Sau khi Báo Cần Thơ đăng bài "Khi thế giới chia tay điện than" và bài "Điện mặt trời lên núi Cấm, xuống đồng bằng", nhiều bạn đọc thắc mắc về việc tấm pin năng lượng mặt trời có hại ra sao sau khi hết hạn sử dụng. Chúng tôi đã trao đổi với ông Trần Đình Sính, Cố vấn kỹ thuật của Trung tâm Phát triển sáng tạo xanh (GreenID), xoay quanh vấn đề này.

* Thưa ông, tấm "pin mặt trời" có độc hại hay không?

- Ông Trần Đình Sính: Gần đây, nhiều người cho rằng các tấm quang năng (hay còn gọi dân dã là pin năng lượng mặt trời) sau khi hết hạn sử dụng sẽ gây ô nhiễm trầm trọng cho môi trường. Vậy thì thực tế các tấm quang năng được cấu thành bởi những yếu tố nào? Có chứa những chất độc hại gì? Và chúng gây ô nhiễm cho môi trường như thế nào?

Như hình vẽ cấu tạo của tấm quang năng bên dưới, ngoài khung nhôm và hộp đấu nối, tấm quang năng thường có 5 lớp. Trong số 5 lớp này, chỉ có lớp tế bào quang điện (solar cell), dầy khoảng 0,2mm, là có thể chứa những chất có thể gây ra ô nhiễm môi trường. Còn những lớp khác là những vật liệu thông thường sử dụng hằng ngày là kính, nhựa, nhôm, không chứa chất độc hại.

Các lớp nhựa, kính và khung nhôm nhằm cố định lớp tế bào quang điện mỏng nằm ở giữa để nước và khí không thấm vào tế bào quang điện. Kính cường lực và khung nhôm dùng để chống các tác động ngoại lực từ bên ngoài trong quá trình vận chuyển, lắp đặt và vận hành. Vì vậy trong quá trình vận hành, chỉ có tấm kính và khung nhôm tiếp xúc với nước và không khí nên tấm quang năng không có khả năng gây ô nhiễm môi trường.

Trong một tấm pin năng lượng mặt trời, tấm kính cường lực thường nặng nhất, khoảng 65%; sau đó tới khung khoảng 20%, tế bào quang điện khoảng 6-8%, cuối cùng là các thành phần còn lại.

Về tế bào quang điện, hiện nay trên thế giới sử dụng 2 nhóm: Loại tế bào quang điện silic (silicon based solarcell) và tế bào quang điện màng mỏng (thin film based solar cell). Tế bào quang điện silic gồm có 2 nhánh: loại silic đơn tinh thể (monocristalline, gọi tắt là mono) và loại silic đa tinh thể (polycrystalline, gọi tắt là poly). Hình dưới đây thể hiện hình dáng bề ngoài của 3 loại tấm quang năng đơn tinh thể (monocristalline), đa tinh thể (polycrystalline) và màng mỏng (thin film).

Tế bào quang điện silic hầu như không chứa chất độc hại. Tế bào quang điện màng mỏng thường sử dụng một số kim loại nặng và độc như cadmium, selenium, telurium, indium,… Câu hỏi đặt ra là khi thải ra môi trường, các chất này phát tán ra môi trường như thế nào và tác động thư thế nào đến môi trường và sức khỏe con người?

Vậy thì tấm quang năng có chứa chất độc hại nhưng việc có rò rỉ ra môi trường hay không và rò rỉ bao nhiêu, nồng độ bao nhiêu là câu hỏi cần giải đáp. Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (International Renewable Energy Agency - IRENA) đã thực hiện ở Mỹ, Đức và Nhật các thí nghiệm để xác định mức độ rò rỉ các chất từ tấm quang năng.

Kết quả, xác định được nồng độ đối với cadmium là từ không phát hiện đến 0,22mg/lít và đối với chì (Pb) là từ không phát hiện đến 11mg/lít. Kết luận IRENA đưa ra là: Phần lớn các tấm quang năng thải ra thuộc về loại rác thải thông thường (general waste classification).

* Vậy việc tái chế tấm quang năng này khi hết thời hạn sử dụng có cần công nghệ gì không, thưa ông?

- Ông Trần Đình Sính: Trước hết về thành phần vật liệu tái chế tấm quang năng, thì đối với nhóm silic, phần lớn là kính (76%), sau đó đến nhựa (khoảng 10%), nhôm (8%) và khoảng 1% là các kim loại khác. Còn đối với loại màng mỏng, thành phần chủ yếu là kính (89%), sau đó đến nhựa (4%), nhôm (6%) và các kim loại khác khoảng 1%.

Về công nghệ tái chế, đối với loại silic thì được tháo ra, 95% phần kính và 100% kim loại được tái sử dụng. Phần còn lại được xử lý nhiệt và qua một quá trình xử lý, khoảng 80% module và 85% silicon được tái sử dụng. Đối với loại màng mỏng, tấm pin được cắt ra. Sau một loạt quá trình xử lý, khoảng 95% chất bán dẫn và 90% kính được tái sử dụng.

Như vậy có thể nói rằng đã có công nghệ xử lý tấm quang năng và các nước đang xử lý tấm quang năng theo công nghệ đã tìm ra.

Lắp pin mặt trời của Công ty Solan Việt Nam trên ao tôm tại Bạc Liêu. Ảnh: Văn Thành

* Kinh nghiệm trên thế giới về việc quản lý tái chế này ra sao?

- Ông Trần Đình Sính: Theo nghiên cứu của IRENA năm 2018 thì đến năm 2030, công suất điện mặt trời khoảng 1.632GW và đạt 4.512GW vào năm 2050. Khối lượng tấm quang năng thải ra vào năm 2030 khoảng 8 triệu tấn và năm 2050 dự kiến khoảng 78 triệu tấn. Hiện nay, với trọng lượng khoảng gần 6 triệu tấn thì tỷ lệ tái chế không đáng kể. Đến năm 2050, dự kiến khoảng 6,5 triệu tấn/năm thì tỷ lệ tái chế sẽ vào khoảng 89%.

IRENA cũng dự báo, khối lượng tấm pin ở 5 nước dẫn đầu dự kiến sẽ là 49,3 triệu tấn vào năm 2050, chiếm 85% so với toàn thế giới. Trong đó, Trung Quốc 20 triệu tấn, Mỹ 10 triệu tấn, Nhật 7,5 triệu tấn, Ấn Độ 7,5 triệu tấn và Đức 4,4 triệu tấn.

Đến nay, cả Trung Quốc, Nhật, Ấn Độ đều chưa có chính sách về quản lý tấm pin sau khi sử dụng. Riêng bang California của Mỹ thì đang soạn thảo quy chế dùng trong bang. Còn với Đức, với khối lượng khoảng 4,4 triệu tấn năm 2050, thì Đức đã thông qua đạo luật về thiết bị điện và điện tử (Elektroaltgerätegesetz or ElektroG) dựa trên Hướng dẫn về Chất thải Điện và Điện tử của EU (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive).

Nhà máy tái chế tấm quang năng đầu tiên ở châu Âu là của tập đoàn Veolia, được xây dựng ở Rousset năm 2018. Công suất tái chế là 1.300 tấn/năm vào năm 2018, bằng toàn bộ số lượng tấm pin thải ra ở Pháp trong năm này. Công suất tái chế dự kiến sẽ tăng lên 4.000 tấn/năm vào 2022 và dự kiến nhà máy sẽ tái chế cho cả khu vực châu Âu.

Cũng xin nói thêm, sản phẩm khi xử lý tấm quang năng là các vật liệu khá đắt tiền như kính, nhôm. Vì vậy, tôi không nghĩ là người ta sẽ đem chôn lấp, mà việc tái chế hoặc xử lý tấm quang năng là một cơ hội kinh doanh. Theo một tài liệu mới nhất, hiện nay trên thế giới có 72 công ty thuộc 18 nước đang tái chế tấm quang năng.

* Ở nước ta, việc quản lý này đang diễn ra như thế nào?

- Ông Trần Đình Sính: Năm 2019, công suất điện mặt trời của Việt Nam vào khoảng 6,74GW. Theo "Dự thảo Quy hoạch Điện VIII", đến năm 2030, công suất điện mặt trời khoảng 18,89GW và năm 2045 dự kiến khoảng 53GW. Nếu các con số trong dự thảo này trở thành thực tế thì khối lượng tích lũy chất thải tấm pin ước tính 404.000 tấn vào 2035 và vào khoảng 1,9 triệu tấn vào năm 2045.

Như vậy, khối lượng chất thải tấm quang năng tại Việt Nam khá nhỏ so với các nước dẫn đầu trên thế giới, ước tính khoảng 1,9 triệu tấn vào năm 2045, bằng khoảng 11% lượng tro xỉ nhiệt điện than ở Việt Nam hiện nay, khoảng 17 triệu tấn. Cho đến nay, nước ta cũng chưa có cơ chế chính sách gì về chất thải tấm quang năng. 

* Vậy với vai trò cố vấn kỹ thuật của GreenID, nơi đang có nhiều dự án khuyến khích sử dụng pin mặt trời, ông có đề xuất gì với Nhà nước?

- Ông Trần Đình Sính: Cho đến nay, chất thải từ tấm quang năng chưa chứng minh được là độc hại đến môi trường. Các nước dẫn đầu về năng lượng mặt trời hầu như vẫn chưa có cơ chế, chính sách về tái chế, trừ một số nước thuộc EU. Việc chậm ban hành các chính sách của các nước trên thế giới có thể do vấn đề rác thải từ tấm quang năng chưa cấp bách.

Đối với Việt Nam, khối lượng chất thải từ tấm quang năng là khá nhỏ so với các nước dẫn đầu. Tuy nhiên, để đảm bảo phát triển bền vững, Nhà nước cần sớm nghiên cứu để có chính sách, cơ chế phù hợp liên quan tới thu nhận và xử lý rác thải từ tấm quang năng. Mặt khác, nhìn ở góc độ kinh tế tuần hoàn thì đây có thể trở thành cơ hội cho Việt Nam trong việc phát triển công nghiệp tái chế tấm pin trong tương lai.

* Xin cảm ơn ông!    

HUỲNH KIM (thực hiện)