I pannelli solari sono una fonte sempre più importante di energia rinnovabile che giocherà un ruolo essenziale nella lotta al cambiamento climatico.
Sono anche pezzi complessi di tecnologia che diventano rifiuti elettronici ingombranti alla fine della loro vita, e al momento la maggior parte del mondo non ha un piano per smaltirli.
La soluzione è da trovare al più presto, perché si stanno creando rifiuti elettronici in eccesso.
Entro il 2050, l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili prevede che 78 milioni di tonnellate di pannelli solari avranno raggiunto la fine della loro vita utile e che il mondo genererà circa 6 milioni di tonnellate di nuovi rifiuti elettronici solari all’anno. Mentre l’ultimo numero è una piccola frazione del totale dei rifiuti elettronici che l’umanità produce ogni anno, i metodi di riciclaggio dell’elettronica standard non sono sufficienti per i pannelli solari. Il recupero dei propri materiali più preziosi, tra cui argento e silicio, richiede soluzioni di riciclaggio su misura. E se non sviluppiamo queste soluzioni insieme a politiche che supportano la loro diffusa adozione, molti di questi moduli andranno in discarica con conseguenze pericolose.
I pannelli solari sono costituiti da celle fotovoltaiche (PV) che convertono la luce solare in elettricità. Quando questi pannelli finiscono nelle discariche , risorse preziose vengono sprecate. E poiché i pannelli solari contengono materiali tossici come il piombo che possono fuoriuscire mentre si rompono, le discariche creano anche nuovi rischi ambientali.
La maggior parte dei produttori di energia solare afferma che i propri pannelli dureranno circa 25 anni e il mondo non ha iniziato a distribuire ampiamente l’energia solare fino all’inizio degli anni 2000. Di conseguenza, oggi un quantità abbastanza piccola di pannelli solari. Secondo il direttore Jan Clyncke, PV CYCLE, un’organizzazione senza scopo di lucro dedicata al recupero e al riciclaggio dei pannelli solari, raccoglie ogni anno diverse migliaia di tonnellate di rifiuti elettronici in tutta l’Unione europea. Questa cifra include i pannelli solari che hanno raggiunto la fine della loro vita utile, ma anche quelli che sono stati ritirati dal servizio in anticipo perché sono stati danneggiati durante una tempesta, presentavano qualche tipo di difetto di fabbricazione o sono stati sostituiti con un modello più recente e efficiente.
Pannelli solari: requisiti di riciclaggio
Ai sensi del diritto dell’UE, i produttori devono garantire che i loro pannelli solari vengano riciclati correttamente. In Giappone, India e Australia sono in corso i requisiti di riciclaggio. Negli Stati Uniti, è il selvaggio West – ad eccezione di una legge statale a Washington, gli Stati Uniti non hanno un mandato per il riciclaggio solare. Gli sforzi di riciclaggio volontario guidati dall’industria hanno una portata limitata. “In questo momento, siamo abbastanza sicuri che il numero sia intorno al 10% per i pannelli solari riciclati”, ha affermato Sam Vanderhoof, CEO di Recycle PV Solar, una delle poche società statunitensi dedite al riciclaggio fotovoltaico. Il resto, dice,
Anche quando avviene il riciclaggio, c’è molto spazio per miglioramenti. Un pannello solare è essenzialmente un sandwich elettronico. Il riempitivo è un sottile strato di celle di silicio cristallino, che sono isolate e protette dagli elementi su entrambi i lati da lastre di polimero e vetro. Tutto è tenuto insieme in un telaio in alluminio. Sul retro del pannello, una scatola di giunzione contiene cavi in rame che canalizzano l’elettricità mentre viene generata.
I riciclatori spesso rimuovono il telaio del pannello e la sua scatola di giunzione per recuperare l’alluminio e il rame, quindi triturano il resto del modulo, inclusi il vetro, i polimeri e le celle di silicio, che sono rivestiti con un elettrodo d’argento e sono saldati con stagno e piombo. Tao ei suoi colleghi stimano che un riciclatore che smonta un pannello di silicio standard a 60 celle può ottenere circa $ 3 per il materiale recuperato: alluminio, rame e vetro.
Vanderhoof, nel frattempo, afferma che il costo del riciclaggio di quel pannello negli Stati Uniti varia da $ 12 a $ 25, al netto dei costi di trasporto, che “spesso è uguale al costo del riciclaggio”. Allo stesso tempo, negli stati che lo consentono, “pensiamo che il grande punto cieco negli Stati Uniti per il riciclaggio sia che il costo supera di gran lunga le entrate”, ha detto Meng. “È nell’ordine di un rapporto di 10 a 1”.
Pannelli solari che si adattano a tutte le superfici
Se i componenti più preziosi di un pannello solare, vale a dire silicio e argento, potessero essere separati e purificati in modo efficiente, ciò potrebbe migliorare i costi. Un piccolo numero di riciclatori solari fotovoltaici dedicati sta cercando di farlo.
Veolia, che gestisce l’unico impianto di riciclaggio del silicio fotovoltaico su scala commerciale al mondo in Francia, sminuzza e sminuzza i pannelli e quindi utilizza una tecnica ottica per recuperare il silicio a bassa purezza. Secondo Vanderhoof, Recycle PV Solar inizialmente utilizzava un “processo termico e un processo con mulino a palle” in grado di recuperare più del 90% dei materiali presenti in un pannello, inclusi argento e silicio a bassa purezza. Ma l’azienda ha recentemente ottenuto alcune nuove apparecchiature dai suoi partner europei in grado di “recuperare più del 95%”, ha detto, separando i materiali recuperati molto meglio.
Alcuni ricercatori del fotovoltaico vogliono fare anche meglio di così. In un altro recente articolo di revisione, un team guidato da scienziati del National Renewable Energy Laboratory chiede lo sviluppo di nuovi processi di riciclaggio in cui tutti i metalli ei minerali vengono recuperati con elevata purezza, con l’obiettivo di rendere il riciclaggio il più economico. vitale e il più possibile benefico per l’ambiente. Come spiega l’autore principale dello studio Garvin Heath, tali processi potrebbero includere l’uso di trattamenti termici o chimici per separare il vetro dalle celle di silicio, seguito dall’applicazione di altre tecniche chimiche o elettriche per separare e purificare il silicio e varie tracce di metalli.
Oltre a sviluppare metodi di riciclaggio migliori, l’industria solare dovrebbe pensare a come riutilizzare i pannelli quando possibile, poiché è probabile che i pannelli solari usati abbiano un prezzo più alto rispetto ai metalli e ai minerali che contengono
Affinché l’industria del riciclaggio solare cresca in modo sostenibile, alla fine avrà bisogno di politiche e normative di supporto.
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