Os residuos de paneis solares aumentarán en máis dun 4000 por cento na próxima década.¿Está preparada a industria de reciclaxe de paneis solares para xestionar estes volumes?Coa demanda de novos paneis aumentando exponencialmente e as materias primas escasas, a carreira está en marcha.
Panel solara reciclaxe está a converterse nun verdadeiro reto.A enerxía solar é unha opción duradeira e sostible para as empresas e os fogares, e está a crecer rapidamente.
En 2021, o Reino Unido engadiu 730 MW de nova capacidade solar, levando o volume total a 14,6 GW, un aumento do 5,3 por cento con respecto a 2020 e, no segundo trimestre de 2022, a enerxía solar achegou o 6,4 por cento da xeración total de electricidade do Reino Unido.Dentro da Estratexia de Seguridade Enerxética de abril, o Departamento de Estratexia Empresarial, Enerxética e Industrial (BEIS) confirmou que, para 2035, prevese que o despregamento solar do Reino Unido se multiplique por cinco, levando o volume total a 70 GW: preto do 15 por cento do previsto no Reino Unido. (e aumentando) os requisitos de electricidade, segundo McKinsey.
Un problema emerxente é que facer cos paneis solares unha vez que chegan ao final da súa vida útil de 30 anos.A medida que o crecemento do mercado continúa aumentando no futuro, tamén o fará a crecente pila de residuos solares.Segundo a Axencia Internacional de Enerxías Renovables (IRENA), prevese que o Reino Unido xere 30.000 toneladas de residuos solares na próxima década.Ademais, prevese que un aumento dos paneis desaparecidos chegue ao mercado na década de 2030, candopaneis solaresa partir do milenio comezan a tambalear.IRENA prevé que os residuos mundiais dos paneis solares estarán entre 1,7 millóns e oito millóns de toneladas en 2030.
Ademais, atópase un pescozo de botella potencial na subministración de materias primas, coa demanda de paneis que superará a dispoñibilidade de compoñentes virxes.
Está aumentando a presión para que a industria de reciclaxe de paneis solares aumente a súa capacidade para xestionar o aumento dos paneis desaparecidos e apoiar a fabricación de novos paneis solares.En xullo, Sam Vanderhoof, un experto na industria solar, suxeriu que, a nivel mundial, só un de cada dez paneis fotovoltaicos (PV) se recicla e o resto acaba no vertedoiro, facendo referencia de novo aos datos de IRENA.
Regulación e cumprimento
Dentro do Reino Unido,Os paneis solares clasifícanse formalmente comoEléctrico e electrónicoEquipamento(EEE), baixo unha Categoría 14 dedicada. Polo tanto, os paneis fotovoltaicos están amparados pola normativa sobre residuos de AEE (RAEE);monitorízase o seu fin de vida útil e xa está en marcha o desenvolvemento de infraestruturas de reciclaxe de paneis solares sólidos.
Os produtores de paneis solares están obrigados a adherirse a un Producer Compliance Scheme (PCS), informando sobre as tonelaxes introducidas no mercado e obtendo notas de conformidade para cubrir a futura reciclaxe desas unidades.Tamén deberán marcar os produtos para aconsellar aos usuarios e ás instalacións de tratamento a composición do material e a correcta eliminación.
Ao mesmo tempo, os distribuidores deben recoller os produtos ao final da súa vida útil.Deben ter un procedemento de retirada de residuos fotovoltaicos ou contribuír a un réxime de devolución aprobado polo Goberno.
Non obstante, segundo Scott Butler, xefe executivo de Material Focus, unha ONG financiada con cargo ás taxas de cumprimento dos RAEE, hai algunhas consideracións distintivas que afectarán á recuperación dos paneis solares: "Coa fotovoltaica, esperaríase que houbese unha relación instalador/desinstalador para fogares.Aínda que é un produto doméstico, non é algo que moitas persoas poidan manexar por si mesmas.
"Imaxino que a desinstalación ten que implicar a un profesional rexistrado na rede eléctrica... e poden ser a clave para xestionar este [residuo].Aínda que pode ser difícil porque non están preparados para manexar residuos, non é tan difícil converterse nun transportista de residuos".
Butler sinala que os paneis solares que se achegan agora ao final da súa vida útil poden resultar difíciles de reciclar debido á variación na fabricación: "En termos de reciclaxe, creo que o reto dos fotovoltaicos vai ser comprender a química porque, especialmente ao principio, hai moitas mesturas químicas diferentes.As cousas que van comezar a saír agora son bastante antigas, 20 anos son un ciclo bastante longo.Entón, quizais haxa unha brecha de información que teña que cubrirse sobre quen pon o que no mercado e que é".
Procesos de reciclaxe
Os procesos de reciclaxe dos paneis varían segundo a composición dos paneis solares, sendo o máis común a base de silicio.Coñecidos pola súa accesibilidade e flexibilidade, os paneis solares de silicio constituíron unha cota de mercado do 73,3 por cento en 2020;A película fina representou o 10,4 por cento e os paneis fabricados con outros materiais (sensibilizados con colorantes, fotovoltaicos concentrados, híbridos orgánicos) representaron o 16,3 por cento restante (Chowdhury et al, 2020).
Cando se recolle, calquerapanel fotovoltaicoé difícil de desmontar.O marco de aluminio e a caixa de unión pódense eliminar de forma sinxela;a parte desafiante é a folla de vidro plano laminado, que contén baixas cantidades de metais ferrosos e non férreos, plásticos e material semicondutor.No que respecta ás solucións de tratamento, o reto non é técnico, xa que a pirólise, a separación crioxénica (conxelación) e a trituración mecánica existen como técnicas de separación dos distintos materiais.O maior reto é que os paneis fotovoltaicos non xeran residuos similares aos residuos de envases ou consumibles cunha vida útil curta.Polo tanto, a principal pregunta é económica: quen vai investir nunha liña de tratamento que non ten nin idea de cando chegarán os residuos?
Os paneis de película fina implican un proceso de tratamento, que require algúns pasos adicionais para recuperar o "telururo de cadmio" metálico composto de forma ecolóxica.Aínda que unha opción menos popular, os paneis de película delgada teñen un uso de material máis eficiente, albergando un semicondutor máis fino, aforrando custos e carbono durante a fabricación.Estes paneis funcionan mellor con pouca luz e en ángulos "extremos", útiles para superficies verticais e fachadas.
Para recuperar os materiais, os paneis fotovoltaicos de película fina son triturados para eliminar a laminación, antes de que os fragmentos sólidos e líquidos sexan separados por un parafuso xiratorio.Despois, a película elimínase usando ácido e peróxido, seguido da eliminación dos materiais entre capas con vibración, mentres se separan e recuperan o vidro e o metal restantes.
Reciclaxe de placas solares a escala
A pesar das iniciativas actuais de reciclaxe que crecen constantemente, actualmente só se recuperan entre o 80 e o 95 por cento dos materiais de paneis solares que se reciclan.Para avanzar nisto, a empresa de xestión de residuos Veolia lidera un proxecto para levar a reciclaxe total de paneis solares a escala industrial, nun proxecto en curso financiado por EIT RawMaterials.ReProSolar está a desenvolver un proceso altamente eficiente para reciclar paneis ao final da súa vida útil, que permite recuperar todos os compoñentes dos módulos fotovoltaicos baseados en silicio.
Usando a tecnoloxía de delaminación para separar a célula solar da placa de vidro, os procesos físicos e químicos recuperan todos os materiais, incluíndo prata pura e silicio, sen destruír os módulos fotovoltaicos.
En colaboración con FLAXRES GmbH e ROSI Solar, dousempresas tecnolóxicasque están a desenvolver novos métodos para recuperar materias primas dos paneis fotovoltaicos, o proxecto probará a viabilidade a escala industrial a finais de ano, con 5.000 toneladas de módulos fotovoltaicos desmantelados que se procesarán anualmente nunha planta de demostración en Alemaña en 2024.
A comercialización dun proceso de reciclaxe completo é clave para afrontar o desafío actual do mercado, achegando unha forte oferta de compoñentes de paneis fotovoltaicos recuperados para satisfacer a crecente demanda de paneis e xestionar os volumes de montaxe de residuos de paneis solares.
Poderíanse obter beneficios económicos considerables coa recuperación de compoñentes de paneis fotovoltaicos de alto valor a medida que aumenta a demanda.A prata, por exemplo, aínda que representa o 0,05 por cento do peso do panel, representa o 14 por cento do seu valor de mercado.Outros metais valiosos e recuperables inclúen aluminio, cobre e telurio.Segundo Rystad Energy, aínda que os materiais recuperados dos paneis fotovoltaicos ao final da súa vida útil valen actualmente 170 millóns de dólares, está previsto que en 2030 supere os 2.700 millóns de dólares.
Redeseño de paneis solares
Ademais das innovacións no mundo da reciclaxe de paneis solares, tamén se está a reimaxinar o deseño dos paneis tendo en conta a reutilización.A Organización dos Países Baixos para a Investigación Científica Aplicada (TNO) revelou os seus paneis solares "Design for Recycling" (D4R) recentemente desenvolvidos en decembro de 2021, fabricados para o final da súa vida útil.Os paneis, cunha vida útil probada de 30 anos, están deseñados para un fácil desmontaxe sen danar os compoñentes.
Os paneis, encapsulados cunha lámina adhesiva, albergan un mecanismo de gatillo integrado para a separación das celas e marcos.O proceso é de baixa enerxía e non implica elementos tóxicos.
A investigación está albergada por dous proxectos, o primeiro é o proxecto DEREC, que conceptualizou e probou os paneis D4R a pequena escala para garantir o seu desmantelamento limpo tras unha vida útil simulada.O proxecto PARSEC ampliará a tecnoloxía a paneis D4R de tamaño completo para uso comercial e residencial.
Mentres son paneisfabricadoHai case 30 anos que supoñen o desafío actual para os recicladores, os paneis D4R poden simplificar a reciclaxe de paneis para impulsar a industria.E, ademais dos novos paneis, o consorcio está a investigar técnicas de reciclaxe dos actuais modelos de paneis solares, para conseguir a adquisición de silicio puro para a súa reutilización.
En conclusión
De forma acumulativa, estas innovacións son prometedoras no seu foco na comercialización, aínda que segue a preocuparse sobre se se cumprirá a escala requirida, aumentando tanto os volumes de paneis desaparecidos como a demanda de novos.Non obstante, se os esforzos de comercialización van ben e se se poden entregar os plans para fabricar paneis a partir de materiais completamente recuperados, a industria de paneis solares está a buscar unha economía circular sólida.
Hora de publicación: 11-xan-2023