Redazione 3 settimane ago Energy, Environment, News Leave a comment 886 Views
In Italia nell’ultimo decennio si è assistito ad un incremento considerevole di impianti fotovoltaici (FV) con il conseguente aumento di moduli da smaltire. Considerando che l’età media di un impianto FV oscilla tra i 20-25 anni, ciò significa che i primi pannelli installati a cavallo tra gli anni ’90 e il nuovo secolo sono arrivati alla fine del loro ciclo di vita.
Va sottolineato, inoltre, che la sostituzione di un pannello può essere dovuto anche alle diminuzioni di rendimento nel tempo, “con perdite medie dell’1,6% l’anno”, afferma il presidente di Cobat RAEE Michele Zilla. “Tali riduzioni – ha aggiunto – si fanno ancora più consistenti per gli impianti entrati in esercizio prima del 2011, riducendosi di circa il 2,2% annuo”.
Il sistema di gestione dei rifiuti per il FV in Italia è regolato dal D.lgs. 49 del 14 marzo 2014, in attuazione della Direttiva Europea 2012/19/UE, il quale disciplina la gestione e lo smaltimento dei Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE). Tale Decreto impone, mediante il principio di responsabilità estesa del produttore, ai produttori stessi e agli importatori delle apparecchiature a doversi occupare dell’organizzazione e del finanziamento del sistema di raccolta, trasporto, trattamento, recupero e smaltimento dei pannelli fotovoltaici . Tale obbligo può essere adempiuto in modo individuale o – come succede di solito – mediante l’adesione ad un consorzio (riconosciuto dal Ministero dell’Ambiente) che garantisca la corretta gestione a fine vita dei pannelli immessi sul mercato. Generalmente in Italia per finanziare le attività di gestione di smaltimento ci si avvale dell’eco-contributo RAEE,importo aggiunto al prezzo di vendita di ogni apparecchiatura elettronica: all’atto di vendita viene riscosso il contributo e ritirato il vecchio prodotto che verrà successivamente smaltito grazie al contributo stesso. In altre parole, chi acquista un pannello fotovoltaico dovrà richiedere all’installatore un certificato che attesti l’adesione del produttore o dell’importatore ad uno dei consorzi sopra citati: questa è una delle condizioni essenziali per poter conferire i pannelli vecchi in un apposito impianto di trattamento iscritto al Centro di Raccolta RAEE.
Lo stesso D.lgs. 49 definisce quelli siano i criteri per valutare i costi e le modalità di smaltimento dei pannelli FV, tra cui – il più importante – la potenza nominale dell’impianto: infatti nel caso in cui la potenza dell’impianto risulti essere inferiore ai 10 kW (c.d. impianto domestico) il conferimento nei Centri di Raccolta è a carico del produttore e quindi gratuito per il proprietario; nel caso in cui la potenza dell’impianto superi i 10 kW (c.d. impianto professionale) il costo di smaltimento risulta essere a carico del detentore.
Le modalità di finanziamento dei pannelli fotovoltaici a fine vita tramite il Conto Energia sono state recentemente riviste: nella fattispecie, il Gestore dei Servizi Elettrici (GSE), che concede l’incentivo, in misura preventiva durante gli ultimi dieci anni di diritto all’incentivo, tratterrà una somma direttamente dalla quota erogata, a copertura della corretta gestione dei rifiuti di tali pannelli. Qualora si dimostri di aver smaltito correttamente l’impianto, la quota verrà restituita per intero al proprietario.
L’aspetto che si tende a sottovalutare del riciclo dei pannelli FV, è che non solo si ridurrebbe fortemente l’impatto ambientale di nuova materia prima immessa sul mercato, ma che questo riciclo si possa trasformare in una grande opportunità economica per molte aziende. Basti pensare che da un modulo standard di 21 kg si possono recupere 15 kg ci vetro, 2.8 kg di materiale plastico, 2 kg di alluminio, 1 kg di polvere di silicio e 0.14 kg di rame, per un totale di 19.94 kg, pari a circa il 95% del peso complessivo iniziale.
Per poter smaltire i moduli FV, è necessario prima eseguire alcune operazioni preliminari di separazione tra il telaio in alluminio e le bandelle di rame e del vetro di copertura. Una volta eseguita questa prima operazione il modulo può essere smaltito mediante due tecnologie su scala industriale diverse a seconda che si tratti di moduli in silicio oppure del tipo CIGS (rame-indio-gallio-selenio) o Cd-Te (tellururo di cadmio).
Il trattamento della Deutsche Solar prevede, dopo l’operazione di devetratura, la separazione dei componenti delle celle di materiale plastico attraverso un processo termico, chimico o meccanico. I processi termici, seppur semplici dal punto di vista industriale, hanno lo svantaggio di emettere gas combusti (che devono essere necessariamente trattati con conseguenti consumi energetici). Il processo chimico, invece, consiste nel trattamento del materiale attraverso acidi forti, con il conseguente svantaggio di controllo di emissioni di gas acidi. Infine, il trattamento meccanico prevede la frantumazione selettiva mediante piastre vibranti: quest’ultimo non presenta particolari impatti negativi e ne consente un recupero completo del materiale stesso; di contro il silicio ottenuto presenta una certa percentuale di vetro e pertanto non può essere utilizzato per nuove celle FV, ma può solo essere rivenduto alle fonderie per le produzioni di leghe ferro-silicio. Il silicio ottenuto come sottoprodotto dagli altri trattamenti può essere riutilizzato per la produzione di celle FV solo se sottoposto ad un ulteriore trattamento di purificazione: il processo coinvolge bagni in acidi forti (fluoridrico, nitrico e acetico). Una recente ricerca suggerisce come un attacco con acido nitrico seguito da un’immersione in soluzione di soda caustica e ad una fusione con una miscela di fluoruro di calcio e silice a 1500°C possa consentire di ottenere una purezza di silicio attorno al 99.998%.
Il trattamento della First Solar prevede la triturazione del pannello in pezzi di grandi dimensioni, prima di essere schiacciati in pezzi più piccoli da un mulino a martelli (inferiori a 5 mm) per rompere i legami di laminazione. Le pellicole del semiconduttore sono rimosse in un contenitore mediante una reazione di 4-6 ore con acido solforico e perossido di idrogeno. Dopo esser stato pulito, il vetro viene depositato nei contenitori per il riciclaggio e le acque di lavaggio vengono trattate per il recupero dei metalli comuni. Questo trattamento è attualmente applicato su scala industriale negli Stati Uniti, Germania e Regno Unito e ha dimostrato di poter ottenere elevati rendimenti: il 90% del vetro per l’utilizzo in nuovi prodotti, il 95% dei materiali semiconduttori per l’impiego in nuovi pannelli fotovoltaici, l’80% del tellurio, che può a sua volta essere rivenduto (classe commerciale 99,7% Te).
Assumendo una percentuale di recupero del 95% per il vetro, del 100% dell’alluminio e del 30% dei metalli rari (senza considerare l’apporto del silicio), da 1 ton di pannelli fotovoltaici si potrebbero ottenere oltre 2000 € di guadagno dal riciclo dei pannelli FV. Considerando che il costo di raccolta e di trattamento non superi i 300 €/ton, il recupero dei pannelli risulterebbe un’attività economicamente molto redditizia. Bisogna considerare, però, che più del 90% del valore dei materiali recuperabili derivi dai metalli rari: questo significa che il riciclo finalizzato al recupero del vetro, plastica e alluminio non risulti essere la soluzione migliore. Come abbiamo visto, però, il recupero dei metalli rari sono notevolmente più complessi e costosi e possono essere attuati solo se in presenza di un flusso di materiale costante in termini di quantità e qualità. Queste condizioni sono al momento ancora lontane nel nostro Paese e si concretizzeranno (probabilmente) a partire dal 2030: fino a quella data l’attuale copertura dei costi attraverso contributi e consorzi nazionali dovrà dimostrare di essere in grado di evitare lo smaltimento in discarica dei pannelli che raggiungeranno progressivamente il termine della loro vita utile.
Articolo a cura di Giuseppe Marco Trovato
La redazione di Progetto INGEGNERIA, la community italiana per tutti gli amanti dell’Ingegneria
Tags energie rinnovabili pannelli fotovoltaici raee
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