În ultimii ani, numărul sistemelor fotovoltaice instalate a crescut rapid, iar panourile au devenit o prezență obișnuită pe acoperișurile locuințelor, halelor industriale și clădirilor comerciale. Energia solară este una dintre soluțiile importante pentru reducerea dependenței de sursele convenționale de energie, însă dezvoltarea accelerată a industriei aduce și o întrebare legitimă: ce se va întâmpla, peste câteva decenii, cu toate panourile instalate astăzi?

Este o întrebare care apare frecvent în discuțiile despre sustenabilitate și care merită un răspuns mai nuanțat decât simpla afirmație că panourile pot fi reciclate. Orice tehnologie produsă la scară largă consumă resurse, necesită energie pentru fabricație și generează, la un moment dat, echipamente care trebuie gestionate la sfârșitul perioadei de utilizare. Sistemele fotovoltaice nu fac excepție.

Diferența este că un panou fotovoltaic funcționează pentru o perioadă îndelungată, iar o mare parte dintre materialele sale pot fi recuperate. În același timp, dezvoltarea unei economii cu adevărat circulare în jurul industriei solare nu este un proces încheiat. Tehnologiile de reciclare continuă să evolueze, iar infrastructura va trebui să crească odată cu volumul echipamentelor care ajung la finalul utilizării.

Ce înseamnă, de fapt, durata de viață de 25 sau 30 de ani?

Una dintre cele mai răspândite confuzii este ideea că un panou fotovoltaic devine inutil după 25 de ani. În realitate, durata de viață utilă a modulelor este estimată în mod obișnuit la aproximativ 25-30 de ani, însă atingerea acestei vârste nu înseamnă că panoul se oprește brusc din funcționare.

Performanța panourilor se degradează treptat. Cu alte cuvinte, un modul care a funcționat timp de câteva decenii poate continua să producă energie, dar la o capacitate mai mică decât în primii ani de utilizare.

Această diferență este importantă pentru că „sfârșitul vieții” unui panou nu este întotdeauna determinat de o defecțiune completă. În cazul unei instalații comerciale sau industriale, de exemplu, proprietarul poate decide modernizarea sistemului și înlocuirea modulelor existente cu unele mai performante, chiar dacă echipamentele vechi încă funcționează.

În alte situații, un panou poate fi scos din uz înainte de perioada estimată din cauza unei deteriorări fizice, a unor probleme tehnice sau a unor modificări aduse întregului sistem. Prin urmare, traseul unui panou după demontare depinde în primul rând de starea sa: unele echipamente pot fi reutilizate, în timp ce altele trebuie direcționate către reciclare.

Ce se află, de fapt, într-un panou fotovoltaic?

Privit din exterior, un panou pare un obiect relativ simplu. În realitate, este alcătuit din mai multe straturi și materiale proiectate să reziste împreună timp de decenii la ploaie, variații de temperatură, vânt și expunere constantă la radiația solară.

O mare parte din masa unui modul fotovoltaic convențional este reprezentată de sticlă. La aceasta se adaugă rama din aluminiu, materialele polimerice care protejează și fixează celulele, siliciul din celulele fotovoltaice, conductori și alte metale utilizate în componentele electrice.

Tocmai această combinație face ca reciclarea să fie în același timp posibilă și complexă. Materialele precum aluminiul, cuprul și sticla pot fi recuperate prin procese industriale deja cunoscute, însă separarea eficientă a tuturor straturilor și recuperarea materialelor în condiții care permit utilizarea lor în aplicații cu valoare ridicată reprezintă o provocare mai mare. Analizele arată că procesele convenționale pentru modulele pe bază de siliciu cristalin recuperează în principal materialele de volum, precum sticla, aluminiul și cuprul, în timp ce recuperarea celulelor și a altor materiale necesită procese mai avansate.

Acesta este un aspect important atunci când vorbim despre reciclare. Faptul că un procent mare din masa unui produs poate fi recuperat nu înseamnă automat că toate materialele revin în exact aceeași aplicație sau că un panou vechi este transformat, integral, într-un panou nou.

Cum este reciclat un panou fotovoltaic?

Procesul diferă în funcție de tehnologia panoului și de instalația în care acesta este tratat, însă, în cazul modulelor convenționale pe bază de siliciu, primele etape urmăresc separarea componentelor care pot fi demontate relativ ușor.

Rama de aluminiu și cutia de joncțiune pot fi îndepărtate, după care modulul trece prin procese mecanice și, în funcție de tehnologia utilizată, termice sau chimice, pentru separarea materialelor rămase.

Sticla reprezintă una dintre cele mai importante fracții din punct de vedere al cantității. Metalele precum aluminiul și cuprul au deja circuite de reciclare bine dezvoltate, iar tehnologiile mai avansate urmăresc recuperarea unor materiale în forme care permit reutilizări cu o valoare economică mai mare. Evoluțiile recente arată că utilizările materialelor recuperate se diversifică, inclusiv pentru siliciu și sticlă, dar performanța și maturitatea proceselor diferă între tehnologii și piețe.

În Uniunea Europeană, gestionarea deșeurilor de echipamente electrice și electronice este reglementată prin cadrul WEEE, care urmărește prevenirea generării de deșeuri, reutilizarea, reciclarea și recuperarea materiilor prime secundare. Panourile fotovoltaice intră în cadrul european de gestionare a acestor echipamente, astfel încât problema lor nu este tratată, din punct de vedere legal, ca simpla eliminare a unui deșeu obișnuit.

Reciclarea actuală nu este însă punctul final al evoluției. Pe măsură ce cantitățile de panouri scoase din uz vor crește, va exista o presiune tot mai mare pentru dezvoltarea unor procese capabile să recupereze nu doar materialele care reprezintă cea mai mare parte din greutate, ci și componentele prezente în cantități mai mici, dar cu valoare economică sau strategică ridicată.

Un panou vechi trebuie neapărat reciclat imediat?

Nu întotdeauna. Înainte de reciclare există o altă posibilitate care merită luată în considerare: reutilizarea.

Un panou poate fi retras dintr-un sistem fără să fie complet nefuncțional. Acest lucru se poate întâmpla, de exemplu, atunci când un sistem este modernizat, când proprietarul dorește să obțină mai multă putere de pe aceeași suprafață disponibilă sau când configurația instalației este modificată.

Dacă modulele demontate sunt în stare tehnică bună și pot fi testate corespunzător, ele pot avea în continuare utilitate în aplicații în care performanța maximă nu este o condiție esențială. Conceptul este asemănător cu cel întâlnit în multe alte industrii: sfârșitul primei utilizări nu trebuie să însemne automat sfârșitul funcționării produsului.

Totuși, reutilizarea trebuie abordată responsabil. Un panou care a funcționat mulți ani trebuie verificat înainte de a fi introdus într-o nouă instalație, iar starea electrică și mecanică a echipamentului contează. Reutilizarea nu înseamnă mutarea fără evaluare a oricărui modul vechi către un alt proiect.

Din perspectiva economiei circulare, însă, prelungirea duratei de utilizare a unui echipament funcțional poate fi preferabilă reciclării premature. Reciclarea consumă, la rândul ei, energie și resurse, astfel încât menținerea în utilizare a unui produs sigur și funcțional poate amâna momentul în care acesta devine efectiv deșeu.

Sunt panourile fotovoltaice cu adevărat o soluție mai bună pentru mediu?

Aceasta este probabil cea mai importantă întrebare din întreaga discuție și una care nu ar trebui tratată prin afirmații absolute.

Panourile fotovoltaice nu apar din nimic și nu sunt lipsite de impact asupra mediului. Materiile prime trebuie extrase și procesate, componentele trebuie fabricate, echipamentele trebuie transportate și instalate, iar la sfârșitul utilizării trebuie colectate, tratate, reutilizate sau reciclate.

Prin urmare, energia solară nu trebuie prezentată ca o tehnologie cu impact zero. O asemenea afirmație ar ignora o parte importantă a ciclului de viață al echipamentelor.

Comparația relevantă este însă alta: ce impact are producerea energiei pe întreaga durată de viață a sistemului în comparație cu alternativele?

Un panou este fabricat o singură dată și poate produce energie timp de decenii. În această perioadă, producerea energiei electrice nu necesită arderea continuă a unui combustibil la locul generării. La finalul utilizării, o parte dintre materialele echipamentului poate fi recuperată și reintrodusă în circuitul economic.

Așadar, faptul că panourile au un impact asociat producției și reciclării nu anulează beneficiile utilizării lor. Mai degrabă, ne obligă să privim sustenabilitatea în mod realist: nu ca pe absența totală a impactului, ci ca pe reducerea acestuia pe întregul ciclu de viață și pe folosirea cât mai eficientă a resurselor.

O provocare care va deveni mai mare în următoarele decenii

În prezent, multe dintre sistemele fotovoltaice instalate în perioada de expansiune accelerată sunt încă departe de sfârșitul duratei lor de utilizare. Asta înseamnă că adevăratul val de panouri ajunse la final de viață se va manifesta progresiv, pe măsură ce instalațiile existente îmbătrânesc.

IEA PVPS și IRENA au estimat încă din 2016 că volumul cumulat global de deșeuri provenite din module fotovoltaice ar putea ajunge la 60–78 de milioane de tone până în 2050, în funcție de scenariul privind momentul scoaterii din uz. Aceste estimări trebuie privite ca scenarii, nu ca o predicție exactă, însă arată dimensiunea provocării pe termen lung.

Problema viitorului nu este, așadar, doar dacă panourile pot fi reciclate. Știm deja că o parte importantă din materiale poate fi recuperată și că tehnologiile de reciclare există și continuă să evolueze. Întrebarea este dacă infrastructura de colectare, transport și procesare se va dezvolta suficient de repede pentru volumele care vor apărea.

Europa are deja un cadru de reglementare pentru gestionarea acestor deșeuri, iar capacitatea industrială continuă să se dezvolte. Agenția Europeană de Mediu arată însă că există încă o nevoie de extindere a capacității de reciclare pentru tehnologiile asociate tranziției energetice.

Pe termen lung, industria va trebui să evolueze în două direcții. Prima este dezvoltarea unor procese de reciclare mai eficiente, capabile să recupereze materiale cu o puritate și o valoare cât mai mare. A doua începe chiar din etapa de proiectare a produselor: panourile viitorului pot fi concepute astfel încât separarea componentelor și recuperarea materialelor să fie mai ușoare la sfârșitul utilizării. IEA PVPS a publicat inclusiv ghiduri dedicate proiectării modulelor pentru reciclare, semn că discuția se mută treptat de la simpla gestionare a deșeurilor la gândirea întregului ciclu de viață încă din faza de proiectare.

Sustenabilitatea nu se termină în momentul instalării

Atunci când vorbim despre energia solară, este ușor să ne concentrăm doar asupra momentului în care panourile încep să producă. În realitate, sustenabilitatea unui sistem trebuie analizată pe întregul său ciclu de viață, de la producția echipamentelor și energia generată timp de decenii până la reutilizarea sau reciclarea componentelor.

Panourile fotovoltaice nu sunt o tehnologie fără impact și nici nu ar trebui prezentate astfel. Sunt însă echipamente cu o durată lungă de utilizare, care produc energie pe parcursul mai multor decenii și ale căror materiale pot fi, în proporții diferite și prin tehnologii aflate în continuă dezvoltare, recuperate și reintroduse în economie.

Provocarea următoarelor decenii va fi să ne asigurăm că dezvoltarea rapidă a energiei solare este însoțită de o infrastructură de reutilizare și reciclare pe măsură. Cu cât acest circuit devine mai eficient, cu atât industria fotovoltaică se poate apropia mai mult de principiile unei economii circulare reale.

La Carpat Energy, privim investiția într-un sistem fotovoltaic ca pe o decizie pe termen lung. Alegerea și proiectarea corectă a sistemului contează nu doar pentru producția din primul an, ci pentru modul în care acesta va funcționa și va genera valoare în următoarele decenii. Dacă vrei să investești într-un sistem fotovoltaic adaptat consumului și obiectivelor tale reale, echipa noastră te poate ajuta să alegi o soluție construită pentru termen lung.

Sursa: Branziba