Recykling paneli fotowoltaicznych. Jak wygląda utylizacja modułów?

Fotowoltaika, zarówno na świecie jak i w Polsce przeżywa prawdziwy boom. Biorąc pod uwagę zalety systemu, wcale nie dziwi popularność instalacji. Z roku na rok przybywa osób prywatnych i firm zainteresowanych montażem. Powstają również farmy fotowoltaiczne, które już teraz stanowią bardzo istotny składnik miksu energetycznego wielu państw. Fotowoltaika jest dość młodą gałęzią energetyki, dlatego jeszcze nie mówi się szeroko o recyklingu modułów. Jednak prędzej czy później będzie to konieczność. Czy panele fotowoltaiczne można poddać recyklingowi? Jak wygląda ich utylizacja? A może jest inny sposób…

Żywotność modułów fotowoltaicznych

Szacuje się, że panele fotowoltaiczne mogą pracować wydajnie nawet ponad 30 lat. Producenci fotowoltaiki gwarantują że sprawność paneli nie spadnie poniżej pewnego poziomu. Zazwyczaj po 10 latach sprawność modułów, nie powinna być niższa niż 90%, a po 25 latach 85%. Dla przykładu, producent paneli PV, firma Sunport, gwarantuje, że po 30 latach, moc wyjściowa produktu nie może być mniejsza niż 82% jej minimalnej mocy. Wraz z upływem kolejnych lat, panele będą produkować stopniowo coraz mniej prądu, aż w końcu instalacja będzie wymagała wymiany. Co wtedy ze zużytymi panelami?

Recykling paneli fotowoltaicznych – czy to ma sen?

Europejski Zielony Ład zmierza do bardziej efektywnego wykorzystania zasobów dzięki przejściu na czystą gospodarkę o obiegu zamkniętym. Jest to koncepcja w której produkty, materiały i surowce powinny pozostawać w gospodarce tak długo, jak jest to możliwe. Zniszczenie poprzez termiczną utylizację lub składowanie paneli na składowiskach jest rozwiązaniem nieefektywnym i nieekonomicznym, bowiem moduły można z sukcesem poddać recyklingowi i wprowadzić je z powrotem do użycia. Recykling fotowoltaiki pozwala na nowo pozyskać przede wszystkim takie materiały jak szkło, plastik czy metal.

Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej (International Renewable Energy Agency – IRENA) w raporcie pt. End-of-Life Management: Solar Photovoltaic Panels szacuje, że masa surowców wtórnych z fotowoltaiki, głównie szkła, jaka powstanie do 2050 roku, szacowana jest na 78 mln ton. Jeśli te surowce uległyby pełnemu recyklingowi, dałoby to rynek wart ponad 15 mld dolarów. Z takiego wolumenu materiałów po recyklingu można by ponadto – zdaniem IRENA – wyprodukować około 2 mld nowych modułów fotowoltaicznych.

Recykling paneli fotowoltaicznych – jak wygląda?

Standardowe panele fotowoltaiczne z krzemu krystalicznego, zawierają około 76% szkła (powierzchnia panelu), 10% polimeru , 8% aluminium (rama), 5% krzemu (ogniwa słoneczne), 1% miedzi i mniej niż 0,1% innych metali (srebro, cyna i ołów). (Sander i in., 2007 i Wambach i Schlenker, 2006). Obecnie technologia pozwala na odzysk ok. 90% tych surowców. 

Recykling fotowoltaiki jest procesem wieloetapowym. Pierwszym krokiem jest oddzielenie aluminiowej ramy od reszty modułu. Elementy aluminiowe i szklane są najłatwiejsze w odzysku, a sam proces ich przetapiania jest prosty. Wafle krzemowe są wytrawiane, a następnie wzbogacane tak by odzyskały swoje pierwotne właściwości i mogły zostać użyte ponownie. Pozostałe komponenty poddawane są utylizacji w wysokiej temperaturze. W przypadku cienkowarstwowego wariantu paneli fotowoltaicznych od razu, w całości trafia do niszczarki, która rozkłada go drobne frakcje, a następnie podlega dalszej obróbce.

Utylizacja fotowoltaiki w Polsce

Fotowoltaika w Polsce jest stosunkowo nowym tematem. Większość instalacji na polskich domach nie ma jeszcze 5 lat, dlatego branża recyklingu paneli jest bardzo niewielka. Dobrą informacją jest jednak to, że w naszym kraju można oddać panele do utylizacji. Na chwile obecną w Polsce odzyskuje się szkło, aluminium oraz wafle krzemowe. Następnie materiały z recyklingu paneli są wykorzystywane w budownictwie. Na chwilę obecną nie wykorzystuje się wafli krzemowych do budowy nowych ogniw. Wraz z rozwojem technologii przetwarzania, poziom ponownego i jeszcze bardziej wydajnego wykorzystania materiałów PV będzie rósł.

Ogniwa tandemowe – alternatywa do utylizacji

Czy możliwe jest ponowne wykorzystanie fotowoltaiki bez konieczności poddawania ich długotrwałym i skomplikowanym procesom utylizacji? Rozwiązaniem problemu mogą być perowskity! Panele fotowoltaiczne z perowskitu są elastyczne, supercienkie, lekkie i półprzejrzyste. Ogniwa perowskitowe zachowują wysoką wydajność oraz wytrzymałość. Saule Technologies na czele z Olgą Malinkiewicz od 2014 roku pracuje nad zastosowaniem druku atramentowego do produkcji perowskitowych modułów fotowoltaicznych o dowolnym kształcie. Dzięki zastosowaniu przełomowej technologii, zamiast utylizować panele, można nadrukowywać na nie warstwę perowskitów uzyskując tym samym swego rodzaju ogniwa tandemowe, o jeszcze wyższej sprawności niż pierwotne moduły. Dzięki temu rozwiązaniu, instalacje mogłyby z powodzeniem, przez kolejne dziesiątki lat produkować energię ze słońca. Rozwiązanie to byłoby tańsze niż koszt zakupu nowych paneli, wysoce wydajne i przedłużyłoby żywotność systemu. 

Recykling fotowoltaiki a prawo

Unia Europejska, opracowała i wdrożyła dyrektywę WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive). Definiuje ona panele fotowoltaiczne jako urządzenia elektroniczne i wymaga dla nich 85% skuteczności w odzyskiwaniu surowców wtórnych. Z tego przynajmniej 80% musi zostać wykorzystane w recyklingu lub dalszej produkcji. Zgodnie z unijnymi zaleceniami, producenci modułów fotowoltaicznych zainstalowanych w UE powinni pokryć koszty ich zbiórki i recyklingu. 

W Polsce przepisy nie są do do końca jasne. Nie można więc jednoznacznie stwierdzić, kto jest być odpowiedzialny za przetwarzanie zużytych paneli fotowoltaicznych. Na chwilę obecną, właściciel instalacji musi na własny koszt ją zutylizować. Nie można jednak tego zrobić samemu np. oddając moduły razem z odpadami wielkogabarytowymi. Potrzebna jest wyspecjalizowana firma, która powinna wydać zaświadczenie potwierdzające realizację takiej usługi. Poświadczenie musi zawierać informację o tym, jak została przeprowadzona utylizacja. Podział odpadów musi zostać przedstawiony zgodnie z zapisami Ustawy z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach.

Recykling paneli fotowoltaicznych – cena?

Jaki jest koszt utylizacji paneli fotowoltaicznych? Według informacji jakie można znaleźć w internecie, cena usługi zależy od wagi. Koszt usługi kształtuje się w granicach 1,5 zł/kg. Jeśli dodatkowo chcemy by firma odebrała panele należy doliczyć koszty dojazdu.

Ile więc standardowo zapłacimy za utylizację paneli?

Przykład – instalacja o mocy (panele 370 Wp, waga 20 kg):

• 3,7 kWp – 200 kg – szacunkowa cena utylizacji – 300 zł
• 5,55 kWp – 300 kg – szacunkowa cena utylizacji – 450 zł
• 10,36 kWp – 560 kg – szacunkowa cena utylizacji – 840 zł

Recykling fotowoltaiki pozwala na nowo pozyskać przede wszystkim takie materiały jak szkło, aluminium i krzem. Odpady fotowoltaiczne wymuszają zbudowanie nowej infrastruktury dla tego procesu. Opracowanie technologii i budowa zakładów recyklingu stworzy nowy sektor z wieloma miejscami pracy, a zatem wzrostu gospodarczego.