W ostatnich tygodniach, w związku z imponującym nasłonecznieniem, elektrownie fotowoltaiczne biją kolejne rekordy produkcji energii elektrycznej. Świetne warunki pogodowe dla pracy elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych sprawiły, że te dwa źródła 28 marca br. we wczesnych godzinach popołudniowych pokryły prawie połowę zapotrzebowania na energię w Polsce, a to dopiero początek – sezon rekordów w fotowoltaice dopiero się rozpoczyna. Sprzyjają temu zarówno pogoda, jak i nowe moce oddawane do użytku. Pokazuje to, jak ogromny potencjał drzemie w energetyce odnawialnej. Zgodnie z przyjętymi przez Rząd w ostatnich tygodniach założeniami do aktualizacji Polityki Energetycznej Polski, w perspektywie 2040 r. nasz kraj będzie dążyć do tego, aby ok. połowa produkcji energii elektrycznej pochodziła z OZE.

Wiele więc wskazuje na to, że w najbliższych latach wciąż możemy spodziewać się przyrostu mocy zainstalowanej w fotowoltaice. Jednak mimo wszystkich jej zalet, w pewnym sensie stawia nas to przed problemem: co zrobić z tymi wszystkimi panelami po zakończeniu ich eksploatacji? Recykling fotowoltaiki to temat, któremu od kilku lat poświęca się coraz więcej uwagi. I słusznie, bo jeśli powyższe przewidywania co do rozwoju energetyki słonecznej okażą się prawdziwe, to w latach 2040-2050 będziemy musieli coś zrobić z tonami wyeksploatowanych modułów.

Skala recyklingu PV

Zgodnie z raportem Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA), szacuje się, że w 2050 roku w Europie liczba wyeksploatowanych i zużytych paneli fotowoltaicznych nadających się do recyklingu może wynieść nawet 78 milionów ton!

Co możemy zatem zrobić?

Klasyczny moduł fotowoltaiczny składa się z takich elementów jak:

– rama aluminiowa

– szkło hartowane

– folia laminująca EVA

– wzmocnienie tylne składające się z kombinacji polimerów

– skrzynka połączeniowa

– diody bocznikujące

– i oczywiście serce paneli, czyli krzem oraz metale kolorowe.

Recykling fotowoltaiki to nic innego, jak rozdzielenie powyższych frakcji tak, by można było je przekazać do ekonomicznego obiegu surowców. Z całego modułu odzyskać można co najmniej 95% surowców. Dla porównania poziom recyklingu domowych pralek to maksymalnie 58%. Nie ma żadnego problemu z ramą aluminiową, którą zdejmujemy i sprzedajemy. Szkło i tylna podpora polimerowa składająca się z folii również nie stanowią problemu. Szkło trafia do huty, a folia na przykład poprzez spalenie zasila energetycznie instalację do recyklingu lub ewentualnie jako granulat trafia do ponownego wykorzystania – wszystko zależy od użytej metody recyklingu. Przewody i skrzynkę połączeniową również dosyć łatwo można ponownie wykorzystać i sprzedać. Można także odzyskać  miedź, srebro, a także metale ziem rzadkich.

Największy problem pozostaje ze wspomnianym wyżej sercem modułu, czyli krzemem. Oczywiście można go odzyskać, ale jest to dosyć trudne. Może być on kruszony na młynach młotkowych czy kruszarkach, by następnie zostać wymieszanym z tworzywem sztucznym i służyć na przykład do produkcji słupków parkingowych. Najtrudniejszym elementem recyklingu paneli PV jest odzyskanie nienaruszonych tabliczek krzemowych i ich ponowne użycie do produkcji. Dlaczego? Niestety ten monokryształ wymaga bardzo dużej czystości, a przy rozbiórce modułu istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo uszkodzenia szkła, jak i wafla krzemowego. Obecnie bardzo trudno odzyskać czysty krzem. A szkoda, bo jego ceny rosną …

Recykling fotowoltaiki od strony biznesowej

Recykling fotowoltaiki jako biznes dopiero się rodzi. Do 2050 roku wartość odzyskiwanych materiałów może łącznie przekroczyć 15 miliardów dolarów, co odpowiada 2 miliardom modułów, czyli 630 GW. Istnieje zatem ogromna pokusa, aby sięgnąć po tę kwotę. W Polsce mamy już kilka firm zajmujących się recyklingiem modułów fotowoltaicznych. Jednak jest ich stanowczo za mało – dzisiaj to nisza, którą rynek nie lubiący próżni z pewnością szybko wypełni.

Model biznesowy firmy recyklingowej polega na tym, iż odbiera ona wyeksploatowane lub uszkodzone moduły, a ich właściciel pozbywa się problemu utylizacji. Firma zarabia w dwójnasób:

– pierwszy raz – odbierając odpad – obecnie to mniej więcej 1800 zł za tonę,

– drugi raz – sprzedając odzyskane surowce.

Jak już zaznaczyliśmy wyżej, łatwo można odzyskać aluminium, miedź czy szkło. Sama konstrukcja dachowa czy gruntowa może pozostać na swoim miejscu, by zainstalować na niej nowe, bardziej wydaje podzespoły. Instalacji PV będzie można dać też „drugie życie” w postaci nadruku perowskitów, o których coraz konkretniej mówi się w branży.  

Utylizacja farmy PV

A co z recyklingiem fotowoltaiki na większą skalę w postaci farmy fotowoltaicznej o mocy np. 1 MW? Sama konstrukcja jest całkowicie możliwa do odzyskania, ponieważ jest wykonana z metalu. Wystarczy tylko wymontować ją z gruntu i sprzedać na skupie złomu. Koszt utylizacji jednego kilograma modułu to ok. 1,8 zł. Przy farmie o mocy 1 MW (ok. 2300 sztuk) i wadze każdego z modułów ok. 19 kg, daje to 78 tys. zł. Oczywiście do tego należy doliczyć koszt pracy osób demontujących, sprzętu oraz transportu. Kable po zdjęciu izolacji nadają się pod całkowity recykling. Falowniki i zabezpieczenia są traktowane jako urządzenia elektroniczne/elektryczne i również podlegają recyklingowi (elektrośmieci). Słupki i siatka ogrodzeniowa także mogą być potraktowane jako złom i poddane recyklingowi. Jedyną zagwozdką może być stacja transformatorowa, ale ponieważ składa się ona z części betonowej i elementów elektryczno-elektronicznych, wydaje się również w pełni możliwa do odzysku.

Jak widać, koszty likwidacji farmy fotowoltaicznej da się znacząco zniwelować. Wiele jej elementów można przekazać do skupu złomu i tym samym zyskać dodatkowy przychód. Ostateczny koszt właściciela zmuszonego zakończyć istnienie farmy nie powinien przekroczyć 150-200 tys. zł. To o wiele mniej niż roczny przychód z tytułu sprzedaży energii, dlatego nie wpływa to znacząco na okres zwrotu inwestycji.

Reasumując, recykling fotowoltaiki oraz koszty przywrócenia gruntu do stanu pierwotnego po zakończeniu eksploatacji farmy fotowoltaicznej stanowią mały udział w korzyściach wypracowanych w okresie życia instalacji projektowanej przeciętnie na 25 lat. Należy sobie jednak zdać sprawę, iż umowne 25 lat cyklu życia nie oznacza, iż moduły fotowoltaiczne przestaną produkować energię elektryczną. Jednak jest to już temat na osobny artykuł.

———————-
***W artykule wykorzystano informacje ze strony internetowej firmy Lighthief.