Se espera que los residuos de paneles solares aumenten en más de un 4.000 por ciento en la próxima década.¿Está preparada la industria del reciclaje de paneles solares para manejar estos volúmenes?Con la demanda de nuevos paneles aumentando exponencialmente y las materias primas escasas, la carrera ha comenzado.
Panel solarEl reciclaje se está convirtiendo en un verdadero desafío.La energía solar, fundamental para la estrategia neta cero del Reino Unido, es una opción duradera y sostenible para empresas y hogares, y está creciendo rápidamente.
En 2021, el Reino Unido añadió 730 MW de nueva capacidad solar, lo que llevó el volumen total a 14,6 GW, un aumento del 5,3 por ciento con respecto a 2020 y, en el segundo trimestre de 2022, la energía solar contribuyó con el 6,4 por ciento de la generación eléctrica total del Reino Unido.Dentro de la Estrategia de Seguridad Energética de abril, el Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial (BEIS) confirmó que, para 2035, se prevé que el despliegue solar del Reino Unido se quintuplicará, llevando el volumen total a 70 GW: alrededor del 15 por ciento de la energía solar proyectada en el Reino Unido. (y crecientes) necesidades de electricidad, según McKinsey.
Una cuestión emergente es qué hacer con los paneles solares una vez que lleguen al final de su vida útil de 30 años.A medida que el crecimiento del mercado siga aumentando en el futuro, también lo hará la creciente pila de residuos solares.Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), se prevé que el Reino Unido genere 30.000 toneladas de residuos solares en la próxima década.Además, se prevé que un aumento de paneles obsoletos llegue al mercado en la década de 2030, cuandopaneles solaresdel milenio empiezan a flaquear.IRENA predice que los residuos globales procedentes de paneles solares ascenderán a entre 1,7 millones y ocho millones de toneladas en 2030.
Además, se avecina un posible cuello de botella en el suministro de materias primas, y la demanda de paneles superará la disponibilidad de componentes vírgenes.
Está aumentando la presión para que la industria del reciclaje de paneles solares aumente su capacidad para hacer frente al aumento de paneles obsoletos y apoyar la fabricación de nuevos paneles solares.En julio, Sam Vanderhoof, un experto en la industria solar, sugirió que, a nivel mundial, sólo uno de cada diez paneles fotovoltaicos se recicla y el resto termina en vertederos, refiriéndose nuevamente a datos de IRENA.
Regulación y cumplimiento
Dentro del Reino Unido,Los paneles solares se clasifican formalmente comoEléctrico y electronicoEquipo(AEE), en una categoría específica 14. Como tal, los paneles fotovoltaicos están cubiertos por el Reglamento sobre residuos de AEE (RAEE);se controla su final de vida útil y ya está en marcha el desarrollo de una infraestructura de reciclaje de paneles solares sólidos.
Los productores de paneles solares están obligados a unirse a un Programa de Cumplimiento del Productor (PCS), informando los tonelajes introducidos en el mercado y obteniendo notas de cumplimiento para cubrir el reciclaje futuro de esas unidades.También deberán marcar los productos para informar a los usuarios y a las instalaciones de tratamiento sobre la composición del material y su correcta eliminación.
Al mismo tiempo, los distribuidores deben recoger los productos al final de su vida útil.Deben tener un procedimiento de recuperación de residuos fotovoltaicos o contribuir a un plan de recuperación aprobado por el gobierno.
Sin embargo, según Scott Butler, director ejecutivo de Material Focus, una ONG financiada con las tarifas de cumplimiento de WEEE, existen algunas consideraciones distintivas que afectarán la recuperación de los paneles solares: “Con la energía fotovoltaica se esperaría que hubiera una relación entre instalador y desinstalador durante hogares.Si bien es un producto nacional, no es algo que mucha gente pueda manejar por sí misma.
“Me imagino que la desinstalación tiene que involucrar a un profesional registrado en electricidad de red… y ellos podrían ser la clave para gestionar estos [residuos].Si bien puede ser difícil porque no están preparados para manejar residuos, no es tan difícil convertirse en un transportista de residuos”.
Butler señala que los paneles solares que ahora se acercan al final de su vida útil podrían resultar difíciles de reciclar debido a la variación en la fabricación: “En términos de reciclaje, creo que el desafío con los fotovoltaicos será comprender la química porque, particularmente al principio, Hay muchas mezclas químicas diferentes.Las cosas que van a empezar a salir ahora son bastante antiguas, 20 años es un ciclo bastante largo.Entonces, tal vez haya una brecha de información que podría necesitar colmar sobre quién puso qué en el mercado y qué es”.
Procesos de reciclaje
Los procesos de reciclaje de paneles varían según la composición de los paneles solares, el más común de los cuales es el basado en silicio.Conocidos por su asequibilidad y flexibilidad, los paneles solares de silicio constituyeron una cuota de mercado del 73,3 por ciento en 2020;las películas delgadas representaron el 10,4 por ciento y los paneles fabricados con otros materiales (híbridos orgánicos, fotovoltaicos concentrados, sensibilizados por colorantes) representaron el 16,3 por ciento restante (Chowdhury et al, 2020).
Cuando se recoge, cualquierpanel fotovoltaicoEs difícil de desmontar.El marco de aluminio y la caja de conexiones se pueden quitar con bastante facilidad;La parte más difícil es la lámina de vidrio plano laminado, que contiene bajas cantidades de metales ferrosos y no ferrosos, plásticos y material semiconductor.En cuanto a las soluciones de tratamiento, el desafío no es técnico, ya que existen pirólisis, separación criogénica (congelación) y trituración mecánica como técnicas de separación de los diferentes materiales.El mayor desafío es que los paneles fotovoltaicos no generen residuos similares a los residuos de envases o consumibles de corta vida útil.Por tanto, la cuestión principal es económica: ¿quién invertirá en una línea de tratamiento que no sabe cuándo llegarán los residuos?
Los paneles de película fina implican un proceso de tratamiento que requiere algunos pasos adicionales para recuperar el compuesto metálico "telururo de cadmio" de forma respetuosa con el medio ambiente.Si bien son una opción menos popular, los paneles de película delgada tienen un uso de material más eficiente, ya que albergan un semiconductor más delgado, lo que ahorra costos y carbono durante la fabricación.Estos paneles funcionan mejor con poca luz y en ángulos "extremos", útiles para superficies verticales y fachadas.
Para recuperar los materiales, los paneles fotovoltaicos de película delgada se trituran para eliminar la laminación, antes de que los fragmentos sólidos y líquidos se separen mediante un tornillo giratorio.Luego, la película se elimina usando ácido y peróxido, seguido de la eliminación de los materiales de las capas intermedias con vibración, mientras que el vidrio y el metal restantes se separan y recuperan.
Reciclaje de paneles solares a escala
A pesar de que las iniciativas de reciclaje actuales crecen de manera constante, actualmente solo se recuperan entre el 80 y el 95 por ciento de los materiales de los paneles solares que llegan al reciclaje.Para avanzar en esto, la empresa de gestión de residuos Veolia está liderando un proyecto para llevar el reciclaje completo de paneles solares a escala industrial, en un proyecto en curso financiado por EIT RawMaterials.ReProSolar está desarrollando un proceso altamente eficiente para reciclar paneles al final de su vida útil, permitiendo recuperar todos los componentes de los módulos fotovoltaicos basados en silicio.
Utilizando tecnología de delaminación para separar la célula solar de la placa de vidrio, procesos físicos y químicos recuperan todos los materiales, incluidos la plata pura y el silicio, sin destruir los módulos fotovoltaicos.
En asociación con FLAXRES GmbH y ROSI Solar, dosempresas de tecnologíaque están desarrollando nuevos métodos para recuperar materias primas de paneles fotovoltaicos, el proyecto probará su viabilidad a escala industrial a finales de año, con 5.000 toneladas de módulos fotovoltaicos desmantelados que se procesarán anualmente en una planta de demostración en Alemania en 2024.
Comercializar un proceso de reciclaje completo es clave para enfrentar el desafío actual del mercado, brindando una fuerte oferta de componentes de paneles fotovoltaicos recuperados para satisfacer la creciente demanda de paneles y manejando los crecientes volúmenes de desechos de paneles solares.
Se podrían obtener ganancias económicas considerables recuperando componentes de paneles fotovoltaicos de alto valor a medida que aumenta la demanda.La plata, por ejemplo, aunque representa el 0,05 por ciento del peso del panel, representa el 14 por ciento de su valor de mercado.Otros metales valiosos y recuperables incluyen el aluminio, el cobre y el telurio.Según Rystad Energy, si bien los materiales recuperados de paneles fotovoltaicos al final de su vida útil valen actualmente 170 millones de dólares, se espera que valga más de 2.700 millones de dólares en 2030.
Rediseño de paneles solares
Además de las innovaciones en el mundo del reciclaje de paneles solares, el diseño de los paneles también se está reinventando teniendo en cuenta la reutilización.La Organización Holandesa para la Investigación Científica Aplicada (TNO) reveló en diciembre de 2021 sus paneles solares 'Diseño para el reciclaje' (D4R) recientemente desarrollados, fabricados teniendo en cuenta consideraciones de final de vida útil.Los paneles, con una vida útil probada de 30 años, están diseñados para un fácil desmontaje sin dañar los componentes.
Los paneles, encapsulados con una lámina adhesiva, contienen un mecanismo de activación integrado para la separación de las celdas y los marcos.El proceso es de baja energía y no involucra elementos tóxicos.
La investigación se centra en dos proyectos, el primero es el proyecto DEREC, que conceptualizó y probó los paneles D4R a pequeña escala para garantizar su desmontaje limpio tras una vida útil simulada.Luego, el proyecto PARSEC ampliará la tecnología a paneles D4R de tamaño completo para uso comercial y residencial.
Si bien son panelesfabricadoHace casi 30 años que plantean el desafío actual a los recicladores, los paneles D4R pueden simplificar el reciclaje de paneles para impulsar la industria.Y, además de los nuevos paneles, el consorcio investiga técnicas de reciclaje de los modelos actuales de paneles solares, para conseguir la adquisición de silicio puro para su reutilización.
En conclusión
En conjunto, estas innovaciones son prometedoras en su enfoque en la comercialización, aunque persiste la preocupación sobre si se alcanzará la escala requerida, con un aumento tanto en el volumen de paneles obsoletos como en la demanda de otros nuevos.Sin embargo, si los esfuerzos de comercialización van bien y si se pueden cumplir los planes para fabricar paneles a partir de materiales completamente recuperados, la industria de paneles solares se enfrenta a una economía circular sólida.
Hora de publicación: 11 de enero de 2023