1. Materiali presenti nei pannelli fotovoltaici
I pannelli fotovoltaici sono elementi fondamentali per la produione di energia sostenibile e sono progettati con componenti specifici che ne influenzano le prestazioni e la durata. Il loro peso è compreso tra 16 e 22 kg, di cui circa 12–14 kg sono costituiti dal vetro.
Quali sono i componenti principali dei pannelli fotovoltaici e la loro composizione?
I pannelli fotovoltaici sono costituiti da diversi materiali, tra i componenti principali troviamo:
- Vetro temperato sulla parte frontale: rappresenta circa il 70-75% del peso totale.
- Cella in silicio: può essere monocristallina o policristallina, con i wafer di silicio che costituiscono tra il 5 e il 10% del peso.
- Incapsulante in EVA: parte dei polimeri, rappresenta il 3-12% del peso.
- Backsheet polimerico: realizzato in PET/Tedlar o PVF/PVDF, è essenziale per proteggere le celle e migliorare l'efficienza, con una percentuale di peso tra il 6 e il 12%.
- Cornice in alluminio: fornisce supporto strutturale e contribuisce al 10-15% del peso.
- Scatola di giunzione (junction box): contiene connettori e cablaggio essenziali, con i cavi e i connettori che occupano tra l'1 e il 3% del peso complessivo.
- Metalli preziosi/conduttori: principalmente rame e argento, che complessivamente rappresentano meno dell'1-3% del peso.
- Materiali di fissaggio come colle e resine.
Per quanto riguarda i metalli preziosi utilizzati nei pannelli solari, l'argento è presente in quantità di alcune decine di grammi per metro quadrato all'interno delle celle. Il rame è impiegato principalmente nelle scatole di giunzione e nei cavi.
2. Problemi e soluzioni per lo smaltimento dei pannelli solari
I pannelli solari, pur essendo una fonte energetica sostenibile, pongono sfide significative al momento dello smaltimento.
Uno dei principali ostacoli è l’elevato volume e peso del vetro, che incide sui costi di trasporto e movimentazione. Per ridurre tali costi, si raccomanda l’uso di stoccaggi temporanei coperti, la creazione di impianti di riciclo locali e l’adozione di linee di frantumazione dedicate.
Il riciclo meccanico risulta complesso a causa dei materiali incapsulanti come vetro, EVA e backsheet, che rendono difficile la separazione dei componenti e il recupero efficiente delle materie prime. A ciò si aggiunge un ulteriore limite economico: i costi di trattamento spesso superano il valore dei materiali riciclati, riducendo la convenienza del processo.
Per superare queste criticità, si stanno diffondendo schemi EPR (Extended Producer Responsibility) e consorzi di filiera, che trasferiscono ai produttori la responsabilità dei costi di smaltimento. Tali iniziative possono sono sostenute da cofinanziamenti pubblici, favorendo lo sviluppo di un’economia circolare del fotovoltaico.
Quali soluzioni tecnologiche sono disponibili per il riciclo dei pannelli solari?
Ecco le principali tecniche e i loro vantaggi:
1. Tecnologie Consolidate
Tra le tecnologie consolidate vi è il disassemblaggio meccanico, che include la rimozione della cornice e i processi di frantumazione e vagliatura. La termodecapsulazione è cruciale per rimuovere l'EVA e i processi idro/pirometallurgici sono vitali per il recupero di metalli preziosi e semiconduttori.
2. Tecniche di Riciclo Avanzate
Le soluzioni tecnologiche più innovative includono la termodecapsulazione (pirolisi/depollimerizzazione), i lavaggi chimici dell'EVA per rimuovere gli strati polimerici, e il riciclo meccanico attraverso lavaggi e separazioni successive che consentono una separazione efficace di vetro e celle.
3. Pratiche Preventive e Catalogazione
Prima dello smaltimento, è cruciale adottare buone pratiche preventive. Catalogare la tecnologia e l’anno di produzion aiuta a indirizzare i pannelli verso il corretto flusso di trattamento. Inoltre, separare la cornice e il vetro direttamente in cantiere può ridurre i costi di processo e facilitare il riciclo.
Quali sono i rischi ambientali associati allo smaltimento dei pannelli solari?
I pannelli solari, in particolare i moduli thin-film al cadmio tellururo (CdTe), presentano potenziali criticità ambientali dovute alla presenza di metalli pesanti. I principali rischi derivano dalla dispersione di cadmio (Cd), piombo (Pb) e dal rilascio di microplastiche provenienti dall’EVA (Etilene Vinil Acetato) in caso di trattamento improprio dei moduli.
Per limitare tali rischi, i pannelli solari devono essere gestiti come RAEE (Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche) presso centri specializzati, dove la separazione e il confinamento dei flussi pericolosi garantiscono la sicurezza ambientale.
Durante il trasporto, si raccomanda l’uso di:
- imballaggi dedicati,
- raccolta separata dei moduli,
- e, ove richiesto, certificazione ADR per il trasporto di materiali pericolosi.
Devono essere assolutamente evitate:
- l’inclusione dei pannelli solari in linee di vetro non specializzate,
- lo smaltimento in discariche generiche,
poiché tali pratiche possono contaminare le catene di riciclo.
3. Costo di Smaltimento dei Pannelli Fotovoltaici
I costi indicativi per unità e peso dei pannelli solari possono variare ampiamente. Le stime vanno da €10 a €80 per pannello (da €0,2 a €3,0 per chilogrammo), influenzate dalle dimensioni, dalla tecnologia utilizzata e dalle infrastrutture locali.
Quali fattori influenzano maggiormente i costi di smaltimento dei pannelli solari?
La principale voce di costo è la logistica, che comprende raccolta, trasporto specializzato e stoccaggio temporaneo. Questi elementi possono rappresentare tra il 30% e il 60% del costo totale di smaltimento, specialmente se i centri di trattamento sono distanti.
Il trattamento ADR per materiali pericolosi aggiunge ulteriori spese. Diverse variabili possono aumentare i costi, tra cui la frammentazione dei pannelli e la contaminazione da sostanze pericolose, oltre alla distanza dai centri di trattamento e all'assenza di economie di scala. Tali fattori complicano il processo di smaltimento e trattamento, incrementando i costi.
I pannelli con particolari componenti, come quelli contenenti Cd (CdTe) o backsheets fluorurati, richiedono trattamenti speciali e analisi chimiche obbligatorie. Oltre a queste procedure, lo smaltimento di residui non riciclabili comporta un incremento significativo nei costi di trattamento.
Il valore dei materiali recuperabili gioca un ruolo cruciale nel contenimento dei costi. Il vetro, pur avendo un basso valore unitario, e l'alluminio, con un valore medio-elevato, possono ridurre il costo netto del riciclo. Inoltre, la presenza di argento e rame in alcune tipologie di pannelli può contribuire in modo significativo al ricavo dal riciclo.
Consideriamo un esempio pratico: un impianto da 10 kWp, composto da circa 25 moduli da 400 W ciascuno, comporterebbe un costo di smaltimento ipotizzato di €20 per modulo, per un totale di €500, con un intervallo realistico che varia da circa €300 a €1.000.
Che cosa è la Responsabilità Estesa del Produttore?
La Responsabilità Estesa del Produttore (EPR) è un sistema trasferisce che i costi associati allo smaltimento al produttore o al consorzio, riducendo l'onere per l'utente finale. La responsabilità del corretto smaltimento dei prodotti viene quindi condivisa, promuovendo una gestione più sostenibile dei rifiuti.
Senza un sistema di EPR, il costo dello smaltimento grava interamente sul proprietario dei rifiuti, il che significa che l'utente deve coprire tutte le spese del processo di smaltimento.
4. Normativa vigente sullo smaltimento dei pannelli solari
Il quadro normativo europeo riguardante lo smaltimento dei pannelli fotovoltaici è disciplinato principalmente dalla Direttiva RAEE/WEEE (2012/19/UE) e dalla Direttiva quadro rifiuti (2008/98/CE). Queste direttive definiscono le modalità di raccolta e trattamento degli apparecchi elettrici ed elettronici (EEE.
I pannelli fotovoltaici, inclusi nella categoria dei rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE), devono essere gestiti adeguatamente alla fine del loro ciclo di vita, attraverso impianti autorizzati RAEE, assicurando un trattamento conforme agli standard normativi.
Quali sono gli obblighi di produttori e operatori riguardo alla gestione dei pannelli fotovoltaici come RAEE?
I produttori hanno la responsabilità estesa del produttore (EPR), che comprende la raccolta, il finanziamento e la gestione del fine vita dei pannelli fotovoltaici come RAEE. Essi sono obbligati a iscriversi a sistemi collettivi o consorzi e a informare gli utilizzatori sulle modalità corrette di dismissione dei pannelli.
Le procedure amministrative comprendono la registrazione del flusso RAEE, l'uso di formulari di trasporto come FIR/MUD e il registro di carico e scarico. È necessario presentare una dichiarazione di avvenuto smaltimento e ottenere certificati di rigenerazione o recupero. In caso di pannelli incentivati, comunicazioni o pratiche di cessazione devono essere inviate al GSE.
Infine, lo smaltimento non conforme o l'abbandono dei pannelli può comportare sanzioni amministrative e penali. Queste includono l'obbligo di ripristino ambientale e coinvolgono responsabilità estese a produttori, installatori e proprietari degli impianti fotovoltaici.
Quali enti sono coinvolti e qual è il loro ruolo nel processo di smaltimento dei pannelli solari?
- Il Ministero dell’Ambiente svolge un ruolo centrale nelle politiche di gestione ambientale, stabilendo linee guida e normative per il corretto smaltimento dei pannelli solari. Questi regolamenti sono vitali per garantire un impatto ambientale minimo durante il trattamento dei rifiuti solari.
- Le Regioni sono incaricate della pianificazione dei rifiuti nei loro territori. Devono integrare le direttive nazionali nei loro piani regionali, assicurando una gestione dei rifiuti solari efficiente e conforme alla legge.
- Le autorità locali rilasciano le autorizzazioni necessarie per le operazioni di smaltimento e riciclaggio, e devono assicurarsi che le procedure seguano le normative ambientali vigenti, tutelando la salute pubblica e il territorio.
- I produttori, importatori e consorzi RAEE sono responsabili della raccolta e del trattamento dei pannelli a fine vita. La loro collaborazione garantisce che le componenti siano gestite secondo standard ambientali elevati, minimizzando i rischi e promuovendo l'economia circolare.
- L'ARPA/ARPAV e le ARPA regionali eseguono controlli ambientali per monitorare il corretto smaltimento dei pannelli, essenziali per verificare il rispetto delle normative e per valutare l'impatto ambientale derivante dai processi di smaltimento.
- L'ISPRA fornisce informazioni e dati cruciali per la valutazione e la gestione dei rischi ambientali connessi allo smaltimento dei pannelli solari. La sua analisi è fondamentale per orientare le politiche di sostenibilità.
- Il GSE si concentra sugli aspetti relativi agli incentivi economici e alla cessazione degli impianti solari, facilitando la transizione verso il decommissioning degli impianti e garantendo un adeguato supporto economico.
5. Qual è la documentazione richiesta per il processo di smaltimento?
Per un corretto processo di smaltimento, è essenziale raccogliere e mantenere una documentazione completa. La documentazione tipica richiesta include:
- Certificato RAEE o attestazione di avvenuto conferimento a un impianto autorizzato
- Report fotografico della rimozione
- Formulari di trasporto e MUD
- Eventuali verbali di dismissione e schede tecniche
- Certificati di avvenuto trattamento/recupero rilasciati dall’operatore di riciclo
- Piano di bonifica del sito o dichiarazione di corretta gestione per la chiusura pratica, se necessario
È fondamentale ottenere e conservare tutta la documentazione di smaltimento prima della chiusura pratica.
6. Il futuro del riciclo e dello smaltimento dei pannelli solari
Il mercato del riciclo dei pannelli solari si sta evolvendo, richiedendo investimenti significativi in impianti di riciclo su larga scala a causa degli elevati costi di CAPEX. L'ottimizzazione dei costi per tonnellata recuperata richiede economie di scala e filiere ben consolidate.
All'interno del contesto normativo emergente, le sfide principali includono la necessità di un'armonizzazione delle normative a livello UE che definiscano chiaramente le soglie di recupero obbligatorie. Allo stesso modo, accordi logistici regionali risultano critici per stimolare la creazione di mercati dedicati al vetro e alluminio riciclati specifici per l'industria fotovoltaica. Questi elementi non solo riducono i costi, ma favoriscono anche una maggiore sostenibilità economica del settore a lungo termine.
Il rafforzamento degli obblighi di responsabilità estesa del produttore (EPR) è essenziale per promuovere una gestione responsabile dei rifiuti. Inoltre, l'implementazione di sistemi di tracciabilità digitale, come la blockchain, può garantire una catena del riciclo più trasparente ed efficiente, migliorando la fiducia tra i vari attori della filiera e aumentando il tasso di recupero complessivo dei materiali.
Quali tecnologie emergenti migliorano il riciclo dei pannelli solari?
Attualmente, si stanno sviluppando tecnologie all'avanguardia per migliorare il riciclo dei pannelli solari attraverso nuovi processi chimici e idrometallurgici. Questi metodi consentono il recupero di materiali preziosi come il silicio ad alta purezza. Inoltre, vi è un crescente focus sul recupero di metalli preziosi, tra cui argento e rame, e sull'implementazione di tecnologie di depolimerizzazione e delaminazione per ottenere vetro pulito.
I materiali critici, come argento, indio e tellurio, sono oggetto di vari progetti pilota che mostrano rette in miglioramento con oltre l'80-90% per alcuni elementi.
Gli obiettivi di efficienza per il riciclo dei materiali sono ambiziosi: i target di ricerca mirano a un recupero di oltre il 90% del vetro e oltre l'80% dei metalli attraverso processi industriali avanzati nei prossimi 5-10 anni.
Pannelli solari ed economia circolare
La seconda vita e il riuso dei moduli rappresentano strategie vitali per prolungare la durata utile dei pannelli solari. Il ripristino e il riutilizzo di moduli non più efficienti per applicazioni off-grid o usi edilizi non critici estendono il loro ciclo di vita, riducendo il flusso immediato verso il riciclo. Questa pratica, supportata dal ritiro per ricondizionamento, facilita il riutilizzo anziché lo smaltimento prematuro, contribuendo così alla sostenibilità ambientale.
