Odzysk surowców z paneli fotowoltaicznych rozwiąże narastający problem zużytych ogniw

Rosnąca liczba instalacji fotowoltaicznych rodzi obawy o wzrost odpadów pochodzących ze zużytych lub uszkodzonych paneli. Współczesna technologia umożliwia odzyskanie większości surowców z paneli pierwszej i drugiej generacji. Recykling niektórych pierwiastków wciąż jest jednak nieopłacalny. Eksperci przewidują, że zmieni się to w najbliższych latach. Mogą w tym pomóc technologie opracowane przez polskich naukowców. Tematykę analizują również specjaliści Centrum Badań i Rozwoju Gospodarki Obiegu Zamkniętego Grupy PGE.

– Panele pierwszej i drugiej generacji składają się w ok. 10 proc. z aluminium i w 60–70 proc. ze szkła. Prostymi technologiami przeróbki mechanicznej możemy więc usunąć 80 proc. odpadu, uzyskując zupełnie dobre surowce wtórne. W zależności od tego, z którą generacją paneli mamy do czynienia, zawsze mamy srebro, zawsze mamy miedź. To są pierwiastki, których odzysk mamy w tej chwili opanowany. Oczywiście tam jeszcze jest tellur, pierwiastki ziem rzadkich, ale są to nieduże ilości. Dopiero zaczynamy startować z taką technologią, żeby ich odzysk był w miarę opłacalny – mówi agencji Newseria Innowacje prof. dr hab. inż. Barbara Tora z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Rozwiązania powstałe z pomocą laboratoriów AGH pozwalają odzyskiwać blisko 100 proc. surowców stosowanych w panelach PV. Technologia pozwala m.in. na odzyskanie czystego krzemu, który stanowi około 50 proc. wartości surowców, jakie można odzyskać ze zużytych paneli. Jak wyjaśnia ekspertka, krzem jest bardzo drogi w uzyskaniu, dlatego że służy do tego metoda elektrolityczna z dużym nakładem energii.

– Z krzemem jest o tyle dobrze, że nie musimy tego odzyskanego pierwiastka od razu stosować z powrotem do produkcji paneli fotowoltaicznych, gdzie wymagany jest czysty materiał. Nie musimy się silić, żeby mieć krzem tej czystości, która jest wymagana dla paneli. Zamiast tego możemy uzyskać na przykład żelazokrzem, który jest zupełnie prosty w uzyskaniu. To surowiec stosowany w metalurgii – mówi profesor z AGH. – Zostaje nam jeszcze w kilku procentach niewykorzystanych pierwiastków w najprostszych technologiach i to już są procesy chemiczne. Tutaj bardzo dobrze sobie z tym dajemy radę, aczkolwiek te ilości są niewielkie. 

W najbliższych latach można się spodziewać gwałtownego rozwoju technologii związanych z recyklingiem ogniw fotowoltaicznych, zwłaszcza że regulacje prawne dotyczące zagospodarowania odpadów elektrycznych i elektronicznych będą coraz bardziej rygorystyczne. W myśl zasady gospodarki obiegu zamkniętego wkrótce nie będzie można składować ich na składowisku, tylko trzeba będzie te surowce odzyskiwać i, co ważne, zaczyna to być opłacalne ekonomicznie.

Nowoczesną metodę recyklingu opracowali też naukowcy z Politechniki Gdańskiej. Ich technologia również umożliwia odzyskanie z paneli czystego krzemu, który może być ponownie wykorzystany w produkcji ogniw fotowoltaicznych. Wkrótce okaże się, czy wdrożenie tego rozwiązania będzie możliwe na skalę przemysłową i opłacalne.

– Warto tutaj powiedzieć o podejściu do takich zużytych paneli. Ich żywotność to 25–30 lat, ale po tym czasie panele nie są całkowicie niezdatne do użytku, mamy do czynienia z tak zwanym reuse, czyli użyciem ponownym – mówi prof. Barbara Tora. – Z biegiem czasu sprawność paneli maleje, ale można je wykorzystywać w innych miejscach.

Zainteresowanie instalacjami fotowoltaicznymi rośnie z roku na rok, więc sprawa ich utylizacji również. Jak podają analitycy z SolarPower Europe, w 2022 roku w krajach Unii Europejskiej przybyło ponad 41 GW mocy w nowo zainstalowanych panelach solarnych, o prawie 50 proc. więcej niż rok wcześniej. Szacują jednocześnie, że ten trend będzie się utrzymywał do tego stopnia, że w 2026 roku roczny przyrost będzie dwukrotnie większy (85 GW), a bardziej optymistyczne scenariusze przewidują nawet, że może się nawet potroić (120 GW). Największym rynkiem są Niemcy, gdzie przybyło w 2022 roku 7,9 GW, następnie Hiszpania (7,5 GW) oraz Polska (4,9 GW).