Reciclaje de paneles fotovoltaicos: estado de la cuestión y perspectivas

La energía solar ha experimentado un crecimiento masivo en la última década. Este crecimiento se intensificará y se establecerá con el tiempo para alcanzar capacidades del orden de 4 a 5 TWp en 2050. Este impresionante crecimiento de la capacidad instalada plantea naturalmente la cuestión del futuro de los paneles fotovoltaicos después de su explotación y, por lo tanto, de su reciclaje. ¿Cuál es el futuro de la industria fotovoltaica? ¿Qué problemas se han identificado y qué iniciativas se están tomando para resolverlas?

La reserva disponible se vuelve explotable

Se han realizado varios modelos. Se toman varias hipótesis de cálculo, en particular sobre la vida útil, la sustitución de los paneles antes del final del ciclo, etc. Muestran que la reserva mundial de módulos fotovoltaicos al final de su vida útil que deben procesarse alcanzaría de 1,7 a 8 millones de toneladas en 2030 y de 60 a 78 millones de toneladas en 2050. A escala europea, estas cantidades se estiman en 10 millones de toneladas en 2050.

Estimación del volumen acumulado de los paneles fotovoltaicos al final de su ciclo de vida / Gráfico: Agencia Internacional de Energías Renovables IRENA «gestión de paneles solares fotovoltaicos al final de su vida útil», 2016

Composición de un módulo fotovoltaico (proyecto CABRISS)
Cuadro: Proyecto CABRISS – financiación del Programa Marco de Investigación e Innovación de la Comunidad Europea Horizonte 2020

Concretando reglamentos

La Unión Europea es pionera en esta materia y ha adoptado una reglamentación a través de su directiva sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE), de la que forman parte los paneles fotovoltaicos (Directiva RAEE 2002/19/CE). Esta directiva requiere un 85% de recolección y un 80% de reciclaje de los materiales presentes en un panel fotovoltaico. En Francia, los poderes públicos han confiado la recogida y el tratamiento de los paneles usados a la organización ecológica PV CYCLE.

Problemas más frecuentes

Estudiando la composición de un panel fotovoltaico, se puede ver que el marco de aluminio y el vidrio de la parte delantera representan el 80% de su peso. Por otro lado, el 80% de su valor está compuesto por los materiales utilizados en la fabricación de células solares, incluyendo el silicio, el cobre y la plata. Esto allana el camino para el desarrollo de soluciones tecnológicas que permitan el acceso a materiales de mayor valor con la mayor pureza posible.

Si bien es fácil desmontar un panel, quitando su marco de aluminio y su caja de conexiones, la dificultad radica en la etapa de «deslaminación» del sándwich de material que constituye su cuerpo principal, de modo que los materiales más nobles y valiosos pueden ser recuperados para su reciclaje.

Este importante obstáculo representado por la etapa de deslaminación está relacionado con la degradación del polímero encapsulante, generalmente EVA (Etil Vinil Acetato).

Actualmente se utilizan o se prueban diferentes métodos mecánicos, térmicos o químicos

Las más comunes se basan en tratamientos mecánicos (corte, trituración y tamizado) y ya están desplegadas a escala industrial. VEOLIA ha invertido en su planta de Rousset, en el sur de Francia, para tratar específicamente los paneles fotovoltaicos con uno de estos procesos. Esta primera planta en Francia y Europa tiene una capacidad de procesamiento de hasta 4.000 toneladas/año, con una tasa de recuperación cercana al 95%. Otros fabricantes se dedican específicamente a la recuperación de vidrio y a su reciclado en los canales apropiados, como por ejemplo Maltha en Bélgica. Todas estas soluciones cumplen los requisitos de la directiva europea, pero siguen siendo las llamadas soluciones de «downcycling», en las que las fracciones de materiales recuperados son de baja pureza y, por tanto, de escaso valor, o pueden recuperarse en zonas de bajo valor añadido.

Al mismo tiempo, se están llevando a cabo trabajos de investigación y desarrollo y se han descrito muchas soluciones en los últimos años, en particular con financiación de la Comisión Europea. La solución desarrollada por la empresa SASIL en el marco del proyecto FRELP o el proceso desarrollado por la empresa GELTZ en el marco del proyecto ELSI son dos ejemplos. Estas soluciones están diseñadas para lograr altos niveles de pureza para las fracciones de material recuperado. También se preocupan por la eficiencia económica. El Instituto Nacional de Energía Solar de Francia (INES), también está desarrollando una solución basada en el corte mecánico. Sus primeros resultados piloto son alentadores y demuestran que es posible, gracias a este proceso, recuperar tres materiales con un nivel de pureza muy alto: vidrio, plásticos y metales. Esta solución, para la que se prevé el desarrollo de una herramienta industrial, permite la reutilización de estos materiales en una economía circular, con la perspectiva de mejorar la huella ambiental de los dispositivos fotovoltaicos.

Otros desarrollos están explorando otras vías mediante el uso de fluidos supercríticos o líquidos iónicos para recuperar los metales preciosos en fracciones de metal.

La actividad industrial de reciclaje de los paneles fotovoltaicos al final de su vida útil debería, como podemos ver, desplegarse rápidamente en los próximos años, con la llegada de un importante depósito. En este contexto, la investigación trabaja tanto en el desarrollo de soluciones técnica y económicamente viables como en el diseño ecológico de los productos del mañana, centrándose en particular en la reciclabilidad y la huella ambiental, un campo de innovación que todavía está poco explorado por los actores de la industria y la investigación fotovoltaica.

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