamin harga tetap bagi tenaga boleh baharu, mencetuskan ledakan pemasangan solar di seluruh negara. Hasilnya, jumlah kapasiti solar terpasang Jepun mencecah 85 juta kilowatt menjelang 2022, menjadikannya yang ketiga terbesar di dunia.

Namun, jangka hayat panel solar biasanya 20 hingga 30 tahun. Panel yang dipasang pada awal 2010-an kini semakin menghampiri penghujung jangka hayatnya. Kementerian Alam Sekitar menganggarkan antara 500,000 hingga 800,000 tan panel solar perlu dilupuskan setiap tahun mulai penghujung 2030-an—jumlah yang boleh membebankan kemudahan sisa industri dan tapak pelupusan sedia ada.

Kebanyakan panel solar kini dilupuskan di tapak pelupusan, tetapi amalan ini tidak mampan. Panel mengandungi bahan berbahaya seperti plumbum dan, dalam sesetengah kes, kadmium, yang boleh meresap ke alam sekitar jika tidak diuruskan dengan betul. Jumlah sisa yang besar, ditambah dengan bilangan tapak pelupusan yang terhad, menjadikan pencarian penyelesaian pelupusan dan kitar semula yang mampan suatu keperluan mendesak.

Bagaimanakah Kitar Semula Kaca Panel Solar Dilakukan?

Panel solar ialah peranti kompleks yang terdiri daripada berbilang lapisan. Lapisan atas yang menghadap matahari diperbuat daripada kaca terbaja berketulenan tinggi. Di bawahnya terdapat lapisan resin etilena-vinil asetat (EVA), sel fotovolta (biasanya berasaskan silikon), satu lagi lapisan EVA dan kepingan lapisan belakang. Kaca itu dicantumkan pada sel dengan EVA, sekali gus menyukarkan proses pengasingan.

Di Fukushima, tiga syarikat—Takaryo Corp., Toshima Glass dan Paramount Glass Mfg. Co.—bergabung tenaga untuk menangani cabaran ini. Proses mereka melibatkan:

• Menghancurkan kaca pelindung daripada panel solar terpakai menjadi kepingan kecil.
• Mencampurkan kaca itu dengan kaca sisa lain, seperti kaca botol.
• Meletakkan campuran itu di dalam relau untuk dileburkan.
• Memintal kaca cair menjadi gentian, yang kemudian digunakan sebagai bahan penebat untuk rumah.

Pendekatan ini bukan sahaja mengalihkan kaca daripada tapak pelupusan, malah menghasilkan produk bernilai untuk industri pembinaan. Ujian menunjukkan bahawa penambahan satu tan kaca panel solar kepada 100 tan bahan penebat tidak menjejaskan kualiti produk akhir.

Apakah Cabaran Utama?

Walaupun berpotensi besar, kitar semula kaca panel solar berdepan halangan ketara:

• Keuntungan: Proses ini lebih mahal berbanding pelupusan kaca sahaja. Pelarasan nisbah campuran mengambil masa kerana kaca panel solar mengandungi bahan yang berbeza daripada kaca botol biasa.
• Skala: Paramount Glass menganggarkan sekurang-kurangnya 100 tan kaca pelindung sebulan diperlukan untuk pengkomersialan berskala penuh. Pada masa ini, syarikat-syarikat itu hanya menggunakan satu tan sebulan bagi pengeluaran percubaan.
• Kos Pengangkutan: Pengangkutan kaca berat dari loji jana kuasa solar ke kemudahan kitar semula menambah kos. Kerajaan wilayah Fukushima mula memberikan subsidi kos pengangkutan bagi menyokong usaha ini.
• Kerumitan Teknikal: Pengasingan kaca daripada komponen panel lain, khususnya resin EVA dan logam terbenam, memerlukan peralatan serta proses khusus.

Inovasi dan Usaha Industri yang Lebih Meluas

Inisiatif Fukushima merupakan sebahagian daripada gerakan lebih luas di seluruh Jepun untuk membangunkan teknologi kitar semula panel solar yang berkesan. Beberapa syarikat dan organisasi penyelidikan sedang berusaha menghasilkan penyelesaian inovatif:

• TAKEEI Corporation di Bandar Soma, Fukushima, telah melancarkan kemudahan yang menggunakan “PV Recycling Hammer” untuk menghancurkan panel dan mengasingkan kacanya. Loji itu boleh memproses kira-kira sembilan tan panel sehari, dengan rancangan untuk meningkatkan kapasitinya. Panel yang lulus pemeriksaan dijual semula; panel lain dileraikan untuk mendapatkan bahan seperti aluminium dan kaca, yang kemudian dikitar semula atau dilupuskan secara bertanggungjawab.
• AGC Inc. berjaya mengitar semula kaca penutup panel solar menjadi kaca apung, iaitu produk bernilai tinggi yang digunakan dalam pembinaan. Proses ini menjimatkan bahan mentah dan mengurangkan pelepasan gas rumah hijau kerana pemprosesan kaca kitar semula memerlukan kurang tenaga berbanding bahan mentah baharu.
• Mitsubishi Chemical Group telah membangunkan teknologi yang menggunakan suhu tinggi untuk menukarkan bahan pengedap dalam panel solar kepada gas, sekali gus memudahkan pemulihan kaca, perak, tembaga dan aluminium. Kaedah ini mengurangkan kos kitar semula sebanyak 20–30% dan membolehkan kira-kira 99% bahan panel digunakan semula.
• NPC and Toshiba Environmental Solutions telah menghasilkan kaedah mekanikal untuk mengasingkan kaca daripada sel, seperti teknik “pisau panas” dan pengisaran menggunakan berus keluli. Kaedah ini bertujuan meningkatkan kecekapan dan keuntungan operasi kitar semula.

Inovasi ini penting kerana nilai kaca yang diperoleh semula agak rendah—kaca sekerap hanya dijual pada harga 0.5–1 yen sekilogram. Untuk menjadikan kitar semula berdaya maju, syarikat sedang mencari cara menghasilkan produk kitar semula bernilai lebih tinggi atau mengurangkan kos pemprosesan.

Dasar Kerajaan: Ke Arah Kitar Semula Panel Solar Wajib

Menyedari skala masalah sisa yang bakal timbul, kerajaan Jepun sedang berusaha mewajibkan kitar semula panel solar. Kementerian Ekonomi, Perdagangan dan Industri serta Kementerian Alam Sekitar merancang untuk memperkenalkan undang-undang yang mewajibkan syarikat mengitar semula panel solar, dengan hukuman bagi ketidakpatuhan. Satu panel pakar sedang dibentuk untuk merangka kaedah kitar semula dan langkah sokongan yang khusus, termasuk bantuan kewangan.

Buat masa ini, kitar semula tidak diwajibkan dan kebanyakan panel berakhir di tapak pelupusan. Dasar baharu itu bertujuan mengoptimumkan penggunaan sumber, meminimumkan kesan terhadap alam sekitar dan menyelaraskan Jepun dengan piawaian antarabangsa. Kesatuan Eropah telah mewajibkan kitar semula panel solar sejak 2012, manakala peraturan serupa sedang diterima pakai di beberapa bahagian Amerika Syarikat dan dipertimbangkan di China.

Kerajaan juga menggalakkan pembangunan teknologi solar baharu, seperti sel solar perovskit (PSC), yang lebih ringan dan serba guna tetapi mempunyai jangka hayat lebih pendek. Subsidi sedang dipertimbangkan bagi menampung kos kitar semula panel generasi baharu ini.

Kesan terhadap Alam Sekitar dan Ekonomi

Kitar semula panel solar menawarkan beberapa manfaat kepada alam sekitar:

• Mengurangkan sisa tapak pelupusan: Mengalihkan sejumlah besar kaca dan bahan lain daripada tapak pelupusan yang terhad.
• Mencegah pencemaran: Kitar semula yang betul menghalang bahan berbahaya seperti plumbum dan kadmium daripada meresap ke dalam tanah dan air.
• Menjimatkan sumber: Kaca, aluminium dan silikon yang diperoleh semula boleh digunakan semula, sekali gus mengurangkan keperluan terhadap bahan mentah baharu dan menurunkan penggunaan tenaga.
• Mengurangkan pelepasan gas rumah hijau: Penggunaan bahan kitar semula dalam pengeluaran kaca mengurangkan pelepasan CO2 berbanding penggunaan sumber mentah baharu.

Dari segi ekonomi, cabarannya ialah menjadikan kitar semula menguntungkan. Nilai bahan yang diperoleh semula rendah dan kos pemprosesan tinggi menjadi penghalang. Subsidi kerajaan, inovasi teknologi dan penghasilan produk kitar semula bernilai lebih tinggi semuanya merupakan sebahagian daripada penyelesaiannya.

Peranan Fukushima sebagai Model Negara

Kepimpinan Fukushima dalam kitar semula panel solar penting atas beberapa sebab. Wilayah itu mencatatkan jumlah penjanaan tenaga solar tahunan tertinggi di Jepun dan berusaha bersungguh-sungguh untuk memperluas tenaga boleh baharu sejak bencana nuklear 2011. Pengalamannya dalam membangunkan infrastruktur kitar semula, menggalakkan kerjasama industri dan mendapatkan sokongan kerajaan boleh dijadikan model bagi wilayah lain yang berdepan cabaran serupa.

Selain itu, usaha Fukushima merupakan sebahagian daripada peralihan lebih luas ke arah ekonomi kitaran dalam sektor tenaga boleh baharu Jepun. Inisiatif seperti “Soma Circular Park” dan pelancaran platform web untuk guna semula serta kitar semula panel solar mencerminkan tumpuan yang semakin meningkat terhadap kemampanan dan kecekapan penggunaan sumber.

Apakah Langkah Seterusnya bagi Kitar Semula Panel Solar di Jepun?

Ketika jumlah panel solar yang dilupuskan semakin meningkat, Jepun berdepan ujian kritikal terhadap keupayaannya mengurus sisa tenaga boleh baharu secara mampan. Langkah utama seterusnya termasuk:

• Meningkatkan skala operasi kitar semula agar mampu mengendalikan ratusan ribu tan panel setiap tahun.
• Membangunkan teknologi kitar semula yang cekap dan kos efektif.
• Melaksanakan dan menguatkuasakan peraturan kitar semula wajib.
• Menggalakkan penghasilan produk kitar semula bernilai tinggi untuk meningkatkan keuntungan.
• Menggalakkan penggunaan semula panel jika boleh, khususnya di wilayah yang mempunyai syarat prestasi kurang ketat.

Kejayaan memerlukan kerjasama berterusan antara kerajaan, industri dan institusi penyelidikan, serta sokongan orang ramai terhadap amalan tenaga mampan.

Ringkasnya

• Jepun berdepan krisis sisa panel solar yang semakin hampir, dengan sehingga 800,000 tan setahun dijangka menjelang penghujung 2030-an.
• Wilayah Fukushima menerajui usaha mengitar semula kaca panel solar menjadi bahan penebat, sekali gus berpotensi menjadi model bagi seluruh negara.
• Kitar semula berdepan cabaran kos tinggi, kerumitan teknikal dan keperluan operasi berskala besar.
• Teknologi inovatif dan subsidi kerajaan membantu menjadikan kitar semula lebih berdaya maju.
• Peraturan kitar semula wajib sedang dirangka untuk menangani isu alam sekitar dan sumber.
• Kepimpinan Fukushima mencerminkan peralihan lebih luas ke arah ekonomi kitaran dalam sektor tenaga boleh baharu Jepun.
• Kitar semula panel solar yang berkesan penting untuk kemampanan jangka panjang peralihan Jepun kepada tenaga bersih.