Od kilkunastu lat temat odnawialnych źródeł energii jest odmieniany przez wszystkie przypadki. W tym czasie powstało wiele farm wiatrowych, panele fotowoltaiczne są praktycznie na każdym budynku. Kiedyś jednak skończy się czas eksploatacji tych instalacji – co wtedy z nimi zrobimy? Czy staną się odpadem zalegającym na składowiskach? Jak duży jest potencjał odzysku surowców ze zużytych paneli fotowoltaicznych?

Co dziś dzieje się z uszkodzonymi panelami?

Zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa [1] instalacje energii odnawialnej, a więc m.in. panele fotowoltaiczne nie mogą być ot tak wywiezione na składowisko. Zgodnie z zapisami ustawy z dnia 11 września 2015 r. o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (Dz.U. z 2021 r. poz. 2151), zużyte panele należy kwalifikować jako sprzęt wielkogabarytowy i trzeba przekazać je do zakładu specjalizującego się w ich recyklingu. Należy z nich również obligatoryjnie odzyskać 85 proc. materiału, głownie w procesie R3 i R4. Co ważne jeden panel waży około 19 kg, a więc masa surowców, którą należy z niego odzyskać, to ponad 16 kg. Obecnie z każdego panelu może zostać odzyskane: szkło, tworzywo sztuczne, aluminium oraz miedź.  Można spodziewać się, że w najbliższym czasie rozwiną się i zostaną wdrożone na szeroką skalę technologie recyclingu instalacji wykorzystywanych do pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych.

Tymczasem Ministerstwo Klimatu i Środowiska zapowiada, że poprawi przepisy, które nakazują zbiórkę z rynku wysłużonych instalacji fotowoltaicznych i zgodnie z regulacjami unijnymi [2] lokują odpady OZE w tej samej grupie co odpady AGD. Powodem jest zupełnie odmienny cykl życia produktu i zgłaszane w związku z tym problemy związane z dopełnieniem obowiązku zebrania określonej ilości urządzeń, ponieważ odpadów z fotowoltaiki jest jeszcze niewiele w odniesieniu do ilości paneli wprowadzanych na rynek. Organizacje odzysku, by wypełnić nałożone na nie zobowiązania, zamiast paneli fotowoltaicznych zbierają więc stare AGD, przede wszystkim wysłużone pralki. Tych zaczyna jednak brakować i producenci oraz importerzy obawiają się, że zapłacą wysokie kary za niewypełnienie obowiązku zebrania co najmniej 65 proc. urządzeń – taki wymóg nakłada na nich ustawa o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym [1]. Przeprowadzenie zmiany ustawy o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym w zakresie dotyczącym paneli fotowoltaicznych i problemu opisanego powyżej jest przewidywane razem z planowaną zmianą tej ustawy w zakresie wymagań dotyczących rozszerzonej odpowiedzialności producenta (systemów ROP).

Potencjał odzysku surowców

Typowy panel fotowoltaiczny I generacji jest panelem krzemowym, monokrystalicznym. Tego typu panele były instalowane najwcześniej i takich będzie najwięcej kierowanych do recyklingu w najbliższym czasie. Panel fotowoltaiczny w ponad 70 proc. składa się ze szkła hartowanego, które jest uszczelnione polimerami takimi jak folia EVA lub folia Folia Tedlar® PVF. Polimery te potrafią zajmować nawet 10 proc. masy paneluW panelach nowszych generacji proporcje te będą nieco inne.

Przeciętny panel fotowoltaiczny ma obecnie żywotność szacowaną na około 20 lat, choć zdarzają się instalacje fotowoltaiczne pracujące dużo dłużej i nadal wykazujące dobre wyniki sprawności. I właśnie do sprawności sprowadza się temat wymiany paneli fotowoltaicznych. W szczególności ma to znaczenie w przypadku instalacji fotowoltaicznych (farm) położonych na gruncie, który ma dużą wartość i inwestorowi zależy na osiągnięciu założonego zwrotu z inwestycji. Część elementów używanych przy instalacji farm fotowoltaicznych ma krótszą żywotność niż same panele – w przypadku akumulatorów żywotność wynosi 8-10 lat. Jednak to nie z powodu zużycia instalacji trafiają one najczęściej do recyklingu, ale z powodu uszkodzeń przy transporcie i montowaniu nowych urządzeń. Taka struktura odpadów wynika z efektu skali i liczby nowych instalacji na polskim rynku.

W Polsce nie mamy jeszcze zakładów wyspecjalizowanych w odzyskiwaniu surowców z paneli fotowoltaicznych, mamy natomiast zakłady zajmujące się recyklingiem elektroniki i elektryki. Tam najczęściej trafiają panele. Są rozdrabniane i mielone. Taka mieszanka jest następnie wykorzystana do budowy innych obiektów, takich jak na przykład meble miejskie. W takim przypadku trudno jest mówić o odzysku surowców, a jedynie o próbie wyprodukowania czegoś użytecznego z zepsutego panelu. Na rynku pojawiają się już firmy podejmujące działanie, których celem jest opracowanie technologii odzyskiwania surowców, a więc materiałów, które następnie można wykorzystać niemal do dowolnej dziedziny przemysłu.

Nowe życie paneli w obiegu zamkniętym

Panele fotowoltaiczne mogą zyskać nowe życie poprzez odzyskanie surowców, które zostały włożone w ich wytworzenie i przywrócenie ich do gospodarki, czyli zrealizowaniu założeń GOZ. Szkło pozyskane z paneli można przetworzyć na wszelkiego rodzaju szyby i inne produkty szklane, aluminium może być wykorzystane do produkcji ram okiennych, w elewacjach budynków, w lekkich konstrukcjach, miedź jest doskonałym przewodnikiem energii elektrycznej oraz cieplnej, srebro może znaleźć zastosowanie techniczne lub w produkcji biżuterii, a krzem w zależności od czystości może być użyty w różnych gałęziach przemysłu na przykład do hartowania stali w hutnictwie (krzem metalurgiczny) oraz do produkcji układów scalonych (półprzewodników) – krzem czysty.

Odzysk surowców może być prowadzony metodami mechanicznymi, cieplnymi i chemicznymi. Podmioty zajmujące się recyklingiem paneli, kładą nacisk na to by stosowane procesy te dodatkowo zachodziły przy możliwie najniższym zużyciu energii i przy jak najmniejszym wtórnym zanieczyszczeniu środowiska przyrodniczego. Tym samym surowce pozyskiwane ze zużytych paneli (a więc odpadów) przy niskim użyciu energii nie tylko są tożsame z surowcami pierwotnymi, ale również cechują się niższym śladem węglowym w porównaniu do surowców pozyskanych ze źródeł pierwotnych, co może być bardzo istotnym argumentem biznesowym w nadchodzących latach.

Kiedy więc skończy się czas eksploatacji instalacji fotowoltaicznych, z dużym prawdopodobieństwem będzie można je nie tylko przekształcać w bardziej użyteczne obiekty, lecz także wykorzystywać jako źródło surowców dla innych gałęzi przemysłu. 

Warto również przypomnieć, że w 2021 r., „głośno” zaczęło się mówić o minerale, który mógłby ulepszyć jakość paneli oraz zrewolucjonizować sposób w jaki pozyskiwana jest energia. Mowa o perowskitach hybrydowych, które są wytwarzane w laboratoriach. Według testów, panele składające się z warstwy tego minerału oraz warstwy krzemu, są w stanie osiągnąć sprawność nawet na poziomie 30 proc. Jednocześnie ich budowa diametralnie różni się od standardowego panelu. Czy te atuty dadzą im przewagę i właśnie one będą źródłem energii w przyszłości?

Przeczytaj również artykuł „Zużyte panele fotowoltaiczne – czy jest powód do niepokoju?”

[1] Ustawa z dnia 11 września 2015 roku o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (Dz.U. 2020 poz. 1893) https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20200001893/U/D20201893Lj.pdf  [dostęp: 2022-04-07]

[2] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2012/19/UE z dnia 4 lipca 2012 r. w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE) https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32012L0019&from=PL  [dostęp: 2022-04-07]