Page Header

Home > Vol 32, No 4 (2022) > Ubolsook

การประเมินและการหาแนวเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกำจัดซาก แผงโซลาร์เซลล์ภายหลังหมดอายุการใช้งานสำหรับประเทศไทย
Assessment and Approach to Reduce Greenhouse Gas Emissions from End of Life Solar Panel Waste for Thailand

Putthadee Ubolsook, Chatkaew Chailuecha, Surat Sedpho

Abstract


การกำจัดซากแผงโซลาร์เซลล์ถือเป็นขั้นตอนจำเป็นในการใช้เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ งานวิจัยนี้ได้ทำการประเมินการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในกระบวนการกำจัดซากแผงโซลาร์เซลล์ตามหลักการประเมินวัฏจักรชีวิตโดยพิจารณาถึงการขนส่ง การคัดแยก และการรีไซเคิลเพื่อได้คืนวัสดุจากแผงโซลาร์เซลล์ เมื่อประเมินการส่งแผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุการใช้งานไปกำจัดในประเทศญี่ปุ่นเรียกว่าการกำจัดซากแบบทั่วไป (Conv.) เนื่องจากเป็นวิธีที่นิยมใช้ในปัจจุบัน มีค่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจก 8.6370 kgCO2eq/แผง โดยแบ่งออกเป็นสองกระบวนการคือการขนส่ง 2.1295 kgCO2eq/แผง และการรีไซเคิล 6.5075 kgCO2eq/แผง เพื่อขยายแนวทางกำจัดซากผู้วิจัยจึงได้เพิ่มสถานการณ์ในการประเมิน 4 สถานการณ์คือ การลดภาระน้ำหนักในการขนส่งโดยคัดแยกองค์ประกอบของแผงโซลาร์เซลล์ก่อนส่งไปกำจัดยังประเทศญี่ปุ่น (Sc1) การกำจัดซากโดยโรงงานรีไซเคิลในประเทศไทย (Sc2) การแยกองค์ประกอบของแผงโซลาร์เซลล์ก่อนนำไปกำจัดยังโรงงานรีไซเคิลในประเทศไทย (Sc3) การแยกองค์ประกอบและกำจัดซากในประเทศไทยโดยโรงงานรีไซเคิลใช้พลังงานทดแทนสำหรับการผลิตไฟฟ้า (Sc4) มีค่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจก 6.3826 kgCO2eq/แผง, 8.7892 kgCO2eq/แผง, 6.0445 kgCO2eq/แผง และ 4.5811 kgCO2eq/แผง ตามลำดับ พบว่า Sc4 สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการกำจัดซากแบบ Conv. ได้ถึงร้อยละ 46.96 ทั้งนี้เพื่อพัฒนาการวางแผนกำจัดซากแผงโซลาร์เซลล์ในประเทศไทยให้มีประสิทธิภาพควรมีการวิเคราะห์เทคนิคการรีไซเคิลที่หลากหลายยิ่งขึ้น

Solar panel waste management is an important step for the utilization of solar technology. This research evaluated the greenhouse gas emissions based on the life cycle assessment. The transportation, waste sorting and recycling to recover materials from solar panels have been considered. Greenhouse gas assessment for disposal of used solar panels in Japan is called the conventional disposal (Conv.) because it is commonly used in the moment. The result showed that the total greenhouse gases released from the conventional disposal was 8.6370 kgCO2eq/module which can be divided into two factors, 2.1295 kgCO2eq/module for the transportation and 6.5075 kgCO2eq/module for the recycling process. To expand the approach of waste management, therefore, the researcher increased more four scenarios which were: Sc1: reduction of the transport weight by separating the elements of the solar panels before shipping to Japan, Sc2: disposal of solar wastes in Thailand by the local recycling plant, Sc3: solar panel disassembly before delivering to a recycling facility in Thailand, and Sc4: disassembling and disposing the components in Thailand by the recycling plant that used renewable energy for electricity generation. The greenhouse gas evaluation of four scenarios were 6.3826 kgCO2eq/module, 8.7892 kgCO2eq/module, 6.0445 kgCO2eq/module and 4.5811 kgCO2eq/module, respectively. It was found that Sc4 could reduce greenhouse gas emissions from Conv. by 46.96%. To develop the effective planning for solar panel waste management in Thailand, the analysis of various recycling techniques should be conducted in further research.


Keywords



[1] M. Sparrevik and S. Utstøl, “Assessing life cycle greenhouse gas emissions in the Norwegian defence sector for climate change mitigation,” Journal of Cleaner Production, vol. 248, 2020.

[2] K. Chaivanich and S. Sedpho, “An evaluation method of greenhouse gas reduction by the installation of a photovoltaic cells system: Case study of smart grid network in the University of Phayao,” RMUTSB Academic Journal, vol. 6, no. 2, pp. 194–206, 2018 (in Thai).

[3] J. Tao and S. Yu, “Review on feasible recycling pathways and technologies of solar photovoltaic modules,” Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 141, pp.108–124, 2015.

[4] S. Weckend, A. W. Wade, and G. Heath, “End-of-Life management solar photovoltaic panels,” in Proceedings International Renewable Energy Agency (IRENA) and International Energy Agency Photovoltaic Power Systems (IEA-PVPS), 2016, pp. 11–15.

[5] P. Rachdawong, S. Ratanathammaphan, D. Banjerdpongchai, T. Boonpramote, and S. Sampattavanija, “Management of expired solar PV panels,” Chulalongkorn University, Thailand, Final Rep., 2016 (in Thai).

[6] A. T. David, D. Ian, and S. K. Williams, “Greenhouse gas emission factors recycling of sourcesegregated waste materials,” Resources Conservation and Recycling, vol. 105, pp. 186– 197, 2015.

[7] A. Auer, “Photovoltaic module decommissioning and recycling in Europe and Japan: Current methodologies, norms and future trends,” M.S. thesis, Department of Urban and Rural Development, Faculty of Natural Resources and Agricultural Sciences, Swedish University of Agricultural Sciences, 2015.

[8] Solar Trade Platform and Directory of Solar Companies, (2018), PV Techno Cycle. Access on 30/03/2020. [Online]. Available: https:// pvtechno.info/reuse-panel-sales

[9] E. L. Latunussa Cynthia, A. Fulvio, A. B. Gian, and M. Lucia, “Life cycle assessment of an innovative recycling process for crystalline silicon photovoltaic panels,” Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 156, pp. 101–111, 2016.

[10] K. Wambach, (2017), Life Cycle Inventory of Current Photovoltaic Module Recycling Processes in Europe. [Online]. Available: https://iea-pvps. org/key-topics/lci-of-current-european-pvrecycling- wambach-heath-2017-by-task-12/

[11] Department of Alternative Energy Development and Efficiency, “The study focusing on spatial potential of PV panel waste management of Thailand,” Penergie Co., Ltd., Thailand, Final Rep., 2019. (in Thai).

[12] Department of Alternative Energy Development and Efficiency, “Thailand alternative energy situation 2019,” Ministry of Energy, Thailand, Rep. No.17, January–December, 2019 (in Thai).

[13] S. Sampattagul, “Life cycle impact assessment: LCIA,” in Life Cycle Assessment of Products. Chiang Mai: Chiang Mai University Publishing, Thailand, 2012, pp.76–115 (in Thai).

[14] N. Sununta and S. Sampattagul, “Greenhouse gases evaluation of power generation technology from municipal waste by organic rankine cycle system,” Journal of Innovative Technology Research, vol. 1, no. 1, pp. 1–14, 2017 (in Thai).

[15] P. Ubolsook, C. Chailuecha, and S. Sedpho, “The Study and Assessment of Greenhouse Gas Emissions from the Solar Panel Waste Management Process: Case Study at the University of Phayao”, Industrial Technology Lampang Rajabhat University Journal, vol. 13, no. 2, pp. 12-23, 2020 (in Thai).

[16] Seaports: info marketplace, (2018), Sea Rout and Distance. [Online]. Available: http://ports. com/sea-route

[17] H. Wen-Hsi, W. J. Shin, L. Wang, S. Wen-Cheng, and T. Meng, “Strategy and technology to recycle wafer-silicon solar modules,” Solar Energy, vol. 144, pp. 22–31, 2017.

[18] P. Dias, S. Javimczik, M. Benevit, H. Veit, and A. M. Bernardes, “Recycling WEEE: Extraction and concentration of silver from waste crystalline silicon photovoltaic modules,” Waste Management, vol. 57, pp. 220–225, 2016.

[19] K. Kemp and R. Almakhlooq, “Photovoltaic: Life cycle analysis and end of life management for materials reuse and waste recycling,” in Proceedings Renewable Energy World International Conference, 2016.

[20] S. Kang, S, Yoo, J. Lee, B. Boo, and H. Ryu, “Experimental investigations for recycling of silicon and glass from waste photovoltaic modules,” Renewable Energy, vol. 47, pp. 152–159, 2012.

[21] Y. Kim and J. Lee, “Dissolution of ethylene vinyl acetate in crystalline silicon PV modules using ultrasonic irradiation and organic solvent,” Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 98, pp. 317–322, 2012.

[22] K. Sukmin, Y. Sungyeol, L. Jina, B. Bonghyun, and R. Hojin, “Experimental investigations for recycling of silicon and glass from waste photovoltaic modules,” Renewable Energy, vol. 47, pp. 152–159, 2012.

[23] S. Daniela, M. Ornella, S. Stefania, T. Mario, and C. L. Maria, “Management of end-of-life photovoltaic panels as a step towards a circular Economy,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 82, pp. 2934–2945, 2018.

[24] K. Chaivanich, S. Sedpho and N. Yaiwong, “Analysis and development of energy efficiency of smart grid system,” Thaksin Journal, vol. 22, no. 2, pp. 59–66, 2019. (in Thai).

[25] D. Maga, M. Hiebel, and N. Thonemann, “Life cycle assessment of recycling options for polylactic acid,” Resources, Conservation & Recycling, vol. 149, pp. 86–93, 2019.

[26] G. A. Kristanto and W. Koven, “Estimating greenhouse gas emissions from municipal solid waste management in Depok, Indonesia,” City and Environment Interactions, vol. 4, 2019.

[27] M. M. Lunardi, J. P. Alvarez-Gaitan, J. I. Bilbao, and R. Corkish, “Comparative life cycle assessment of end-of-life silicon solar photovoltaic modules,” Apply Sciences, vol. 8, pp. 1–15, 2018.

[28] M. L. Parisi, S. Maranghi, R. Basosi, and A. Sinicropi, “Life cycle inventories datasets for future European electricity mix scenarios,” Data in Brief, vol. 30, 2020.

[29] The Intergovernmental Panel on Climate Change. (2020). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. [Online]. Available: https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/ public/2006gl/index.html

[30] THAILAND Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization). (2020). Emission Factor. [Online]. Available: https:// www.tgo.or.th/

[31] H. Hondo, “Life cycle GHG emission analysis of power generation systems: Japanese case,” Energy, vol. 30, pp. 2042–2056, 2005.

[32] S. Philippe and F. Rolf, “Life cycle assessment of current photovoltaic module recycling,” IEA International Energy Agency, National Renewable Energy Laboratory, USA, Rep. IEA-PVPS. T12- 13, 2018.

[33] Department of Primary Industries and Mines. (2019). Recycle Technology for PV End of Life. [Online]. Available: https://www.energy newscenter.com

[34] R. Bhandari, B. Kumar, and F. Mayer, “Life cycle greenhouse gas emission from wind farms in reference to turbine sizes and capacity factors,” Journal of Cleaner Production, vol. 227, 2020.

[35] J. M. Cooper, G. Butler, and C. Leifert, “Life cycle analysis of greenhouse gas emissions from organic and conventional food production systems, with and without bio-energy options,” NJAS - Wageningen Journal of Life Sciences, vol. 58, pp. 185–192, 2011.

[36] Department of Alternative Energy Development and Efficiency, “Thailand PV status report 2016– 2017,” Ministry of Energy, Thailand, 2017 (in Thai).

Full Text: PDF

DOI: 10.14416/j.kmutnb.2022.05.006

ISSN: 2985-2145