Fonte: greenbiz.com
I pannelli solari hanno una durata di 25-30 anni, ma contengono metalli preziosi, tra cui argento e rame. Con l’imminente aumento dei pannelli scaduti, stanno emergendo aziende che cercano di riciclare i materiali riutilizzabili e di tenere i pannelli fuori dalle discariche.
A Odessa, in Texas, i lavoratori di una startup chiamata SolarCycle scaricano camion che trasportano pannelli fotovoltaici a fine vita appena raccolti da parchi solari commerciali negli Stati Uniti. Separano i pannelli dai telai in alluminio e dalle scatole elettriche, quindi li inseriscono in macchine che staccano il vetro dai materiali laminati che hanno contribuito a generare elettricità dalla luce solare per circa un quarto di secolo.
Successivamente, i pannelli vengono macinati, triturati e sottoposti a un processo brevettato che estrae i materiali preziosi, principalmente argento, rame e silicio cristallino. Questi componenti verranno venduti, così come l’alluminio e il vetro di valore inferiore, che potrebbero persino finire nella prossima generazione di pannelli solari.
Questo processo offre uno sguardo su cosa potrebbe accadere a un’ondata prevista di pannelli solari in disuso provenienti da un settore che rappresenta la fonte di energia in più rapida crescita negli Stati Uniti. Oggi, circa il 90% dei pannelli negli Stati Uniti ha perso la propria efficienza. a causa dell’età o difettosi finiscono in discarica perché tale opzione costa una frazione del loro riciclaggio.
Ma i sostenitori del riciclaggio negli Stati Uniti affermano che un maggiore riutilizzo di materiali preziosi, come argento e rame, contribuirebbe a promuovere l’economia circolare, in cui i rifiuti e l’inquinamento vengono ridotti riutilizzando costantemente i materiali. Secondo un rapporto del 2021 del National Renewable Energy Laboratory (NREL), il riciclaggio dei pannelli fotovoltaici potrebbe anche ridurre il rischio che le discariche disperdano tossine nell’ambiente; aumentare la stabilità di una catena di fornitura che dipende in gran parte dalle importazioni dal Sud-Est asiatico; abbassare il costo delle materie prime per i produttori di energia solare e di altro tipo; ed espandere le opportunità di mercato per i riciclatori statunitensi.
I pannelli solari statunitensi che andranno in pensione entro il 2030 coprirebbero circa 3,000 campi da football americano.
Naturalmente, riutilizzare pannelli degradati ma ancora funzionanti è un’opzione ancora migliore. Milioni di questi pannelli finiscono nei paesi in via di sviluppo, mentre altri vengono riutilizzati più vicino a casa. Ad esempio, SolarCycle sta costruendo una centrale elettrica per la sua fabbrica in Texas che utilizzerà moduli ricondizionati.
La prospettiva di un futuro eccesso di pannelli scaduti sta stimolando gli sforzi di una manciata di riciclatori solari per affrontare un disallineamento tra l’attuale accumulo di capacità di energia rinnovabile da parte di servizi pubblici, città e aziende private – milioni di pannelli vengono installati a livello globale ogni anno – e un carenza di strutture in grado di gestire questo materiale in modo sicuro quando raggiungerà la fine della sua vita utile, tra circa 25 o 30 anni.
Secondo l’ultimo rapporto trimestrale della Solar Energy Industries Association e della società di consulenza Wood Mackenzie, negli Stati Uniti si prevede che la capacità solare in tutti i segmenti aumenterà in media del 21% all’anno dal 2023 al 2027. L’aumento previsto sarà aiutato dallo storico Inflation Reduction Act del 2022 che, tra gli altri sostegni per le energie rinnovabili, fornirà un credito d’imposta del 30% per gli impianti solari residenziali.
Secondo una stima NREL, l'area coperta dai pannelli solari installati negli Stati Uniti a partire dal 2021 e che verranno ritirati entro il 2030 coprirebbe circa 3,000 campi da football americano. "È un bel po' di spreco", ha detto Taylor Curtis, analista legale e normativo del laboratorio. Ma il tasso di riciclaggio del settore, inferiore al 10%, è molto indietro rispetto alle previsioni ottimistiche di crescita del settore.
Entro il 2050, il valore delle materie prime recuperabili dai pannelli solari potrebbe superare i 15 miliardi di dollari.
Jesse Simons, co-fondatore di SolarCycle, che impiega circa 30 persone e ha iniziato le operazioni a dicembre, ha affermato che le discariche di rifiuti solidi in genere fanno pagare da 1 a 2 dollari per accettare un pannello solare, salendo a circa 5 dollari se il materiale è considerato rifiuto pericoloso. Al contrario, la sua azienda addebita 18 dollari per pannello. I clienti sono disposti a pagare quella tariffa perché potrebbero non essere in grado di trovare una discarica autorizzata ad accettare rifiuti pericolosi e ad assumersene la responsabilità legale, e perché vogliono ridurre al minimo l’impatto ambientale dei loro vecchi pannelli, ha affermato Simons, ex dirigente del Sierra Club. .
SolarCycle fornisce ai propri clienti un'analisi ambientale che mostra i vantaggi del riciclo dei pannelli. Ad esempio, il riciclaggio dell’alluminio utilizza il 95% in meno di energia rispetto alla produzione dell’alluminio vergine, che sostiene i costi di estrazione della materia prima, la bauxite, e quindi del suo trasporto e raffinazione.
L'azienda stima che il riciclaggio di ciascun pannello eviti l'emissione di 97 libbre di CO2; il dato sale a oltre 1,5 tonnellate di CO2 se un pannello viene riutilizzato. Secondo una norma proposta dalla Securities and Exchange Commission, le società quotate in borsa saranno tenute a rendere pubblici i rischi legati al clima che potrebbero avere un impatto materiale sulla loro attività, comprese le emissioni di gas serra.
Estratto dai pannelli solari nello stabilimento SolarCycle, l'alluminio viene venduto in un vicino deposito metallurgico. Il vetro viene venduto per pochi centesimi a pannello per essere riutilizzato in prodotti di base come le bottiglie, ma Simons spera di averne prima o poi abbastanza da venderlo a un prezzo più alto a un produttore di nuove lastre per pannelli solari.
A luglio, la California aveva solo 1 impianto di riciclaggio che accettava pannelli solari.
Vale la pena recuperare anche il silicio cristallino, utilizzato come materiale di base nelle celle solari, ha affermato. Sebbene debba essere perfezionato per l’uso nei futuri pannelli, il suo utilizzo evita gli impatti ambientali derivanti dall’estrazione e dalla lavorazione di nuovo silicio.
SolarCycle è una delle sole cinque società negli Stati Uniti elencate dalla SEIA come in grado di fornire servizi di riciclaggio. Secondo la US Environmental Protection Agency, l’industria è ancora agli inizi e sta ancora cercando di capire come trarre profitto dal recupero e dalla vendita dei componenti dei pannelli. "Elementi di questo processo di riciclaggio si possono trovare negli Stati Uniti, ma non è ancora avvenuto su larga scala", ha affermato l'EPA in una panoramica del settore.
Nel 2016, l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA) prevedeva che entro l’inizio degli anni ’30, la quantità globale di pannelli fotovoltaici dismessi sarà pari a circa il 4% del numero di pannelli installati. Entro il 2050, il volume dei rifiuti dei pannelli solari aumenterà fino ad almeno 5 milioni di tonnellate all’anno, ha affermato l’agenzia. Si prevede che la Cina, il più grande produttore mondiale di energia solare, ritirerà un totale cumulativo di almeno 13,5 milioni di tonnellate di pannelli entro il 2050, di gran lunga la quantità più grande tra le principali nazioni produttrici di energia solare e quasi il doppio del volume che gli Stati Uniti ritireranno. entro quella data, secondo il rapporto IRENA.
Secondo il rapporto, le materie prime tecnicamente recuperabili dai pannelli fotovoltaici a livello globale potrebbero valere complessivamente 450 milioni di dollari (in termini del 2016) entro il 2030, più o meno pari al costo delle materie prime necessarie per produrre circa 60 milioni di nuovi pannelli, o 18 gigawatt di potenza. capacità di generazione. Entro il 2050, afferma il rapporto, il valore recuperabile potrebbe superare complessivamente i 15 miliardi di dollari.
Per ora, però, i riciclatori solari devono affrontare sfide economiche, tecnologiche e normative significative. Parte del problema, afferma Curtis di NREL, è la mancanza di dati sui tassi di riciclaggio dei pannelli, che ostacola potenziali risposte politiche che potrebbero fornire maggiori incentivi agli operatori dei parchi solari per riciclare i pannelli a fine vita piuttosto che scaricarli.
Un altro problema è che la Toxicity Characteristic Leaching Procedure - un metodo approvato dall'EPA utilizzato per determinare se un prodotto o materiale contiene elementi pericolosi che potrebbero disperdersi nell'ambiente - è noto per essere difettoso. Di conseguenza, alcuni proprietari di parchi solari finiscono per "gestire eccessivamente" i loro pannelli considerandoli pericolosi senza effettuare una determinazione formale dei rifiuti pericolosi, ha affermato Curtis. Finiscono per pagare di più per smaltirli in discariche autorizzate a gestire rifiuti pericolosi o per riciclarli.
L’Agenzia internazionale per l’energia ha valutato se i pannelli solari che contengono piombo, cadmio e selenio avrebbero effetti sulla salute umana se scaricati in rifiuti pericolosi o in discariche municipali e ha stabilito che il rischio era basso. Tuttavia, ha affermato l’agenzia in un rapporto del 2020, i suoi risultati non costituiscono un’approvazione dello smaltimento in discarica: il riciclaggio, ha affermato, “mitigherebbe ulteriormente” le preoccupazioni ambientali.
NREL sta studiando un processo alternativo per determinare se i pannelli sono pericolosi. "Dobbiamo capirlo perché sta sicuramente incidendo sulla responsabilità e sui costi per rendere il riciclaggio più competitivo", ha detto Curtis.
Nonostante queste incertezze, quattro stati hanno recentemente promulgato leggi che affrontano il riciclaggio dei moduli fotovoltaici. La California, che ha il maggior numero di impianti solari, consente lo smaltimento dei pannelli nelle discariche, ma solo dopo che sono stati verificati come non pericolosi da un laboratorio designato, il che può costare fino a 1.500 dollari. A luglio, la California aveva un solo impianto di riciclaggio che accettava pannelli solari.
Nello stato di Washington, una legge progettata per fornire un modo rispettoso dell’ambiente per riciclare i pannelli fotovoltaici dovrebbe essere implementata nel luglio 2025; I funzionari del New Jersey prevedono di pubblicare un rapporto sulla gestione dei rifiuti fotovoltaici questa primavera; e la Carolina del Nord ha incaricato i funzionari ambientali statali di studiare lo smantellamento dei progetti solari su larga scala. (La Carolina del Nord richiede che i pannelli solari siano smaltiti come rifiuti pericolosi se contengono metalli pesanti come argento o, nel caso di pannelli più vecchi, cromo esavalente, piombo, cadmio e arsenico.)
Nell'Unione Europea, dal 2012, i pannelli fotovoltaici a fine vita sono trattati come rifiuti elettronici ai sensi della direttiva UE sui rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, nota come RAEE. La direttiva impone a tutti gli Stati membri di rispettare standard minimi, ma il tasso effettivo di riciclaggio dei rifiuti elettronici varia da nazione a nazione, ha affermato Marius Mordal Bakke, analista senior per la ricerca sui fornitori solari presso Rystad Energy, una società di ricerca con sede a Oslo, Norvegia. . Nonostante questa legge, il tasso di riciclaggio del fotovoltaico dell'UE non è migliore di quello degli Stati Uniti - circa il 10% - in gran parte a causa della difficoltà di estrarre materiali preziosi dai pannelli, ha affermato Bakke.
Ma ha previsto che il riciclaggio diventerà più diffuso quando il numero di pannelli a fine vita aumenterà al punto da rappresentare un’opportunità di business, fornendo ai riciclatori materiali preziosi che potranno vendere. I governi possono contribuire ad accelerare questa transizione, ha aggiunto, vietando lo smaltimento dei pannelli fotovoltaici nelle discariche e fornendo incentivi come agevolazioni fiscali a chiunque utilizzi pannelli solari.
"Ad un certo punto in futuro, vedrete abbastanza pannelli smantellati che dovrete iniziare a riciclarli", ha detto Bakke. "Diventerà redditizio da solo, indipendentemente dai prezzi delle materie prime."