ما الذي يجعل المصباح الليلي الشمسي صديقًا حقيقيًا للبيئة، بما يتجاوز مجرد كونه يعمل بالطاقة الشمسية؟

المعايير الكاملة للاستدامة من أجل مصباح ليلي شمسي حقيقي صديق للبيئة

لماذا لا يعني التشغيل بالطاقة الشمسية بالضرورة أنه صديق للبيئة

تُلغي الطاقة الشمسية حاجتنا إلى الشبكة الكهربائية، لكنها أيضًا لا تحل مشكلات البيئة بشكل كامل. خذ على سبيل المثال تلك المصابيح الليلية الشمسية الصغيرة التي يحب الجميع وضعها حول الحدائق هذه الأيام. غالبًا ما تأتي مزودة ببطاريات سامة مثل البطاريات الرصاصية الحمضية القديمة أو إصدارات الليثيوم الرخيصة غير الخاضعة للتنظيم السليم. وهناك أيضًا تلك الأغلفة البلاستيكية الكثيرة التي تبقى في مكبات النفايات لفترات طويلة قبل أن تتحلل في النهاية وتطلق معادن ثقيلة في التربة. كما أن عملية التصنيع نفسها تشكل مشكلة أخرى. يتطلب إنتاج هذه الأجهزة طاقة كبيرة جدًا لدرجة أن البصمة الكربونية الناتجة عن التصنيع قد تلغي في بعض الأحيان الفوائد الناتجة عن تشغيلها بطريقة نظيفة لسنوات لاحقة. ووفقًا لبعض الاختبارات الحديثة التي أجريت العام الماضي من قبل باحثين بيئيين، فإن نحو أربعين بالمئة من المصابيح الشمسية المباعة اليوم لا تستوفي حتى الحد الأدنى من المعايير الخضراء بسبب نفس المشكلات المتعلقة بالبطاريات الخطرة والأغلفة الخارجية التي يتعذر إعادة تدويرها.

خمسة معايير رئيسية للاستدامة تتجاوز مصدر الطاقة

يتطلب الصديق البيئي الحقيقي تصميمًا شاملاً يستند إلى معايير يمكن التحقق منها، وليس إلى ادعاءات تسويقية:

• النزاهة المادية : استخدام ألومنيوم صب قابل لإعادة التدوير بشكل لا نهائي أو بوليمرات غير سامة ومستقرة ضد الأشعة فوق البنفسجية تقاوم التدهور وانطلاق جزيئات البلاستيك الدقيقة
• تصنيع منخفض الأثر : إنتاج يعتمد على مصادر متجددة، مع أنظمة مياه مغلقة الدورة، وخطوط تصنيع تقلل النفايات إلى الحد الأدنى، وإصدارات منتجات بيئية (EPDs) تم التحقق منها من جهة خارجية
• المسؤولية عن البطارية : خلايا غير سامة وقابلة للتبديل (مثل NiMH أو ليثيوم أيون منخفض الكوبالت ومعتمد) مدعومة ببرامج استرداد يدعمها المصنّع
• متانة إضافية : بنية مقاومة للعوامل الجوية تم التحقق من صلاحيتها للاستخدام الخارجي لمدة 5 سنوات على الأقل — ويفضل أن تكون 10 سنوات أو أكثر — مع اختبارات مقاومة للتآكل ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية وفقًا للمعايير IEC 60529 (IP65+) وISO 4892-2
• التخطيط لمرحلة نهاية العمر : تصميم وحدات يتيح الفك، بالإضافة إلى شراكات مع جهات إعادة تدوير معتمدة حسب معيار R2 أو e-Stewards لاسترجاع أكثر من 90% من المواد

تؤكد تقييمات دورة الحياة (LCA) التي تُجرى وفقًا لمعيار ISO 14040/44 أن المصابيح التي تستوفي جميع المعايير الخمسة تقلل من الأثر البيئي الكلي بنسبة تصل إلى 60٪ مقارنة بالمصابيح الشمسية التقليدية، وبنسبة تصل إلى 75٪ عند دمج مبادئ التصميم الدائري بالكامل.

اختيار البطارية، وعمرها الافتراضي، وإدارتها المسؤولة في نهاية العمر الافتراضي

بينما تُحدد الطاقة الشمسية مصدر الطاقة، فإن نظام البطارية هو الذي يحدد الاستدامة على المدى الطويل. فتتدهور القيمة البيئية للمصباح بسرعة إذا كانت بطاريته غير قابلة للتبديل، أو سامة، أو غير قابلة لإعادة التدوير.

أيون الليثيوم مقابل NiMH: المقايضات البيئية وإمكانية إعادة التدوير

تحزم بطاريات الليثيوم أيون بالتأكيد طاقة أكبر عندما يتعلق الأمر بتخزين الطاقة، ويمكن أن تدوم لحوالي 500 إلى 1000 دورة شحن قبل الحاجة إلى الاستبدال. ومع ذلك، فإن الحصول على المواد الخام لهذه البطاريات يخلق مشكلات خطيرة. فمعظمها يحتوي على الكوبالت والليثيوم اللذين يتم استخراجهما من مناطق تعاني عمالتها من ظروف عمل سيئة وتتضرر فيها النظم البيئية أثناء عمليات الاستخراج. تزداد الحالة سوءًا عند النظر فيما يحدث بعد انتهاء عمر هذه البطاريات الافتراضي. إن أنظمة إعادة التدوير الحالية لبطاريات الليثيوم أيون متفرقة جدًا وتفتقر إلى التنسيق بين الدول المختلفة. وعلى المستوى العالمي، نحن لا ننجح سوى في استعادة أقل من 5٪ من هذه البطاريات المستهلكة. من ناحية أخرى، تعمل بطاريات النيكل ميتال هايدريد (NiMH) بمواد يسهل الحصول عليها وتشكل خطرًا بيئيًا أقل. علاوة على ذلك، توجد بالفعل شبكات راسخة لإعادة تدوير تقنية NiMH، حيث تُبلغ بعض البرامج المتخصصة عن معدلات استرداد تتجاوز 90٪. وقد بدأت الشركات الذكية التي تركّز على الاستدامة بالتحول نحو خيارات NiMH أو اختيار بدائل أكثر أمانًا ضمن عائلة الليثيوم مثل كيمياء LiFePO4. تأتي هذه الخيارات مع توثيق دقيق ومراجعات منتظمة لعمليات إعادة التدوير الخاصة بها، بحيث حتى عندما تتآكل هذه البطاريات في النهاية، لا تترك وراءها مشكلات بيئية مع الحفاظ على خصائص أداء جيدة.

تصميم يسهل استبداله وطرق إعادة تدوير البطاريات

تُعدّ الحجرات المخصصة للبطاريات والتي يمكن فتحها باستخدام أدوات بدلاً من لصقها بشكل دائم أمراً مهماً إذا أردنا أن تدوم أجهزتنا لفترة أطول قبل التخلص منها في مكبات النفايات. إن الشركات الرائدة تُدرج بالفعل مخططات توضح كيفية فك منتجاتها، كما أنها تعمل فقط مع جهات معتمدة لإعادة التدوير تقوم بمعالجة النفايات الإلكترونية بشكل سليم. وعند تنفيذ هذه الإجراءات بالشكل الصحيح، فإنها تمنع تسرب المواد الكيميائية الضارة، وتعيد استخلاص مواد قيّمة مثل النيكل والكوبالت التي تُستخدم في صناعة البطاريات الجديدة. ولكن الشيء الأهم هو ما إذا كانت الشركات تُبلغ العملاء بأماكن إعادة تدوير أجهزتهم القديمة عند شرائهم منتجاً جديداً، بدلاً من إخفاء هذه المعلومات في وثائق الضمان. فالمنتجات المصممة بهذه الطريقة تساعد على إنشاء نظام يحوّل ما كان سيصبح نفايات عادية إلى موارد مفيدة يمكن إعادة استخدامها.

الاعتبارات الرئيسية:

• إمكانية الاستبدال : البطاريات التي يمكن للمستخدم استبدالها تمنع التخلص من الوحدة بالكامل في المكبات بعد 2–3 سنوات
• إعادة التدوير : أولِ الاهتمام بالتركيبات الكيميائية للبطاريات التي تتوفر لها بنية تحتية للجمع مُثبتة ومتاحة جغرافيًا
• الشفافية : ابحث عن رموز الاستجابة السريعة (QR) المطبوعة على المنتج والتي تُوصِل إلى تفاصيل برنامج إعادة التدوير في الوقت الفعلي وأدوات تحديد مواقع تسليمها

سلامة المواد والبناء منخفض الطاقة المضمّنة

مواد متينة وغير سامة (مثل الألومنيوم المسبوك بالقالب، والبوليمرات المستقرة ضد أشعة الشمس)

ما المواد التي نختارها تُحدث حوالي 80٪ فرقًا في مدى صديقة مصباح الطاقة الشمسية للبيئة وفقًا للبحث المنشور في مجلة Energy and Buildings عام 2023. أصبح الألمنيوم المسبوك بالقالب شائعًا جدًا لأنه لا يصدأ بسهولة، ويتمتع بمتانة هيكلية أطول، ويمكن إعادة تدويره بشكل أساسي إلى أجل غير مسمى. وأفضل جزء؟ إن إعادة تدويره تستهلك فقط 5٪ من التكلفة اللازمة لإنتاج ألمنيوم جديد من الصفر. أما بالنسبة للبلاستيك، فإن الخيارات المستقرة ضد الأشعة فوق البنفسجية مثل ASA أو خلطات PC/ABS مع إضافات HALS تؤدي نتائج رائعة. هذه المواد لا تتشقق ولا تتحلل مع مرور الوقت عند التعرض لأشعة الشمس، ما يعني أنها تدوم لفترة أطول بكثير من البلاستيك العادي. علاوة على ذلك، فهي لن تترك وراءها جزيئات بلاستيكية ضارة في التربة عند التخلص منها لاحقًا. ومع ذلك، فإن اعتبارًا مهمًا هو التأكد من أن هذه المواد لا تحتوي على أي مواد كيميائية عالية الخطر (SVHCs) المدرجة في لوائح REACH الخاصة بالاتحاد الأوروبي. يقوم معظم الشركات بالتحقق من ذلك من خلال أوراق الموردين، وأحيانًا يستعينون بمعامل طرف ثالث للتأكد من صحة كل شيء.

الشفافية في التصنيع وممارسات الإنتاج منخفضة الكربون

يتطلب البناء منخفض الطاقة المضمّنة وجود مصنّعين قادرين على تتبع عملياتهم والإبلاغ عنها بدقة. عادةً ما تُصدر الشركات الرائدة في هذا المجال بيانات مفصلة عن البصمة الكربونية من خلال إعلانات المنتجات البيئية (EPDs)، والعديد منها يُشغل منشآته حاليًا بمصادر طاقة نظيفة بنسبة 80٪ على الأقل. كما يحدث الاقتراب من مواقع التجميع فرقًا حقيقيًا. تُظهر الدراسات أن الحفاظ على سلاسل التوريد ضمن حوالي 500 كيلومتر يقلل الانبعاثات المرتبطة بالنقل بنحو 22٪، وفقًا لتقرير المواد المستدامة الصادر العام الماضي. تساعد المنشآت التي تعاد تدوير المياه فيها باستمرار وتدير النفايات بحيث لا يذهب أي شيء إلى المكبات في الحد من الأثر البيئي بشكل كبير. يجب على أي شخص يبحث في مواد البناء الخضراء أن يولي اهتمامًا لشهادات محددة مثل ISO 50001 لأنظمة إدارة الطاقة أو العضوية في برامج SEDEX. ولا ينبغي الانخداع بعبارات تسويقية حول "مصانع خضراء" دون رؤية أدلة ملموسة تدعم هذه الادعاءات.

التصميم الدائري: إمكانية الإصلاح، وطول عمر المكونات، وإمكانية إعادة التدوير

يحوّل التصميم الدائري مصابيح الليل الشمسية من سلع مستهلكة إلى أصول متينة وقابلة للصيانة. ويتجاوز شعارات "التغليف القابل لإعادة التدوير" لفرض مسؤولية تقودها عملية التصميم : يجب أن تكون كل مكونة قابلة للإصلاح أو الاستبدال أو الاسترداد.

المنتجات المصممة للفك السهل تتضمن أدوات تثبيت قياسية، ولوحات دوائر مطبوعة وحداتية، وصمامات ضوئية من نوع LED يمكن استبدالها في الميدان. يتيح هذا التكوين للأفراد العاديين أو الفنيين المحليين استبدال المفاتيح أو العدسات أو مكونات المشغل باستخدام أدوات يدوية بسيطة فقط. ولا حاجة للتخلص من الوحدة بأكملها لمجرد عطل جزء واحد منها. كما تتميز هذه المنتجات بمواد بوليمرية مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، إضافة إلى هياكل صب ألومنيوم متينة. وقد أثبت كلا المكونين قدرتهما على الصمود أمام الظروف الخارجية لأكثر من عشر سنوات. ما النتيجة النهائية؟ حلول إضاءة مصممة لتستمر عبر أجيال من الاستخدام بدلاً من التخلص منها بعد بضع سنوات. وعندما تصل هذه الوحدات أخيرًا إلى نهاية عمرها الافتراضي، توفر معظم الشركات المصنعة برامج إعادة الاستلام التي تستعيد حوالي تسعين بالمائة من المواد وفقًا لمعايير إعادة التدوير الصناعية مثل R2 الإصدار الثالث.

الشركات الجادة بشأن التصميم الدائري لا تتوقف عند برامج إعادة التدوير الأساسية. بل تقوم فعليًا بنشر أدلة إصلاح مفصلة عبر الإنترنت، وتحتفظ بتوفير المكونات الاحتياطية لمدة سبع سنوات على الأقل بعد توقف تصنيع المنتج، بل وتُرسل أيضًا بطاقات شحن مجانية كي يتمكن العملاء من إرسال البطاريات القديمة بالبريد. ووفقًا لدراسات حديثة أجرتها مؤسسة إلين ماكارثر في العام الماضي، فإن هذه الاستراتيجيات الشاملة تُحدث فعلاً فرقًا كبيرًا. فهي تقلل بشكل كبير من كمية المواد الجديدة المستخدمة، وتخفف العبء عن مكبات النفايات، وتجعل المنتجات تعمل لفترة أطول مما كانت ستكون عليه بخلاف ذلك. وماذا يعني هذا عمليًا؟ إن المصباح الليلي العامل بالطاقة الشمسية الذي يكون أخضر فعلاً لم يعد مجرد شيء نتمناه فقط. بل أصبح شيئًا يمكن للمصنعين قياسه وإثبات توافقه مع المعايير البيئية.

الأسئلة الشائعة

لماذا لا تكفي الطاقة الشمسية وحدها لجعل المصباح صديقًا للبيئة؟

يساعد الطاقة الشمسية في التقليل من الاعتماد على الشبكة الكهربائية، ولكن إذا استخدم المصباح بطاريات سامة أو مواد غير قابلة لإعادة التدوير، فقد لا يزال له تأثير بيئي كبير.

ما الذي يجعل مواد مثل الألومنيوم المسبوك بالقالب صديقة للبيئة؟

يتميز الألومنيوم المسبوك بالقالب بالمتانة ومقاومة الصدأ، ويمكن إعادة تدويره بشكل لا نهائي باستخدام 5٪ فقط من الطاقة المطلوبة لإنتاج ألومنيوم جديد.

هل توجد بدائل صديقة للبيئة لبطاريات الليثيوم أيون؟

نعم، تعد بطاريات هيدريد النيكل المعدني (NiMH) أكثر صداقة للبيئة لأنها تستخدم مواد أسهل في التوريد، وتُشكل مخاطر أقل، ولديها شبكات إعادة تدوير راسخة جيدًا.

ما أهمية مبادئ التصميم الدائري في مصابيح الإضاءة الليلية الشمسية؟

يضمن التصميم الدائري أن تكون المكونات قابلة للإصلاح أو الاستبدال أو إعادة التدوير، مما يمدّد عمر المصابيح الشمسية بشكل كبير ويقلل من النفايات.