El reciclaje de paneles solares tiene un largo camino por recorrer, y el silicio puede ser la clave

Los trabajadores en cascos instalan paneles solares en la azotea.

La energía solar realmente está comenzando a explotar, con la instalación de servicios públicos y residenciales creciendo rápidamente. Si bien estos sistemas generalmente funcionan durante dos o tres décadas, inevitablemente llega el momento de desmontar los paneles fotovoltaicos para reemplazarlos. Lo que sucede entonces tiene mucho que decir sobre el resultado final a largo plazo de la energía solar.

Existe la oportunidad de convertir los paneles fotovoltaicos viejos en nuevos, reduciendo la huella ambiental de la tecnología. Pero en un artículo publicado en Nature Sustainability, un grupo dirigido por Garvin Heath en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EE. UU. Argumenta que tenemos un largo camino por recorrer, aunque creen que ven el camino.

Una cuestión de pureza

En la actualidad, dicen, la práctica estándar es entregar paneles solares a las instalaciones de reciclaje de vidrio o metal existentes; en el mejor de los casos, los lotes de paneles al menos se pueden pasar solos. Eso hace poco más que recuperar el aluminio en el marco, el cobre en el cableado y la lámina de vidrio sobre las células fotovoltaicas. Las leyes que obligan al reciclaje de paneles no han avanzado aún más allá del tablero de dibujo en muchos lugares, con la Unión Europea y el estado de Washington en los EE. UU. Como excepciones. La UE requiere que se recupere al menos el 75 por ciento del material, y estos procesos pueden alcanzar esa marca.

Solo Europa tiene recicladores centrados exclusivamente en paneles. El número relativamente pequeño de paneles que se están eliminando actualmente, junto con el valor limitado de los materiales recuperados, significa que muchos aún no ven la oportunidad. En los Estados Unidos, los autores escriben: “Con base en informes anecdóticos, algunos módulos se están eliminando en vertederos municipales (no peligrosos) y peligrosos. Otros se almacenan hasta que se desarrollen opciones de reciclaje más fáciles y de menor costo, las cantidades acumuladas se vuelven más económicas para enviar y reciclar, y se resuelven problemas como las pruebas para la determinación de residuos peligrosos (pruebas de lixiviación de contaminantes tóxicos), que afectan el transporte interestatal y las opciones y costos de tratamiento “.

Recicla todo

Se necesitan recicladores dedicados, escriben los autores, para hacer un trabajo más completo de reciclaje de todos los componentes de un panel, incluido el silicio cristalino en las células fotovoltaicas. Las obleas de silicio representan aproximadamente la mitad del costo de un panel, así como más de la mitad de la huella de energía y carbono de la fabricación de un panel. Pero el silicio no está siendo objeto de reciclaje en la actualidad porque el silicio recuperado no es lo suficientemente puro como para volver directamente a un fabricante de obleas. El silicio de “grado metalúrgico” que proviene de las redes de reciclaje de alrededor de $ 2 por kilogramo en el mercado, mientras que el silicio más puro obtendría $ 10 por kilogramo. Eso cambiaría totalmente la ecuación para los recicladores.

Las técnicas para alcanzar purezas más altas no son un misterio total; después de todo, el silicio se está purificando de la cuarcita extraída actualmente. Pero esos procesos se han ajustado a las características e impurezas exactas de las materias primas. Reciclar las obleas significaría ajustar el proceso de purificación a un nuevo material, lo que representa la variedad de otros elementos presentes en las células fotovoltaicas. Los autores dicen que una cosa que frena a los recicladores es en realidad la falta de datos disponibles sobre las impurezas en las células solares, lo que dificulta el diseño de un proceso a su alrededor.

El proceso es clave

Pero no es solo eso. Los autores señalan que muchos estudios de laboratorio han identificado métodos potenciales para aspectos específicos del proceso de reciclaje, pero un reciclador necesitará un conjunto completo de métodos vinculados que pueden funcionar como parte de un solo proceso. Ahí es donde entra la ingeniería: encontrar formas de integrar las cosas en un proceso.

Algunos de los componentes de un panel solar son fáciles de reciclar, como el marco de aluminio. Otros toman algo de trabajo.

Algunos de los componentes de un panel solar son fáciles de reciclar, como el marco de aluminio. Otros toman algo de trabajo.

Los autores también dicen que la adaptabilidad deberá ser una consideración, ya que los diseños siempre están cambiando. Por ejemplo, el contenido de plata de las células ha disminuido durante años, un 70 por ciento desde 2010, y la plata es algo rentable para recuperar. La soldadura de plomo-estaño para las conexiones podría ser gradual en favor de la soldadura sin plomo u otras alternativas. No tener que lidiar con el plomo tóxico sería una bendición, y la soldadura sin plomo devolvería algo de plata a la imagen.

En general, los investigadores “recomiendan la investigación y el desarrollo para reducir los costos de reciclaje y los impactos ambientales en comparación con la eliminación mientras maximizan la recuperación de material”, con un enfoque en el silicio. Nuevas políticas gubernamentales y regulaciones más claras podrían ayudar, junto con datos públicos sobre cosas tan simples como la cantidad de paneles solares que están cayendo.

Sin duda, la energía solar está a años luz de los combustibles fósiles por medidas ambientales. Pero eso no significa que no haya trabajo por hacer para mejorar la sostenibilidad a largo plazo, como cerrar el ciclo de materiales convirtiendo paneles solares viejos en nuevos.

Nature Sustainability, 2020. DOI: 10.1038 / s41560-020-0645-2 (Acerca de los DOI).

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