فريق دولي بقيادة الصين يحاكي 1708 سيناريو لإعادة تدوير مخلفات الطاقة الشمسية

أخبار ar.wedoany.com، طوّر فريق بحثي دولي إطار تقييم شامل لمقارنة الجدوى الاقتصادية والأثر المناخي بين إعادة تدوير مخلفات الألواح الشمسية محليًا والاستعانة بجهات خارجية. تغطي الدراسة تقنيات إعادة التدوير الرئيسية و32 منطقة وعدة ترتيبات لتجارة المخلفات وخطط دعم مالي، بإجمالي 1708 سيناريو لإعادة التدوير. نُشرت النتائج في مجلة "نيتشر" (Nature).

أوضح المؤلف الأول للورقة البحثية، زو جيان (Jian Zuo)، أن تركيز هذه الدراسة لا ينصب على كمية مخلفات الطاقة الشمسية التي قد تُنتج، بل على كيفية إدارة هذه المخلفات بين المناطق التي تتباين فيها الظروف التقنية والاقتصادية بشكل كبير. طوّر فريق البحث إطارًا عالميًا متكاملًا يربط قيود المعروض من المواد، والنشر المستقبلي للطاقة الشمسية، وتوليد المخلفات، بمسارات إعادة التدوير الخاصة بكل منطقة، وتدفقات المخلفات بين المناطق، والتدخلات في السياسات العامة. يدرس الإطار في الوقت نفسه الفوائد الاقتصادية والمناخية لإعادة تدوير مخلفات الطاقة الشمسية، مع التركيز على توزيع هذه الفوائد بين المناطق.

بدأ الباحثون بمحاكاة الأسعار المستقبلية للنحاس والألومنيوم والفضة والسيليكون، وأدرجوا هذه التوقعات في نموذج التحليل التغييري العالمي (GCAM) لتقدير حجم نشر الطاقة الشمسية في ظل مسارات اجتماعية واقتصادية ومناخية مختلفة. استُخدمت توقعات القدرة الإنتاجية الناتجة في تحليل تدفق المواد الديناميكي لحساب إجمالي مخلفات الطاقة الشمسية المنتهية عمرها الافتراضي بحلول عام 2060. بعد ذلك، جمع الفريق بين تقييم دورة الحياة وتحليل تكلفة دورة الحياة لتقييم الأثر المناخي والاقتصادي لإعادة التدوير في ظل مسارات تقنية واتفاقيات تجارة مخلفات وخطط دعم مختلفة.

تغطي السيناريوهات البالغ عددها 1708 توليفات متعددة من الافتراضات حول تفكيك المنشآت الشمسية المستقبلية، وتقنيات إعادة التدوير، والتجارة الدولية في المخلفات، وسياسات الدعم. تشمل المسارات التقنية أربع فئات: استمرار الممارسات الحالية (BAU)، والأولوية الاقتصادية، والأولوية الكربونية، والانتشار التقني. أما سيناريوهات التجارة فتشمل إعادة التدوير المحلي، والتجارة الموجهة بمسؤولية المنتج الموسعة (EPR)، والتوسع التجاري العالمي، والتجارة الإقليمية. وتتضمن خطط الدعم خمسة خيارات: بدون دعم، ودعم مستمر، ودعم متناقص، ودعم بأسعار كربون منخفضة، ودعم بأسعار كربون مرتفعة. خضعت هذه التوليفات للتقييم في 28 سيناريو لتفكيك المنشآت الشمسية لمقارنة أثرها على الجدوى الاقتصادية لإعادة التدوير، والفوائد المناخية، والتفاوت الإقليمي.

مع مراعاة قيود المعروض من المواد على جانب التوريد، يتوقع الإطار أن تصل مخلفات الطاقة الشمسية العالمية إلى ما بين 297 و402 مليون طن متري بحلول عام 2060، على أن تصبح المناطق متوسطة الدخل مثل الصين مساهمًا رئيسيًا بعد عام 2040. وعلى الرغم من وضوح التوقعات بشأن التقدم التقني، فمن المتوقع ألا تصل إعادة تدوير مخلفات الطاقة الشمسية عالميًا إلى نقطة التعادل خلال أكثر من عقد. كما كشفت الدراسة عن تأثير مزدوج الاتجاه: فارتفاع أسعار مواد مثل السيليكون والفضة والنحاس والألومنيوم يمنح المواد المعاد تدويرها قيمة أعلى ويعزز هامش الربحية لإعادة التدوير، لكنه في الوقت نفسه يرفع تكلفة مشاريع الطاقة الشمسية الجديدة، ويبطئ وتيرة التركيب، ويقلل في النهاية من إجمالي المخلفات المتولدة بعد عقود.

تُظهر النتائج أن الجمع بين تقنيات إعادة التدوير في مناطق محددة واستراتيجيات الاستعانة بمصادر خارجية يمكن أن يحقق أكبر صافي منفعة عالمية. يمكن لهذا النهج أن يخفض انبعاثات الغازات الدفيئة بما يصل إلى 3.32 مليار طن متري من مكافئ ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2060، ويحقق صافي منفعة تراكمية تتراوح بين 529.1 و935.5 مليار دولار أمريكي. لكن زو جيان أشار إلى أن هذه العملية قد تركز إيرادات إعادة التدوير والتطور التقني في عدد محدود نسبيًا من المناطق، مما يؤدي إلى توزيع أكثر تفاوتًا للفوائد. كما وجدت الدراسة أن خطة الدعم المتناقص المصممة بشكل جيد — أي إلغاء الدعم تدريجيًا بعد أن تصبح إعادة التدوير مجدية اقتصاديًا — أكثر فعالية في تقليل الفوارق الإقليمية من الدعم المستمر، وبتكلفة مالية لا تتجاوز جزءًا صغيرًا منها. في المقابل، قد يؤدي الدعم المرتبط بأسعار كربون مرتفعة إلى تفاقم الفوارق الإقليمية، لأن المناطق التي تمتلك أسواق كربون ناضجة وصناعات إعادة تدوير متقدمة ستحصل على فوائد غير متناسبة.

نُشرت الدراسة بعنوان "نحو مستقبل عادل لإعادة تدوير مخلفات الطاقة الشمسية العالمية" (Towards an equitable future of global photovoltaic waste recycling) في مجلة "نيتشر". شارك في هذا العمل علماء من جامعة شاندونغ (Shandong University) وجامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا (Huazhong University of Science and Technology) وجامعة هونغ كونغ (University of Hong Kong) وجامعة تاييوان للتكنولوجيا (Taiyuan University of Technology) في الصين، وجامعة أديلايد (University of Adelaide) في أستراليا، وجامعة لينشوبينغ (Linköping University) في السويد.