Daur ulang energi terbarukan sekarang hijau tapi 30 tahun masalah baru

Pengunaan fotovoltaik (PV) surya atau solar cell telah tumbuh pada tingkat tertinggi di tahun 2000-an.
Banyak negara menempatkan pembangkit surya, untuk mengurangi pemakaian energi fosil.

Seiring meningkatnya pasar PV global, volume panel PV bekas di masa mendatang diperkirakan meningkat, dan sejumlah besar limbah tahunan harus di antisipasi pada awal tahun 2030-an.

Tumbuhnya panel PV bekas menghadirkan tantangan bagi lingkungan, tetapi peluang yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan menciptakan nilai sampah dan pengolahan ekonomi membentuk usaha daur ulang.



Laporan dari badan energi IRENA dan program badan energi surya IEA-PVPS.
Mengambarkan proyeksi pertama volume limbah panel PV hingga tahun 2050.

Rata rata usia panel surya dapat bekerja baik sampai 30 tahun. Setelah itu kekuatan energi listrik yang dihasilkan dari panel surya akan menurun.
Kisaran penurunan antara 70-60% dari kemampuan panel baru.
Di satu sisi, industri pembangkit akan menganti panel lama untuk beralih ke panel generasi baru. Untuk memaksimalkan output energi yang dihasilkan.

Angka perkiraan pemakaian panel surya yang sudah digunakan sekarang, akan menjadi barang bekas selama rentang tahun 2050
China terbesar menganti panel surya lama, disusul US dan Jepang, serta India.



Dalam perkiraan Irena, sekitar 78 juta ton bahan baku dan komponen menjadi sampah berharga sampai tahun 2050.
Jika dikembalikan sepenuhnya ke ekonomi atau diproses kembai, nilai bahan yang dapat dipulihkan melebihi USD 15 miliar.
Minimum bila panel bekas harus diolah kembali untuk diambil bagian yang dapat digunakan.

Sektor-sektor seperti daur ulang panel surya bekas menjadi penting dalam transisi dunia masa depan dengan energi terbarukan yang berkelanjutan.
Setidaknya layak dilakukan secara ekonomi, seiring pemakaian yang semakin meningkat dan di olah kembali.

Untuk membuka pemanfaatan industri PV setelah masa pakai berakhir.
Dibutuhkan kebijaksanaan baru yang mungkin dilakukan di setiap negara atau wilayah.
Di tahun 2050, bila sampah panel dapat di daur ulang dapat membantu pembuatan 2 miliar panel baru lain.

Sekarang semua orang berbicara menghasilkan energi hijau, kedepan harus dipikirkan bagaimana mengelola sampah energi terbarukan dengan baik.
Tidak kembali seperti masa lalu, ketika plastik digunakan. Saat ini sudah menjadi masalah besar bagi Bumi.
Atau genap 100 tahun sejak pengunaan bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik dan pengerak mesin, sekarang sudah menganggu iklim Bumi dengan peningkatan emisi karbon.

Mengingat perubahan energi terbarukan saat ini terlihat sangat cepat.
Banyak tim peneliti mulai mengantisipasi sampahnya nanti, dan memikirkan untuk dikelola sebaik mungkin.
Sebagian komponen dapat didaur ulang kembali dibanding dihancurkan lalu dibuang saja, menjadi sampah yang mencemarkan lingkungan.

Tahun 2020, diperkirakan 100 miliar ton material yang di ektrasi dari bahan Bumi untuk kebutuhan energi terbarukan.
Dan hanya 8,6% kembali ke perekonomian untuk dimanfaatkan.

Limbah elektronik dari barang bekas
berbeda dengan panel surya, yang kita temukan pada smarpthone, computer, notebook, TV dan lainnya.

Salah satu tipe limbah yang terus meningkat paling pesat di Bumi. Sekitar 53,6 juta ton dihasilkan pada tahun 2019 secara global.

Badan Giraffe Innovation yang bekerja dengan Swansea University mencatat dari 1,6 metrik ton limbah elektronik dihasilkan di Inggris pada tahun 2019.

Mengapa sampah tersebut tidak dapat didaur ulang atau di ektrasi kembali.
Kendala saat ini dari kurangnya infrastruktur daur ulang, desain yang buruk dari produk elektronik dan akhir masa pakai serta inefisiensi dalam proses daur ulang.
Sebagian besar bahan penting yang terkandung dalam limbah tersebut akhirnya hilang terbuang begitu saja.

Salah satu masalah disain produk elektronik, pabrikan cenderung menempelkan semuanya menjadi satu.
Membuat pengolahan sampah hanya memilih opsi dengan menghancurkan produk bekas menjadi potongan kecil.
Hal tersebut membuat proses daur ulang sangat sulit memisahkan barang yang masih berharga.
Dibutuhkan peralatan canggih dan efisien untuk memilah apa yang masih dapat dimanfaatkan. Khususnya mengambil kembali material langka dari barang bekas.

Beberapa bahan yang dapat di ekstrak
Chip berisikan elemen Au, AG, PD, dan W.
Resistor dan kapasitor mengandung beberapa elemen dari ag, pd, ir, ru, co, sb, y

Kuning ditandai sebagai elemen Au, Merah adalah Kobal, Coklat dengan Iridium
Contoh, sebuah konektor HDMI atau PCI board mengandung elemen tembaga (Cu).
Bagian antena dengan pelapis, memiliki elemen emas (Au) untuk melapis tembaga. Emas walau jumlahnya diperkirakan cukup banyak di bawah bumi, tapi salah satu materi langka untuk di tambang di permukaan dan harganya terus meningkat.

Proses daur ulang komponen elektronik saat ini sangat sulit.

Tim peneliti melakukan tes mengupas komponen elektronik bekas untuk mengambil material yang ada.
PCB perlu pemanas untuk melepas komponen di atas board untuk melunakan bekas solder.
Dibutuhkan Suhu 200 derajat melelehkan timah solder.

Beberapa produk yang dapat diambil langsung.
Microwave, memiliki komponen yang di daur ulang. dari ring magnit, ferrite.
Harddisk, bagian PCB, coil dan magnet.
Set top box, LED dan komponen SMD
Laptop, PCB, baterai

Bahan kritis yang teridentifikasi dalam sampel
Antimon (Sb) dalam bentuk plastik & banyak bagian dari SMD, mungkin Sb2O3 (Sb Stibium) untuk mengisi /  menutup IC
Katoda Cobalt (Co) LIB; bahan ferit magnetik magnetron; Resistor dan induktor chip SMD.
Gallium (Ga) di LED, mirip sifatnya seperti aluminium
Casing laptop magnesium (Mg) Mg-alloy
Niobium (Nb) Beberapa MLCC dan SMD induktor
Tantalum (Ta) SMD Ta-kapasitor
Tungsten (W) unit IC
Yttrium (Y) CCFLs fosfor dan MLCC SMDs
Neodymium (Nd) NdFeB (NIB) dari magnet HDD dan speaker ponsel
Iridium (Ir) beberapa di komponen MLCC
Rutenium (Ru) Chip resistor dan susunan chip SMD
Palladium (Pd) Au-paduan kontak, solder, banyak SMD (resistor chip, IC, MLCC & susunan chip)
LED Emas (Au), lapisan paduan pada kontak dan langsung pada PCB, banyak SMD (IC, transistor, susunan chip)
Perak (Ag) SMD: IC, resistor chip, MLCC, transistor, kapasitor Ta, susunan chip & induktor

Bahan tambang yang langka di Bumi
Lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu), scandium (Sc), and yttrium (Y).
Sementara menjadi bahan langka yang digunakan industri untuk memproduksi komponen elektronik.

Hanya beberapa negara yang menghasilkan bahan langka tersebut.

Cadangan bahan tambang langka atau REE yang dimiliki di setiap negara

Negara	Produksi tambang 2020	Cadangan	% of Total Cadangan
China	140,000	44,000,000	38.0%
Vietnam	1,000	22,000,000	19.0%
Brazil	1,000	21,000,000	18.1%
Russia	2,700	12,000,000	10.4%
India	3,000	6,900,000	6.0%
Australia	17,000	4,100,000	3.5%
United States	38,000	1,500,000	1.3%
Burma	30,000	N/A	N/A
Madagascar	8,000	N/A	N/A
Thailand	2,000	N/A	N/A
Burundi	500	N/A	N/A
Negara lain	100	310,000	0.3%
Greenland	Belum ditambang	1,500,000	1.3%
Tanzania	Belum ditambang	890,000	0.8%
Canada	Belum ditambang	830,000	0.7%
South Africa	Belum ditambang	790,000	0.7%
World Total	243,300	115,820,000	100%

Dalam industri pertambangan yang langka, dominasi China bukanlah kebetulan.
Dengan penelitian dan kebijakan industri selama bertahun-tahun membantu negara mengembangkan posisi unggul di pasar.
Sekarang negara tersebut memiliki kemampuan untuk mengontrol produksi dan ketersediaan global logam berharga ini.

Mineral Lithium di produksi menjadi baterai di dalam negeri.
Panasonic membangun pabrik Li-ion Panasonic Automotive Energy Dalian Co China (20117)
Samsung SDI di Xian dan Tianjin (2018)
LG Chem di Nanjing.

Desain yang lebih baik untuk akhir masa pakai, infrastruktur pemrosesan dan daur ulang yang lebih besar diperlukan untuk mengekstrak dan menggunakan kembali material sampai, agar mengadopsi pendekatan ekonomi recycle.

Produsen juga dapat melakukan perubahan, memberi manfaat bagi konsumen ketika mereka mendapatkan produk yang bertahan lebih lama, atau setidaknya dapat di upgrade dan diperbaiki.

Kedepan tidak berbicara energi terbarukan, perangkat hemat energi, dan produk ramah lingkungan.
Sampah setelah masa pakai produk juga perlu direncanakan.
Dan sampah tidak lagi sebagai kotoran, melainkan sumber daya yang dapat dimanfaatkan kembali untuk masyarakat.

Ketika energi terbarukan dengan panel surya digunakan, dan pemerintah memberi insetif. Warga mulai memasang solar cell di rumah, karena lebih hemat biaya listrik. Tetapi hampir 20 tahun, panel surya yang usang harus diganti. Kemana sampah energi hijau tersebut pergi, ini masalah besar di negara maju.

Di awal 2000an, perkembangan harga per watt dijual $4 panel, sekarang hanya 78 sen pada tahun 2013. Bagaimana di tahun 2024, tersisa beberapa raksasa produsen memproduksi panel. Panel mereka dapat dijual ke OEM, tapi pabrikan lebih mengambil proyek raksasa.

Sampah plastik sudah menjadi masalah, Indonesia bukan negara besar tapi sudah masuk 10 besar penghasil sampah plastik dunia. Bagaimana dengan pakaian, apakah berdampak terhadap lingkungan. China yang saat ini memiliki masalah, khususnya limbah pakaian yang sulit untuk di daur ulang.

Mercedes-Benz Vision EQXX mampu melaju sampai 1000km. Desain kendaraan yang efisien dengan bodi aerodinamis, tapi baterai yang ringan dengan bobot 495kg. Hambatn kendaraan listrik ada di bagian depan dan mengirim tenaga dari motor sampai ke ban.

Maret 2023, akan diperketat oleh pemerintah. Sekarang kita tahu sepatu bekas bermerek datang dari mana. Pemerintah Singapura memiliki program daur ulang sepatu untuk sarana olahraga. Warga mengumpulkan sepatu bekas, ditampung di beberapa tempat. Malah piknik di rak toko sepatu di Indonesia. Kok bisa

Layanan transportasi di Singapura mulai menguji coba panel surya untuk bus kota. Tahun ini akan dipasang di 52 bus, dengan tujuan mengurangi emisi karbon. Panel surya di atap bus dapat mengurangi beban mesin untuk sistem elektrik bus. Dampak yang baik, dapat menurunkan kebutuhan bahan bakar.

Setiap tahun sekitar 1 juta storage dan server dihancurkan oleh perusahaan IT. Tapi mengunakan teknik ekstrem, walau harddisk yang masih dapat bekerja diganti dengan unit baru. Mengapa perusahaan IT harus menghancurkan dibanding mendonasi atau menjual kembali. Seagate pulihkan harddisk layak pakai.

Xiaomi Mijia Smart Air Frying Oven 30L. Layar sentuh, perintah suara dengan aplikasi Mijia. Air Frying dapat digunakan untuk mengoreng, memanggang dan lainnya. Sistem panas dari elemen dan dihembuskan dengan kipas, membuat sirkulasi udara panas seperti oven listrik.

Agrivoltaic lahan pertanian dengan panel surya. Petani di Jerman menghasilkan 2 pendapatan dengan menjual apel dan listrik. Agrivoltaic kembali populer, Amerirka, Eropa dan China memanfaatkan panel surya di atas lahan pertanian.

Jerman usulan ke Uni Eropa, aturan ponsel dapat bertahan 7 tahun. Standar pengisian baterai smartphone dengan USB-C resmi disetujui. Tujuannya untuk menekan sampah elektronik dan penguna tidak perlu ketika menganti ponsel. Lebih baik komponen elektronik mengunakan port adaptor seragam.

Baterai Betavolt BV100 dapat menyimpan energi selama 50 tahun, tidak perlu di charge ulang. Pengembangan baterai dari limbah nuklir yang disebut baterai berlian dapat bekerja ribuan tahun. Mengurangi limbah nuklir dan memanfaatkan radiasi menjadi energi

Film tentang plastik penemuan inovasi dalam industri, setelah 50 tahun plastik menjadi bencana. Semua negara mengalami masalah dengan plastik. Plastik dari industri minyak menjadi produk, sampah, lalu kemana plastik pergi. Film ini adalah akhir cerita, tetapi masalah baru saja dimulai.

Dari Nairobi pemuda insinyur material membuat batu bata dari bahan plastik. Secara teknik sangat mudah, hanya mencampur komposisi bata dan plastik lalu dipanaskan. Sampah plastik seperti botol plastik memiliki kekuatan tersendiri, Bata tidak mudah pecah bahkan 5-7x lebih kuat dari bata biasa.

Dari video BBC menceritakan bagaimana cara kerja reaktor nuklir. Seperti memanaskan ketel air dan mengerakan turbin. Pembangkit listrik reaktor nuklir mengunakan teknik yang sama, tetapi pemanas mengunakan reaksi plutonium. Kemana sampah radioaktif nantinya dibuang. Dan berapa lama bahan tersebut tetap berbahaya bagi manusia. Salah satunya Jerman dimana negara harus mencari tempat paling aman.

Belajar elemen table periodik dan isotop sekarang lebih mudah termasuk benda yang sudah jadi.3 elemen paling langka dialam semesta terbentuk dari aktivitas ekstrem. Karena Boron Lithium dan Berilium terbentuk dari aktivitas lubang hitam, elemen tubuh manusia berasal dari ruang angkasa. 6 elemen utama membentuk kehidupan di alam semesta.

Ketika sampah menjadi berharga. Sebuah perusahan Korea mendaur ulang sampah elektronik. Dari baterai dapat di ekstrak menjadi bahan lithium dan kobal. Digunakan kembali menjadi baterai baru untuk industri Korea.

Seandainya kita bisa membuang sampah dari limbah radioaktif ke ruang angkasa, dan membiarkan terbakar di matahari. Berapa resiko yang harus dihadapi. Biaya. Satu roket Soyus mampu membawa 7 ton, tapi lihat berapa banyak sampah yang harus dikirim. Amerika memiliki puluhan ribu ton limbah tingkat tinggi, belum negara maju lain yang memiliki pembangkit

Teori Newton tidak berlaku di dunia Kosmos, ketika cahaya tidak memiliki massa dapat berbelok. Disini teori Einstein dengan antariksa mulai terungkap dengan penemuan saat ini. Dahulu masih terbatas teori, sekarang menjadi kenyataan. Gravitasi mampu membelokan cahaya sampai gravitasi bisa bergerak seperti kekuatan gelombang