Rifiuti di pannelli solari, è possibile smaltirli?

Tonnellate di pannelli solari installati all’inizio degli anni 2000 stanno raggiungendo la fine del loro ciclo di vita, ponendo un serio problema con cui l’industria deve confrontarsi. Le attuali pratiche di smaltimento dei pannelli solari sono lungi dall’essere rispettose dell’ambiente.

I pannelli solari in discarica pieni di prodotti chimici rappresentano un serio pericolo

La produzione di pannelli solari richiede spesso l’uso di diversi prodotti chimici nocivi. Inoltre hanno una durata operativa di circa 20-30 anni. Da quando sono stati introdotti per la prima volta una enorme quantità sta giungendo alla fine della loro vita utile. Poiché non è facile smaltire adeguatamente i metalli tossici all’interno delle celle solari, e c’è una generale mancanza di supervisione, è spesso più economico gettarli in  discarica o inviarli ai paesi in via di sviluppo. Poiché i pannelli solari si trovano in discarica, i metalli tossici che contengono possono disperdersi nell’ambiente e potenzialmente rappresentare un rischio per la salute pubblica se entrano nella rete idrica sotterranea.

Cosa c’è in un pannello solare?

Un pannello solare è essenzialmente costituito da diversi fogli di cristalli di silicio chiamati celle. Ogni cella che compone un pannello solare è inserita in uno strato di alluminio e vetro. Insieme, formano i componenti che producono energia che convertono la luce solare in elettricità.

Le celle richiedono silicio molto puro per funzionare correttamente. Quando gli atomi di silicio vengono colpiti dalla luce solare, un elettrone viene espulso e crea una scintilla simile a quella che accade quando si utilizza il metallo a microonde. Questi elettroni vengono trasportati attraverso la cella tramite tracce di impurità metalliche aggiunte al silicio e fili di rame lo trasportano come correnti elettriche.

Serve silicio molto puro

È necessario utilizzare silicio molto puro perché la struttura cristallina che forma è più favorevole al flusso di elettroni. La produzione comprende comunemente trifluoruro di azoto ed esafluoruro di zolfo, alcuni dei gas serra più nocivi in circolazione.

Il Cadmio ed il Piombo rendono le celle solari difficili da riciclare

Normalmente il silicio è riciclabile, ma per migliorare l’efficienza elettrica delle celle solari vengono aggiunti metalli come cadmio e piombo. Ciò rende le celle solari difficili da riciclare, poiché occorrerà una notevole energia per estrarre metalli pericolosi. In effetti, spesso alle aziende costa di più riciclare un pannello solare che produrre un pannello solare.

Il problema con lo smaltimento del pannello solare

La maggior parte degli impianti di riciclaggio solare rimuove semplicemente il prezioso argento e rame dalle celle e quindi ricicla il vetro contaminato e l’involucro di plastica bruciandoli in forni di cemento. Poiché il processo è costoso e richiede tempo, è più conveniente per le aziende solari far cadere i pannelli morti nelle discariche o esportarli in paesi del terzo mondo.

Si prevedono 80 milioni di tonnellate di rifiuti solari entro il 2050

Mentre una discarica adeguatamente costruita dovrebbe contenere la maggior parte dei materiali pericolosi tra i rifiuti, un paese in via di sviluppo potrebbe non avere le infrastrutture o le normative per smaltire correttamente i rifiuti di pannelli solari importati. La potenziale lisciviazione di questi metalli nell’ambiente circostante può rappresentare un problema di salute pubblica, specialmente in una nazione senza le necessarie infrastrutture di smaltimento. Poiché la società continua ad adottare l’energia solare, questo problema potrebbe peggiorare nei prossimi decenni, con quasi 80 milioni di tonnellate di rifiuti solari previsti entro il 2050.

Gli studi hanno dimostrato che i metalli pesanti nei pannelli solari, vale a dire piombo e cadmio, possono fuoriuscire dalle celle e penetrare nelle acque sotterranee, oltre a influenzare le piante. Questi metalli hanno anche un record per gli effetti dannosi sulla salute umana. Il piombo è comunemente noto per alterare lo sviluppo del cervello nei bambini e il cadmio è un agente cancerogeno.

Il riciclaggio dei pannelli solari potrebbe risolvere molte cose

Il riciclaggio dei pannelli solari potrebbe mitigare il rischio che rappresentano e, fortunatamente, esistono metodi efficaci. First Solar, la più grande azienda solare d’America, dispone di strutture in grado di estrarre il 90% del materiale dai pannelli, che viene quindi riciclato nuovamente in nuovi pannelli solari o componenti elettronici. Veolia, un’azienda francese di rifiuti, ha aperto il primo impianto in Europa dedicato esclusivamente al riciclaggio delle celle solari. Il problema è convincere le aziende a utilizzare questi metodi, invece di optare per il metodo più economico di gettare i pannelli nelle discariche.

Attualmente la Cina e gli Stati Uniti sono i maggiori utenti di pannelli solari, ma solo l’Europa ha adottato misure per ritenere i produttori responsabili dei loro rifiuti. L’Unione Europea richiede alle aziende del solare di raccogliere e riciclare i loro pannelli, con il costo del riciclaggio incorporato nel prezzo di vendita. In questo modo, lo spreco dei pannelli e l’impatto sull’ambiente sono ridotti al minimo con un aumento solo marginale del prezzo dei pannelli solari per i consumatori. Gli Stati Uniti e la Cina non sono pronti ad adottare un mandato simile a breve. Ad oggi, Washington è l’unico stato che impone ai produttori di smaltire i pannelli in una struttura specializzata.

Innovazioni solari: la perovskite al posto del silicio

Il riciclaggio obbligatorio non è l’unico modo per rendere l’energia solare più verde. Molte startup tecnologiche hanno cercato modi per rendere più pulito il processo di produzione effettivo. Diversi scienziati stanno esplorando nuovi modi per purificare il silicio per le celle solari o stanno sperimentando celle solari in silicio di qualità inferiore.

Inoltre, una recente scoperta nella tecnologia solare potrebbe eliminare del tutto il silicio utilizzando un materiale chiamato perovskite . Invece di cristalli di silicio, le celle solari di perovskite sono fatte di cristalli di metallo, solitamente piombo. Le materie prime e la sintesi per le celle di perovskite di piombo sono molto più economiche del silicio ad alta purezza necessario per i pannelli solari tradizionali. Ciò significa che sono molto più convenienti da realizzare. La Cina li sta effettivamente producendo con il piombo di batterie riciclate.

I pannelli in celle di perovskite sono più facili e più ecologici da realizzare

Ci sono solo pochi modi per realizzare celle solari in silicio, ma ci sono molti modi per realizzare celle in perovskite, producendo pannelli solari unici per diverse applicazioni. Ma la cosa più promettente è che, anche se sono più facili e più ecologici da realizzare, l’efficienza delle celle di perovskite è già paragonabile a quella delle celle di silicio. E non c’è nemmeno bisogno di preoccuparsi del contenuto principale. La ricerca mostra già che le cellule di perovskite basate su metalli non tossici come lo stagno o il germanio si stanno avvicinando all’efficienza di quelle con piombo.

Indipendentemente dalla loro composizione, l’energia solare è destinata a essere una parte significativa del nostro futuro, mentre la società si allontana dai combustibili fossili. Di conseguenza, possiamo aspettarci un aumento della produzione di pannelli solari nei prossimi decenni e, potenzialmente, grandi quantità di rifiuti pericolosi per l’avvio. Sebbene l’energia solare sia una grande promessa come fonte di energia rinnovabile, la società deve anche affrontare e risolvere i problemi di spreco che pone, altrimenti sfruttare l’energia della luce potrebbe lasciarci in un luogo più buio di prima.

Fonte: https://www.discovermagazine.com/environment/solar-panel-waste-the-dark-side-of-clean-energy