Celem rozwoju odnawialnych źródeł energii jest ograniczenie szkodliwych emisji zanieczyszczeń do powietrza. Transformacja energetyczna jest podyktowana ochronie klimatu, ale także środowiska. Zrównoważony rozwój wymaga, aby też technologie OZE były „w pełni zielone”. Kluczem jest powszechnie wdrożenie recyklingu zużytych modułów fotowoltaicznych oraz pozostałych elementów systemów słonecznych. Globalny sektor jest dopiero na początku drogi do 100 proc. odzysku zużytych surowców.
Nikt nie ma wątpliwości, że nie ma odwrotu od zrównoważonego rozwoju. Gospodarka o obiegu zamkniętym pozwala na powtórne wykorzystanie surowców zużytych do rozwoju technologii, bez potrzeby eksploatacji kolejnych złóż ziemskich. Dotyczy to także fotowoltaiki. To źródło energii daje wiele korzyści, jednak aby się rozwijało, kluczowy jest dostęp do surowców. Według nieoficjalnych danych, już dziś osiągnęliśmy łączną moc zainstalowaną w energetyce słonecznej (w skali światowej) sięgającą 1 TW. Na koniec 2020 roku ten poziom wyniósł 788 GW mocy. Obecnie instalowana technologia pozwala na użytkowanie modułów fotowoltaicznych przez około 25 lat. Oznacza to, że sektor energetyczny będzie musiał się zmierzyć w dużą ilością zużytych instalacji fotowoltaicznych. Jeżeli dziś nie rozwiniemy powszechnego systemu recyklingu elementów elektrowni słonecznych, w przyszłości świat zostanie zasypany tonami zużytych modułów fotowoltaicznych. Na szczęście technologie recyklingu PV są już wdrażane, a według ekspertów jedyną przeszkodą jest jej ekonomika. Technolodzy i eksperci sektora są pewni, że efekt skali pozwoli na zmniejszenie kosztów odzysku surowców. Co więcej, naukowcy ostrzegają, że rozwój OZE, w tym energetyki słonecznej, może zostać zahamowany przez niedobór surowców, takich jak german, tellur, gal, ind , selen , krzem i szkło. Oznacza to, że mamy coraz mniej czasu.
Jakiego rodzaju materiały są używane do budowy systemu fotowoltaicznego? Krzem jest zdecydowanie najpowszechniejszym materiałem półprzewodnikowym stosowanym w ogniwach, stanowiącym około 95 proc. sprzedawanych obecnie modułów . Jest to również drugi najobficiej występujący materiał na Ziemi (po tlenie) i najczęściej używany półprzewodnik w chipach komputerowych. Kolejne kluczowe dla fotowoltaiki surowce i materiały to srebro, miedź, aluminium, szkło i plastik. Rzeczywista lista materiałów w instalacji słonecznej jest podyktowana przede wszystkim rodzajem zawartych w nim ogniw słonecznych. Mogą to być ogniwa PV produkowane na bazie krzemu lub ogniwa cienkowarstwowe tworzone z różnych materiałów. Jest to najczęściej tellurek kadmu lub selenek miedziowo-indowo-galowy (w skrócie CIGS).
Technologie recyklingu
Obecnie większość zużytych modułów fotowoltaicznych ląduje w niszczarkach w celu ich rozdrobnienia lub na wysypiskach śmieci (niestety), gdzie marnotrawione są cenne metale i materiały znajdujące się w ich wnętrzu. Nie muszą one jednak pozostać tam na zawsze. Nadzieje tkwi w technologiach recyklingu. Nawet jeśli panele fotowoltaiczne są obecnie poddawane temu procesowi, materiały rzadko są odzyskiwane. Technolodzy zazwyczaj usuwają aluminiową ramę utrzymującą panel w całości, usuwają miedziane okablowanie z jego tylnej części i rozdrabniają sam panel, tworząc w ten sposób miks solarny, który jest sprzedawany jako pokruszone szkło.
Niemniej jednak, sam proces jest stale ulepszany. Przykładowo uznany, niemiecki instytut Fraunhofera poinformował w lutym 2022 roku, że w celu ponownego wykorzystania krzemu, naukowcy z Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics, Fraunhofer Institute for Solar Energy oraz Reiling GmbH & Co., opracowali rozwiązanie, w którym krzem z wyrzuconych modułów może zostać ponownie wykorzystany do produkcji nowych ogniw fotowoltaicznych typu PERC. Technologie przetwarzania modułów PV są w centrum zainteresowania niemieckiej branży, gdyż Niemcy jako rynek energetyczny jest jednym z liderów europejskich w zakresie rozwoju OZE (Energiewende). Co roku w Niemczech do recyklingu trafia około 10 tys. ton krzemu z wyrzuconych modułów fotowoltaicznych. W perspektywie do 2029 roku liczba ta wzrośnie do kilkuset tysięcy ton rocznie.
Rozwój recyklingu PV nie jest specjalizacją tylko Niemiec. W 2018 roku francuska grupa Veolia, która zajmuje się głównie gospodarką wodną i odpadami, otworzyła pierwszy w Europie zakład recyklingu paneli fotowoltaicznych i zamierza wybudować ich więcej. W technologie recyklingu PV zaczęła inwestować także administracja prezydenta USA Joe Bidena w związku z ambitnymi planami rozwoju energetyki słonecznej.
W opracowaniu Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA) z 2016 roku wskazano, że w perspektywie długoterminowej budowa zakładów recyklingu paneli PV ma sens. Szacuje się, że wartość odzyskanych materiałów może wynieść 450 milionów dolarów do 2030 roku, a w perspektywie do 2050 roku przekroczy 15 miliardów dolarów.
Jak to wygląda w Polsce? Według polskiego systemu prawnego panele PV stanowią sprzęt elektryczny i elektroniczny w rozumieniu ustawy z dnia 11 września 2015 r. o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym. Powyższa ustawa nakłada na firmy wprowadzające na rynek krajowy panele fotowoltaiczne szereg obowiązków w ramach tzw. rozszerzonej odpowiedzialności producenta (ROP). Firmy te obowiązane są do zorganizowania i sfinansowania zbierania oraz przetwarzania zużytego sprzętu, w tym do osiągania odpowiednich poziomów zbierania, a także odzysku i recyklingu zużytego sprzętu. Ministerstwo Klimatu i Środowiska w odpowiedzi na interpelacje Posłów na Sejm RP wskazuje, że istnieją ramy prawne zapewniające odpowiednie zagospodarowanie zużytych paneli fotowoltaicznych.
Recykling fotowoltaiki nie jest mitem. Technologie odzysku są już wdrażane, jednak aby zapewnić powszechny odzysk materiałów, potrzebne jest wsparcie finansowe i regulacyjne innowacji w obszarze recyklingu. Kluczowe są też systemowe rozwiązania w skali globalnej, aby surowce wykorzystane w fotowoltace powróciły do producentów poszczególnych elementów elektrowni słonecznych.
