Utylizacja paneli fotowoltaicznych – koszt i recykling

Inwestujemy w instalację fotowoltaiczną, mija 20-30 lat… i co dalej zrobić z naszymi panelami? Zastanawiają się zarówno prosumenci, jak i osoby planujące inwestycję w odnawialne źródła energii. Po tym okresie panele których sprawność spadnie wymienimy na nowe, lecz co powinniśmy zrobić ze „zużytymi” jednostkami? Ile może kosztować utylizacja paneli fotowoltaicznych? A może… ich żywot po 20-30 latach wcale się nie zakończy?! Obecna wiedza pozwala stwierdzić, że z wiekiem praca paneli nie kończy się z dnia na dzień, a po 25-30 latach jedynie obniża się ich sprawność. Producenci gwarantują, iż utrata sprawności po tym czasie nie przekroczy kilkunastu procent, natomiast kiedyś nastąpi moment gdy efektywność systemu przestanie być dla nas zadowalająca. Zarówno w Polsce, jak i na całym świecie ciągle przybywa instalacji fotowoltaicznych – czy ich utylizacja będzie stanowiła w przyszłości realny problem?

Utylizacja paneli fotowoltaicznych a recykling – jakie materiały jesteśmy w stanie odzyskać?

Większość elementów panelu fotowoltaicznego można poddać recyklingowi. Średnio 75% masy całego modułu stanowi szkło, a recykling szkła jest dobrze rozwiniętą branżą. Inne materiały, które łatwo poddają się recyklingowi to: rama aluminiowa, drut miedziany i elementy przyłączeniowe.

Recyklingowi możemy poddać także metale, z których zbudowany jest panel. Najcenniejszymi surowcami są srebro i miedź, które występują w niewielkich ilościach. Trudnością mogą być – o ile występują – toksyczne metale, takie jak ołów czy kadm oraz śladowe ilości pierwiastków jak: cyna, tellur, antymon, gal i ind.

W wyniku ograniczeń technologicznych nie jesteśmy w stanie odzyskać z modułów PV krzemu o  bardzo dużej czystości. Krzem klasy metalurgicznej, o czystości około 99%, kosztuje około 4 dolarów za kilogram. Z kolei krzem klasy fotowoltaicznej ma minimalną czystość 99,9999%, znaną jako „sześć dziewiątek” (lub czystość 6N), i kosztuje co najmniej osiem razy więcej. Obecnie krzem odzyskany z panelu ma czystość 98%, co jest dalekie od standardu 6N [1].

Omawiając utylizację/recykling paneli fotowoltaicznych nie należy zapominać o pozostałych elementach instalacji jak np. falowniki, elementy konstrukcyjne i magazyny energii. Falowniki nie tracą swojej sprawności przez lata, jak panele, ale jeśli ulegną uszkodzeniu mogą być poddawane recyklingowi wraz z innymi odpadami elektronicznymi. Elementy konstrukcyjne odkupi od nas punkt skupu złomu, zaś systemy magazynowania energii adekwatnie skup akumulatorów.

Rys. 1. Panele fotowoltaiczne w pojemniku na odpady [2].

Przebieg procesu utylizacji modułów fotowoltaicznych

W zależności od typu modułu i materiałów, z których został wykonany możemy wyróżnić wiele metod recyklingu. Niemniej, najczęściej proces ten przebiega w 3 krokach:

1. Usunięcie ramy i skrzynki przyłączeniowej;
2. Oddzielenie szkła i płytki krzemowej poprzez procesy termiczne, mechaniczne lub chemiczne;
3. Oddzielenie i oczyszczenie ogniw krzemowych oraz metali (np. srebra, cyny, ołowiu, miedzi) za pomocą technik chemicznych i elektrycznych.

Recykling paneli słonecznych to nowa, szybko rozwijająca się branża. Naukowcy i inżynierowie z całego świata prowadzą badania mające na celu optymalizację i automatyzację procesu – odzyskanie z panelu jak największej ilości cennych materiałów, maksymalizując przy tym opłacalność procesu[3].

Koszt utylizacji paneli fotowoltaicznych

Koszt utylizacji paneli słonecznych leży po stronie właściciela instalacji fotowoltaicznej. Ile wynosi?  Jak podaje jedno ze źródeł szacunkowy średni koszt utylizacji paneli fotowoltaicznych wynosi 1,5 zł/kg. Należy uwzględnić przy tym koszty transportu oraz demontażu. W przypadku korzystania z usług firmy zewnętrznej transport będzie kosztował około 2,5 zł/km [4].

Ze względu na „młody wiek” instalacji PV w naszym kraju, utylizacja paneli fotowoltaicznych będzie stanowiła dla Polaków realny problem prawdopodobnie dopiero po 2040 roku. Do tego czasu zmianie mogą ulec zarówno metody recyklingu, jak i przepisy i regulacje nałożone zarówno przez państwo, jak i Unię Europejską.

Obecnie recykling paneli fotowoltaicznych to nisza, a klientów na takie usługi nie jest dużo. W przyszłości pojawi się wiele nowych firm specjalizujących się w tej branży. Ze względu na „niepewne jutro” rozsądnym wydaje się poczekać, aż rynek sam zareaguje na pojawiające się zapotrzebowanie.

Rys. 2. Panele fotowoltaiczne Bauer Solar z gwarancją producenta 30 lat!

Rys. 3. Panele fotowoltaiczne Sunlink z produktową gwarancją 25 lat i gwarancją na moc 30 lat!

Ponowne wykorzystanie paneli słonecznych

Może nadejdzie taki dzień, w którym zdecydujemy się wymienić nasze panele słoneczne. Nie dlatego, że są zepsute, tylko dlatego, że zauważymy znaczny spadek wydajności lub zmieni się nasze zapotrzebowanie na prąd. Takie panele nie powinny trafić na wysypisko ani do utylizacji. Można je odsprzedać, ponownie wykorzystać lub poddać procesowi renowacji. Nie możemy podłączyć modułów po renowacji do sieci elektrycznej, ale mogą przysłużyć się do ładowania magazynu energii. Niemniej, istnieje wiele innych, korzystnych sposobów ponownego wykorzystania paneli słonecznych jak stacje ładowania samochodów elektrycznych lub rowerów.

Korzyści wynikające z utylizacji/recyklingu modułów fotowoltaicznych

Wiemy już, że panele słoneczne mogą być poddawane recyklingowi i jak ten proces przebiega. Pojawia się pytanie – jakie inne korzyści przyniesie to gospodarce? Pierwszym krokiem do zarządzania utylizacją/recyklingiem dużych ilości modułów fotowoltaicznych będzie stworzenie odpowiedniej infrastruktury. Nowa infrastruktura niesie za sobą nowe możliwości.

Recykling fotowoltaiki nie tylko stworzy więcej „zielonych” miejsc pracy, ale także szacuje się, że przyniesie około kilkadziesiąt miliardów złotych wartości możliwej do odzyskania do 2050 roku [5]. Ten napływ umożliwi wyprodukowanie 2 miliardów nowych paneli bez konieczności inwestowania w surowce, co przekłada się na około 630 GW zielonej energii!

Na poniższej interaktywnej mapie można sprawdzić, które kraje produkują najwięcej „odpadów” z paneli słonecznych:

Dzięki licznym dofinansowaniom, a także zmieniającym się cenom energii elektrycznej korzystanie z energii odnawialnej staje się coraz bardziej opłacalne, skutkiem czego coraz więcej gospodarstw domowych i firm decyduje się na inwestycję w źródła odnawialne, a w szczególności w instalacje fotowoltaiczne. W przyszłości przełoży się to na rosnące zapotrzebowanie w sektorze recyklingu paneli słonecznych.

Źródła:

[1] https://cen.acs.org/environment/recycling/Solar-panels-face-recycling-challenge-photovoltaic-waste/100/i18

[2] https://www.brewa.pl/media/strefa%20wiedzy/utylizacja%20paneli/slide-recycling-1024×379.jpg

[3] https://www.epa.gov/hw/solar-panel-recycling

[4] https://kobo-energy.pl/ile-kosztuje-utylizacja-paneli-fotowoltaicznych/

[5] https://www.greenmatch.co.uk/blog/2017/10/the-opportunities-of-solar-panel-recycling