Riciclare i pannelli solari è più difficile di quanto si possa pensare

È faticoso assorbire la luce solare per generare elettricità pulita. Dopo circa 25-30 anni, i pannelli solari si usurano . Nel corso degli anni, i cicli di riscaldamento e raffreddamento stressano i materiali. Si formano piccole crepe, le precipitazioni corrodono il telaio e gli strati di materiali possono iniziare a sfaldarsi.

Nel 2023, circa il 90% dei pannelli solari vecchi o difettosi negli Stati Uniti è finito in discarica. Milioni di pannelli sono stati installati in tutto il mondo negli ultimi decenni e, entro il 2030 circa, saranno così tanti quelli pronti per la dismissione che potrebbero coprire circa 3.000 campi da football .

Come ingegnere elettrico che ha studiato molti aspetti delle energie rinnovabili, riciclare i pannelli solari sembra un’idea intelligente, ma è complicato. Costruiti per resistere ad anni di vento e intemperie, i pannelli solari sono progettati per essere robusti e non si rompono facilmente.

Il dilemma dei costi

Mandare un pannello solare in discarica costa tra 1 e 5 dollari, Negli Stati Uniti, ma riciclarlo può costare da tre a quattro volte tanto, circa 18 dollari . E i materiali preziosi presenti nei pannelli solari, come argento e rame, sono presenti in piccole quantità, quindi valgono tra i 10 e i 12 dollari , il che rende il riciclaggio una prospettiva in perdita. Migliorare il processo di riciclaggio potrebbe cambiare l’economia.

Ma per ora, è persino difficile recuperare il vetro dei pannelli solari. Molti strati sono incollati insieme e devono essere separati prima di poter essere fusi e riutilizzati. E se la separazione non è sufficientemente precisa, il vetro recuperato non sarà di qualità sufficientemente elevata da poter essere utilizzato per realizzare altri pannelli solari o finestre. Sarà adatto solo per usi di qualità inferiore, come materiale di riempimento in progetti edilizi.

Altri pannelli, solitamente quelli più vecchi, possono contenere piccole quantità di metalli tossici come piombo o cadmio. Tuttavia, può essere difficile stabilire se siano presenti materiali tossici. Anche gli esperti hanno difficoltà, in parte perché i test attuali, come la procedura di lisciviazione delle caratteristiche di tossicità , possono fornire risultati imprecisi. Pertanto, molte aziende che possiedono un gran numero di pannelli solari danno per scontato che i loro pannelli siano rifiuti pericolosi , il che aumenta i costi sia di smaltimento che di riciclaggio. Etichette più chiare aiuterebbero le persone a sapere cosa contiene un pannello solare e come gestirlo.

Se qualcuno vuole riciclare un pannello solare ed è disposto a sostenerne i costi, negli Stati Uniti non ci sono molti posti disposti a farlo e attrezzati per farlo in sicurezza.

Progettare per una nuova vita

Imposti dall’amministrazione Trump Nonostante i tagli ai sussidi per i progetti solari , milioni di pannelli solari sono già in uso negli Stati Uniti e si prevede che altri milioni ne saranno installati in tutto il mondo nei prossimi anni. Di conseguenza, l’industria solare sta lavorando a soluzioni per ridurre al minimo gli sprechi e riutilizzare ripetutamente i materiali.

Alcune idee includono l’invio di pannelli solari usati che funzionano ancora almeno in parte ai paesi in via di sviluppo , o addirittura il loro riutilizzo all’interno degli Stati Uniti. Tuttavia non ci sono regole o procedure chiare per collegare i pannelli riutilizzati alla rete elettrica , quindi il riutilizzo tende a verificarsi in situazioni meno comuni e fuori dalla rete elettrica, anziché diventare diffuso.

I futuri pannelli solari potrebbero anche essere progettati per essere più facili da riciclare, utilizzando metodi e materiali di costruzione diversi e sistemi di lavorazione migliorati.

Aumentare la durata dei pannelli, magari fino a 50 anni , utilizzando materiali più durevoli, componenti resistenti alle intemperie, monitoraggio in tempo reale delle prestazioni dei pannelli e manutenzione predittiva per sostituire i componenti prima che si usurino, ridurrebbe significativamente gli sprechi.

Costruire pannelli solari più facilmente smontabili in componenti separati realizzati con materiali diversi potrebbe anche accelerare il riciclo. Componenti che si incastrano come i mattoncini Lego – invece di usare la colla – o sigillanti e adesivi solubili potrebbero essere parte di questi progetti.

Anche metodi di riciclaggio migliorati potrebbero essere d’aiuto. Attualmente, i pannelli vengono spesso semplicemente macinati, mescolando insieme tutti i materiali dei loro componenti e richiedendo un processo complesso per separarli nuovamente e riutilizzarli. Approcci più avanzati possono estrarre singoli materiali con elevata purezza. Ad esempio, un processo chiamato incisione al sale può recuperare oltre il 99% dell’argento e il 98% del silicio, a livelli di purezza appropriati per un riutilizzo di alta qualità, potenzialmente anche in nuovi pannelli solari, senza l’utilizzo di acidi tossici. Questo metodo può anche recuperare quantità significative di rame e piombo da utilizzare in nuovi prodotti.

Un viaggio condiviso

Incrementare la pratica del riciclo dei pannelli solari non comporta solo benefici ambientali.

Nel lungo termine, il recupero e il riutilizzo di materiali di valore potrebbero rivelarsi più convenienti rispetto all’acquisto continuo di nuove materie prime sul mercato libero. Ciò potrebbe ridurre i costi per le future installazioni di pannelli solari. Se fossero completamente riutilizzati, il valore di questi materiali recuperabili potrebbe superare i 15 miliardi di dollari a livello globale entro il 2050.

Inoltre, il riciclaggio di pannelli e componenti riduce la dipendenza degli Stati Uniti dai materiali importati dall’estero, rendendo i progetti di energia solare meno vulnerabili alle crisi globali.

Il riciclaggio impedisce inoltre che materiali tossici finiscano nelle discariche. Questo può contribuire a garantire che il passaggio all’energia pulita non crei nuovi o maggiori problemi ambientali. Inoltre, il riciclaggio dei pannelli solari emette molta meno anidride carbonica rispetto alla produzione di pannelli da materie prime.

Sono già in corso iniziative per incrementare il riciclo dei pannelli solari. Il gruppo di categoria della Solar Energy Industries Association sta lavorando per raccogliere e condividere informazioni sulle aziende che riciclano i pannelli solari.

I governi possono offrire agevolazioni fiscali o altri incentivi finanziari per l’utilizzo di materiali riciclati, oppure vietare lo smaltimento dei pannelli solari in discarica. California, Washington, New Jersey e Carolina del Nord hanno emanato leggi o stanno studiando modalità per la gestione dei rifiuti dei pannelli solari , alcune delle quali richiedono persino il riciclaggio o il riutilizzo .

Questi sforzi rappresentano passi importanti per rispondere alla crescente necessità di riciclaggio dei pannelli solari e promuovere un’industria solare più sostenibile.

Pubblicato da The conversation, da noi tradotto

Anurag Srivastava

Professore di informatica e ingegneria elettrica, West Virginia University