A reciclagem de painéis solares tem um longo caminho a percorrer, e o silício pode ser a chave

A energia solar está realmente começando a ganhar asas, com instalações utilitárias e residenciais crescendo rapidamente. Enquanto esses sistemas geralmente operam por duas ou três décadas, inevitavelmente chega um momento de derrubar os painéis fotovoltaicos para substituição. O que acontece então tem muito a dizer sobre os resultados financeiros de longo prazo da solar.

Existe a oportunidade de transformar painéis fotovoltaicos antigos em novos, reduzindo a pegada ambiental da tecnologia. Mas em um artigo publicado na Nature Sustainability, um grupo liderado por Garvin Heath no Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA argumenta que ainda temos um longo caminho a percorrer – embora eles achem que veem o caminho.

Atualmente, eles dizem que a prática padrão é entregar painéis solares a instalações existentes de reciclagem de vidro ou metal – na melhor das hipóteses, lotes de painéis podem ser executados por conta própria. Isso faz pouco mais do que recuperar o alumínio na estrutura, o cobre na fiação e a folha de vidro no topo das células fotovoltaicas. As leis que determinam a reciclagem do painel ainda não avançaram em muitos lugares, com a União Europeia e o estado de Washington nos EUA como exceções. A UE exige que pelo menos 75% do material seja recuperado e esses processos podem atingir essa marca.

Somente a Europa tem recicladores focados puramente em painéis. O número relativamente pequeno de painéis atualmente sendo descartados, juntamente com o valor limitado de materiais recuperados, significa que muitos ainda não vêem oportunidade. Nos EUA, os autores escrevem: “Com base em relatórios anedóticos, alguns módulos estão sendo descartados em aterros municipais (não perigosos) e perigosos. Outros estão sendo armazenados até que se desenvolvam opções de reciclagem mais baratas e mais fáceis, as quantidades acumuladas se tornam mais econômicas para transportar e reciclar, e questões como testes para determinação de resíduos perigosos (testes de lixiviação de contaminantes tóxicos) – que afetam as opções e os custos de transporte e tratamento interestaduais – são resolvidos. "

Os autores escrevem que são necessários recicladores dedicados para realizar um trabalho mais completo de reciclagem de todos os componentes de um painel – incluindo o silício cristalino nas próprias células fotovoltaicas. As bolachas de silício representam cerca de metade do custo de um painel, além de mais da metade da pegada energética e de carbono na fabricação de um painel. No entanto, o silício não está sendo alvo de reciclagem muito porque o silício recuperado não é puro o suficiente para voltar diretamente a um fabricante de wafer. O silício "de grau metalúrgico", proveniente de redes de reciclagem, cerca de US $ 2 por quilograma no mercado, enquanto o silício mais puro alcançaria US $ 10 por quilograma. Isso mudaria totalmente a equação para os recicladores.

As técnicas para obter purezas mais altas não são um mistério total – afinal, o silício está sendo purificado atualmente do quartzito extraído. Mas esses processos foram ajustados às características e impurezas exatas das matérias-primas. Reciclar bolachas significaria ajustar o processo de purificação a um novo material, respondendo pela variedade de outros elementos presentes nas células fotovoltaicas. Os autores dizem que uma coisa que retém os recicladores é, na verdade, a falta de dados disponíveis sobre as impurezas das células solares, dificultando o projeto de um processo em torno delas.

Mas não é só isso. Eles ressaltam que muitos estudos de laboratório identificaram métodos potenciais para aspectos específicos do processo de reciclagem, mas um reciclador precisará de um conjunto completo de métodos vinculados que possam funcionar como parte de um único processo. É aí que entra a engenharia – encontrando maneiras de integrar as coisas em um processo.

Os autores também dizem que a adaptabilidade precisará ser levada em consideração, pois os designs estão sempre mudando. Por exemplo, o teor de prata nas células diminui há anos – queda de 70% desde 2010 – e a prata é uma coisa lucrativa para se recuperar. A solda de estanho-chumbo para conexões pode ser faseada em favor da solda sem chumbo ou de outras alternativas. Não ter que lidar com chumbo tóxico seria um benefício, e a solda sem chumbo traria um pouco de prata de volta à cena.

No geral, os pesquisadores “recomendam pesquisa e desenvolvimento para reduzir custos de reciclagem e impactos ambientais em comparação com o descarte, maximizando a recuperação de material”, com foco no silício. Novas políticas governamentais e regulamentos mais claros podem ajudar, junto com dados públicos sobre coisas tão simples quanto o número de painéis solares que estão caindo.

A energia solar está à frente dos combustíveis fósseis por medidas ambientais, com certeza. Mas isso não significa que não há trabalho a ser feito para melhorar a sustentabilidade a longo prazo – como fechar o ciclo de materiais transformando painéis solares antigos em novos.

Fonte: Ars Technica