Reciclarea panourilor fotovoltaice: problemă sau soluție?

Dorim să vă îndreptăm atenția către un subiect de mare importanță, din punctul nostru de vedere, dar adesea ignorat: reciclarea panourilor fotovoltaice. Ați reflectat vreodată la soarta panourilor solare la sfârșitul duratei lor de viață? Subiectul nu este des abordat, dar merită explorat în profunzime. Tocmai de aceea, vă invităm să aflați care sunt provocările reciclării panourilor fotovoltaice și ce soluții au fost descoperite până la ora actuală. 

Panorama actuală a panourilor fotovoltaice

Informațiile ne arată că în 2023, piața de sisteme fotovoltaice se află în plină expansiune și inovație. Printre cele mai recente evoluții se numără soluții fotovoltaice avansate, care includ materiale performante, tehnologii termo-fotovoltaice și variante sustenabile. Aceste tendințe sunt susținute de scăderea costurilor și de producția locală. 

În SUA, de exemplu, industria solară a adăugat 6.1 gigawați de capacitate în primul trimestru al anului 2023, înregistrând o creștere de 47% comparativ cu anul anterior. La nivel mondial, piața a fost evaluată la 157,75 miliarde de dolari în 2022, cu o prognoză de creștere anuală de 7.8% până în 2030.

Pare a fi un aspect pozitiv însă trebuie să luăm în considerare o consecință majoră, și anume impactul ecologic și dificultățile de reciclare ale panourilor fotovoltaice. Datorită costurilor ridicate de reciclare și a unei infrastructuri limitate, înțelegeți foarte clar că multe panouri ajung în gropile de gunoi, reprezentând o problemă ecologică majoră. Însă, pe lângă protejarea mediului, reutilizarea componentelor din panourile solare uzate poate reduce necesarul de materii prime, oferind totodată, oportunități de angajare.

Gândiți-vă că în 2022, capacitatea solară instalată la nivel global a fost de 268 gigawați, o creștere față de 183 gigawați în 2021, cu o estimare de 315 gigawați în 2023. Acest lucru ce indică? Bineînțeles că indică o viitoare cantitate imensă de panouri uzate. În Regatul Unit, se estimează că deșeurile de panouri vor atinge 1 milion de tone până în 2050, iar în Australia, acestea reprezintă cel mai rapid flux crescând de deșeuri electronice, cu peste 100.000 de tone de deșeuri până în 2035. Iar, după cum spuneam mai sus, costurile de reciclare sunt adesea mai mari decât cele de eliminare, necesitând stimulente financiare și un cadru de reglementare adecvat. Europa, totuși, deține un rol de lider, având reglementări care impun colectarea și reciclarea panourilor fotovoltaice.

Provocări și soluții în reciclarea panourilor fotovoltaice

Puteți ușor constata că lipsa unui sistem eficient de reciclare a panourilor fotovoltaice are un impact major asupra mediului. Chiar dacă aceste panouri generează energie curată, procesul de fabricație și deșeurile lor la sfârșitul ciclului de viață includ materiale toxice, care pot afecta mediul​​​​. Bun, și atunci ce e de făcut? Trebuie găsite soluții cât mai fezabile și mai eficiente. Reciclarea este esențială pentru a preveni problemele de mediu asociate cu eliminarea acestor panouri.

Un exemplu concret de reciclare a panourilor fotovoltaice, pe care vi-l putem oferi, sau mai bine spus de recondiționare, este procesul aplicat panourilor pe bază de siliciu. Acesta include demontarea panourilor în componente, topirea waferelor rupte, fabricarea de noi celule de siliciu și asamblarea finală, rezultând o rată de reciclare de 85%​​. Cu toate acestea, costul ridicat al acestui proces de reciclare face ca opțiunea de depozitare în gropi de gunoi să fie mai atractivă pentru mulți factori de decizie​​.

Un alt proces este procesul fizic de reciclare, cel mecanic și cel mai utilizat. În prima etapă este efectuată separarea tuturor materialelor pe care un panou le conține. Aceste componente sunt apoi măcinate, testate pentru a determina cantitatea de toxine și apoi reutilizate. Un panou poate avea în componență diverse materiale printre care siliciu, sticlă, aluminiu, cupru și argint.

În ceea ce privește reciclarea chimică, care reprezintă una dintre cele mai noi soluții descoperite, aceasta este de obicei efectuată după tratamentul termic. Include separarea materialelor panoului prin procese chimice, dar acest proces implică și eliberarea de gaze periculoase, ceea ce reprezintă o problemă majoră în reciclarea panourilor fotovoltaice​​. Un lucru pozitiv este reprezentat de posibilitatea de a reutiliza aceste substanțe de mai multe ori în aceste procese de reciclare.

Ca să vă oferim exemple, există două tehnologii principale pentru reciclarea panourilor fotovoltaice pe bază de siliciu: delaminarea și separarea materialelor. Aceste tehnologii includ disoluția în thinner, dizolvarea în acid azotic, tratament termic și iradiere ultrasonică, fiecare având avantaje și dezavantaje specifice​​. Pentru panourile cu film subțire, tehnologiile de reciclare includ delaminarea, separarea materialelor și purificarea materialelor, cu procese precum hidrometalurgia și pirometalurgia, fiecare având, de asemenea, propriile lor avantaje și dezavantaje​​. Astfel, ajungem la concluzia că modalitatea de reciclare poate fi dictată și de tipurile de panouri fotovoltaice.

Integrarea inteligenței artificiale (AI) în sistemele de reciclare, inclusiv în reciclarea panourilor fotovoltaice, reprezintă o direcție promițătoare și inovatoare în managementul deșeurilor. Dacă vă întrebați cum anume, iată și răspunsul. Un exemplu relevant este dezvoltarea, în SUA, a unui sistem inteligent de management al deșeurilor, care utilizează senzori inteligenți, camere vizuale și camere hiperspectrale în combinație cu o mașină automată de sortare a deșeurilor​​. Aceste tehnologii permit capturarea imaginilor obiectelor în timp ce acestea se deplasează pe o bandă transportoare, iar senzorii ajută la monitorizarea și controlul procesului de gestionare a deșeurilor​​.

Mai mult, această tehnologie utilizează modele de învățare automată pentru a îmbunătăți recunoașterea și clasificarea deșeurilor care nu pot fi reciclate. Informațiile și imaginile colectate sunt încărcate într-o bază de date în cloud pentru a antrena și testa aceste modele, care pot analiza date pentru a identifica modele, a lua decizii și a se îmbunătăți continuu. Aceste modele vor analiza imaginile și descrierile deșeurilor, precum și informațiile despre proprietățile fizice, chimice și biologice ale acestora, pentru a determina contaminanți, densitatea energetică și conținutul organic​​.

Pe viitor, cercetătorii plănuiesc să evalueze fezabilitatea tehnică și performanța ecologică a sistemului lor la scară pilot. De asemenea, intenționează să dezvolte o platformă web care să le permită să partajeze seturi de date și alte informații cu părțile interesate.

Oportunități și perspective în reciclarea panourilor fotovoltaice

Luând în considerare complexitatea și costurile proceselor de reciclare, este esențial să fie dezvoltate metode mai eficiente și sustenabile. Sunteți de acord? Aceasta ar putea include stimulente financiare și un cadru legislativ adecvat, precum și cercetări cu privire la descoperirea de noi tehnologii inovatoare în sectorul reciclării deșeurilor. Totuși, acest segment reprezintă o oportunitate de afaceri foarte bună.

Trebuie să știți că piața globală de reciclare a panourilor fotovoltaice prezintă un potențial enorm, estimându-se o creștere de la 0.36 miliarde de dolari în 2023 la 1.72 miliarde de dolari până în 2028. Aceasta deschide calea pentru noi industrii axate pe reciclarea panourilor fotovoltaice uzate, iar această creștere este susținută de numeroase companii din întreaga lume (Statele Unite, Australia, Germania, Regatul Unit, Elveția, China, Canada, Spania, Hong Kong, India, Italia, Japonia, Polonia, Singapore, Slovacia, Africa de Sud, Israel, Irlanda, Franța și Brazilia), care se ocupă cu reciclarea panourilor fotovoltaice. 

De asemenea, diverse guverne din întreaga lume oferă finanțare și sprijin pentru reciclarea panourilor fotovoltaice. Vă oferim câteva exemple semnificative:

Statele Unite: Departamentul Energiei al SUA, prin Biroul Tehnologiilor Solare (SETO), a anunțat oportunitatea de finanțare "Materials, Operation, and Recycling of Photovoltaics (MORE PV)" pentru anul fiscal 2023. Aceasta va oferi până la 20 de milioane de dolari pe parcursul a trei ani pentru proiecte de cercetare și dezvoltare. Aceste proiecte vizează crearea de abordări inovatoare și practice pentru a crește reutilizarea și reciclarea tehnologiilor solare, consolidând astfel economia circulară pentru sistemele fotovoltaice din Statele Unite​​.

Uniunea Europeană: Prin EIT RawMaterials, Uniunea Europeană finanțează un proiect sub supervizarea Veolia Germania, cu un total de 4.8 milioane de euro. Acest proiect vizează dezvoltarea unei tehnologii eficiente și unice pentru reciclarea panourilor fotovoltaice care și-au atins sfârșitul duratei de viață utile​​.

Japonia: PV CYCLE aisbl și Organizația de Dezvoltare a Tehnologiei Resurselor Prefecturale Akita (Akita PRTDO) au anunțat crearea PV CYCLE Japan pentru gestionarea colectivă a panourilor dezafectate. Activitatea inițială a PV CYCLE JAPAN a fost servirea ca punct de contact pentru un studiu de fezabilitate privind colectarea panourilor dezafectate pentru Ministerul Mediului din Japonia, scopul principal fiind promovarea reutilizării și reciclării panourilor fotovoltaice dezafectate​​.

China: Guvernul chinez, prin Comisia Națională de Dezvoltare și Reformă, a anunțat un plan de a stabili un sistem de reciclare pentru panourile fotovoltaice dezafectate. Până în 2025, China își propune să construiască un mecanism pentru eliminarea echipamentelor dezafectate din centralele și parcurile fotovoltaice. De asemenea, până în 2030, guvernul chinez intenționează să maturizeze sistemul complet de reciclare pentru centralele fotovoltaice, sprijinind în același timp companiile terțe de reciclare să desfășoare activități de reciclare a echipamentelor fotovoltaice dezafectate​​.

România: Reciclarea panourilor fotovoltaice este sprijinită printr-o serie de inițiative și programe de finanțare. Sunt disponibile 12 programe mari de finanțare, prin PNRR, totalizând aproximativ 5 miliarde de euro, pentru companii și autorități publice, cu scopul de a sprijini proiecte de reciclare și eficiență energetică. Drept exemplu, Ministerul Energiei administrează un program cu un buget de 259 milioane de euro, dedicat întregului lanț valoric al panourilor. În plus, Ministerul Mediului și Administrația Fondului pentru Mediu au alocat un buget de 286 milioane de euro pentru proiecte de reciclare a deșeurilor, inclusiv a panourilor. În iulie 2023, Recolamp, care se numără printre cei 18 membri (țări) ai EucoLight (Asociația Europeană a organizațiilor de colectare și reciclare pentru lămpi și iluminat WEEE), a început să colecteze și să recicleze panourile fotovoltaice, extinzându-și astfel activitatea. Această inițiativă include preluarea responsabilității legale a producătorilor de panouri fotovoltaice și reciclarea acestora prin reciclatori autorizați. (WEEE - Waste from Electrical and Electronic Equipment - Directiva WEEE a Comunității Europene)

Aceste inițiative reflectă un angajament global semnificativ pentru promovarea reciclării panourilor fotovoltaice și pentru susținerea dezvoltării unei economii circulare în domeniul energiei solare.

Concluzionăm că reciclarea panourilor fotovoltaice este nu doar o necesitate ecologică, ci și o oportunitate de afaceri extraordinară. Cu tehnologii emergente și o piață în expansiune, acest domeniu oferă un teren propice pentru inovație și dezvoltare sustenabilă. Ne confruntăm cu provocări, dar reciclarea panourilor fotovoltaice poate deveni o cale spre un viitor mai verde și mai prosper.

Dacă doriți să aflați mai multe informații din domeniul fotovoltaicelor, vă invităm să accesați secțiunea nostră de blog.