O desperdício de painéis solares deverá aumentar em mais de 4.000% na próxima década.A indústria de reciclagem de painéis solares está pronta para lidar com esses volumes?Com a procura por novos painéis a aumentar exponencialmente e a escassez de matérias-primas, a corrida começou.
Painel solara reciclagem está se tornando um verdadeiro desafio.Fundamental para a estratégia líquida zero do Reino Unido, a energia solar é uma opção duradoura e sustentável para empresas e famílias, e está a crescer rapidamente.
Em 2021, o Reino Unido adicionou 730 MW de nova capacidade solar, elevando o volume total para 14,6 GW, um aumento de 5,3 por cento em relação a 2020, e — no segundo trimestre de 2022 — a energia solar contribuiu com 6,4 por cento da geração total de eletricidade do Reino Unido.No âmbito da Estratégia de Segurança Energética de Abril, o Departamento de Estratégia Empresarial, Energética e Industrial (BEIS) confirmou que, até 2035, a implantação da energia solar no Reino Unido deverá aumentar cinco vezes, elevando o volume global para 70 GW: cerca de 15 por cento da energia solar projectada para o Reino Unido. (e crescentes) necessidades de eletricidade, de acordo com a McKinsey.
Uma questão emergente é o que fazer com os painéis solares quando atingirem o fim da sua vida útil de 30 anos.À medida que o crescimento do mercado continua a crescer no futuro, o mesmo acontecerá com a crescente pilha de resíduos solares.De acordo com a Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), prevê-se que o Reino Unido gere 30.000 toneladas de resíduos solares na próxima década.Além disso, prevê-se que um aumento de painéis extintos chegue ao mercado na década de 2030, quandopainéis solaresa partir do milénio começam a vacilar.A IRENA prevê que os resíduos globais provenientes de painéis solares ficarão entre 1,7 milhões e oito milhões de toneladas em 2030.
Além disso, surge um potencial estrangulamento no fornecimento de matérias-primas, com a procura de painéis a ultrapassar a disponibilidade de componentes virgens.
Está a aumentar a pressão para que a indústria de reciclagem de painéis solares aumente a sua capacidade, a fim de lidar com o aumento de painéis extintos e apoiar o fabrico de novos painéis solares.Em Julho, Sam Vanderhoof, especialista da indústria solar, sugeriu que – globalmente – apenas um em cada dez painéis fotovoltaicos (PV) é reciclado e o restante acaba em aterros, mais uma vez referindo-se aos dados da IRENA.
Regulamentação e conformidade
Dentro do Reino Unido,painéis solares são formalmente classificados comoElétrica e EletrônicaEquipamento(EEE), sob uma Categoria 14 específica. Como tal, os painéis fotovoltaicos são abrangidos pelos Regulamentos sobre Resíduos de EEE (REEE);o seu fim de vida é monitorizado e o desenvolvimento de uma infra-estrutura sólida de reciclagem de painéis solares já está em curso.
Os produtores de painéis solares são obrigados a aderir a um Esquema de Conformidade do Produtor (PCS), reportando as tonelagens introduzidas no mercado e obtendo notas de conformidade para cobrir a futura reciclagem dessas unidades.Eles também devem marcar os produtos para orientar os usuários e as instalações de tratamento sobre a composição do material e o descarte correto.
Ao mesmo tempo, os distribuidores devem coletar produtos em fim de vida.Devem ter um procedimento de retoma para resíduos fotovoltaicos ou contribuir para um esquema de retoma aprovado pelo governo.
No entanto, de acordo com Scott Butler, diretor executivo da Material Focus, uma ONG financiada pelas taxas de conformidade com REEE, existem algumas considerações distintas que afetarão a recuperação de painéis solares: “Com a energia fotovoltaica seria de esperar que houvesse uma relação instalador/desinstalador para famílias.Embora seja um produto nacional, não é algo que muitas pessoas consigam cuidar sozinhas.
“Imagino que a desinstalação deva envolver um profissional credenciado para a rede eléctrica… e ele pode ser a chave para a gestão destes [resíduos].Embora possa ser difícil porque eles não estão preparados para lidar com resíduos, não é tão difícil se tornar um transportador de resíduos.”
Butler observa que os painéis solares que agora se aproximam do fim da vida útil podem ser difíceis de reciclar devido à variação na fabricação: “Em termos de reciclagem, acho que o desafio com os fotovoltaicos será compreender a química porque, especialmente no início, existem muitas misturas químicas diferentes acontecendo.As coisas que vão começar a sair agora são bastante antigas, 20 anos é um ciclo bastante longo.Portanto, talvez haja uma lacuna de informação que precisa ser colmatada sobre quem coloca o quê no mercado e o que é.”
Processos de reciclagem
Os processos de reciclagem de painéis variam de acordo com a composição do painel solar, sendo o mais comum à base de silício.Conhecidos pela sua acessibilidade e flexibilidade, os painéis solares de silício constituíam uma quota de 73,3 por cento do mercado em 2020;a película fina representou 10,4 por cento e os painéis fabricados a partir de outros materiais (híbridos orgânicos, fotovoltaicos concentrados, sensibilizados por corantes) representaram os restantes 16,3 por cento (Chowdhury et al, 2020).
Quando coletado, qualquerPainel fotovoltaicoé difícil de desmontar.A moldura de alumínio e a caixa de junção podem ser removidas de forma bastante simples;a parte desafiadora é a folha de vidro plano laminado, que contém baixas quantidades de metais ferrosos e não ferrosos, plásticos e materiais semicondutores.Em relação às soluções de tratamento, o desafio não é técnico, pois a pirólise, a separação criogênica (congelamento) e a trituração mecânica existem como técnicas de separação dos diferentes materiais.O maior desafio é que os painéis fotovoltaicos não geram resíduos semelhantes aos resíduos de embalagens ou consumíveis com vida útil curta.Portanto, a questão principal é de ordem económica: quem investirá numa linha de tratamento que não sabe quando os resíduos chegarão?
Os painéis de película fina envolvem um processo de tratamento, que requer algumas etapas adicionais para recuperar o composto metálico 'telureto de cádmio' de maneira ambientalmente correta.Embora sejam uma escolha menos popular, os painéis de película fina têm um uso de material mais eficiente, abrigando um semicondutor mais fino, economizando custos e carbono durante a fabricação.Estes painéis funcionam melhor com pouca luz e em ângulos “extremos”, úteis para superfícies verticais e fachadas.
Para recuperar os materiais, painéis fotovoltaicos de película fina são triturados para remover a laminação, antes que os fragmentos sólidos e líquidos sejam separados por um parafuso giratório.O filme é então removido com ácido e peróxido, seguido pela remoção dos materiais intercamadas com vibração, enquanto o vidro e o metal restantes são separados e recuperados.
Reciclagem de painéis solares em escala
Apesar das atuais iniciativas de reciclagem crescerem de forma constante, atualmente apenas 80 a 95 por cento dos materiais dos painéis solares que chegam à reciclagem são recuperados.Para avançar neste sentido, a empresa de gestão de resíduos Veolia está a liderar um projeto para trazer a reciclagem completa de painéis solares à escala industrial, num projeto em curso financiado pela EIT RawMaterials.A ReProSolar está desenvolvendo um processo altamente eficiente para reciclar painéis em fim de vida, permitindo a recuperação de todos os componentes do módulo fotovoltaico à base de silício.
Utilizando a tecnologia de delaminação para separar a célula solar da placa de vidro, os processos físicos e químicos recuperam todos os materiais, incluindo prata pura e silício, sem destruir os módulos fotovoltaicos.
Em parceria com FLAXRES GmbH e ROSI Solar, doisempresas de tecnologiaque estão a desenvolver novos métodos para recuperar matérias-primas de painéis fotovoltaicos, o projecto testará a viabilidade à escala industrial até ao final do ano, com 5.000 toneladas de módulos fotovoltaicos desactivados a serem processados anualmente numa fábrica de demonstração na Alemanha em 2024.
A comercialização de um processo de reciclagem completo é fundamental para enfrentar o desafio atual do mercado, trazendo uma forte oferta de componentes de painéis fotovoltaicos recuperados para atender à crescente demanda por painéis e lidar com os volumes crescentes de resíduos de painéis solares.
Ganhos económicos consideráveis poderiam ser obtidos com a recuperação de componentes de painéis fotovoltaicos de alto valor à medida que a procura aumenta.A prata, por exemplo, embora represente 0,05% do peso do painel, representa 14% do seu valor de mercado.Outros metais valiosos e recuperáveis incluem alumínio, cobre e telúrio.De acordo com a Rystad Energy, embora os materiais recuperados de painéis fotovoltaicos em fim de vida valham atualmente 170 milhões de dólares, deverão valer mais de 2,7 mil milhões de dólares em 2030.
Redesenhando painéis solares
Além das inovações no mundo da reciclagem de painéis solares, o design dos painéis também está sendo reinventado pensando na reutilização.A Organização Holandesa de Pesquisa Científica Aplicada (TNO) revelou seus painéis solares recém-desenvolvidos 'Design for Recycling' (D4R) em dezembro de 2021, fabricados considerando o fim da vida útil.Os painéis, com vida útil testada de 30 anos, são projetados para fácil desmontagem sem danificar componentes.
Os painéis, encapsulados com uma película adesiva, possuem um mecanismo de disparo integrado para a separação das células e molduras.O processo é de baixa energia e não envolve elementos tóxicos.
A pesquisa está abrigada em dois projetos, sendo o primeiro o projeto DEREC, que conceituou e testou os painéis D4R em pequena escala para garantir sua desmontagem limpa após uma vida útil simulada.O projeto PARSEC irá então ampliar a tecnologia para painéis D4R de tamanho real para uso comercial e residencial.
Embora sejam painéisfabricadohá quase 30 anos, que representam o desafio atual para os recicladores, os painéis D4R podem simplificar a reciclagem de painéis para impulsionar a indústria.E, além dos novos painéis, o consórcio pesquisa técnicas de reciclagem de modelos atuais de painéis solares, para conseguir aquisição de silício puro para reaproveitamento.
Para concluir
Cumulativamente, estas inovações mostram-se promissoras no seu foco na comercialização, embora permaneça a preocupação quanto a saber se a escala necessária será alcançada, com o aumento dos volumes de painéis extintos e da procura de novos.No entanto, se os esforços de comercialização correrem bem e se os planos para fabricar painéis a partir de materiais totalmente recuperados puderem ser concretizados, a indústria dos painéis solares procura uma economia circular robusta.
Horário da postagem: 11 de janeiro de 2023