Una ricca “miniera” di materiali dal riciclo dei pannelli fotovoltaici

Gli impianti e le apparecchiature tecnologiche di ieri rappresentano ormai le principali miniere per le materie prime che oggi ci sono indispensabili, grazie al riciclo. Ad esempio, un pannello solare può infatti essere riciclato quasi per intero.

Un tipico impianto fotovoltaico da 1 MWp, composto da 4.273 moduli, permetterebbe idealmente di recuperare 7,3 t di alluminio, 60 t di vetro, 3,2 t di Tedlar e 3,5 t di silicio.

Un tipico impianto fotovoltaico da 1 MWp, composto da 4.273 moduli, permetterebbe idealmente di recuperare 7,3 t di alluminio, 60 t di vetro, 3,2 t di Tedlar e 3,5 t di silicio.

In tutta Europa, ogni apparecchiatura a fine vita deve obbligatoriamente essere ritirata e avviata alla filiera del riciclo. Nel nostro Paese, dopo alcuni decenni spesi per realizzare una struttura di gestione adeguata, il sistema che permette di recuperare e riutilizzare materiali di essenziale importanza è ancora lontano dalla perfezione ma, specialmente in alcuni comparti più “rodati” offre dei risultati di tutto rispetto. Acciaio, alluminio, oli minerali, rame, piombo, vetro e alcune materie plastiche sono i materiali a più alta percentuale di recupero, attraverso un meccanismo che prevede il ritiro dei prodotti da trattare, presso centri di raccolta oppure direttamente dagli operatori di settore, appartenenti a consorzi organizzati da costruttori e importatori. I prodotti raccolti sono poi avviati ad appositi impianti per il frazionamento, il recupero e il trattamento dei materiali riciclabili. Questi impianti possono essere di proprietà dei singoli consorzi oppure di terzi e vi afferiscono spesso prodotti raccolti da più consorzi, sia nazionali, sia di altri Paesi, dato che si tratta di processi a volte complessi e costosi che richiedono alti volumi di raccolta per essere economicamente convenienti. Dal punto di vista finanziario, il sistema si regge, oltre sui proventi dei materiali recuperati, grazie alle quote annuali versate dai soci che aderiscono ai consorzi e ad un apposito sovrapprezzo incorporato nei beni posti sul mercato, mentre la realizzazione degli impianti di riciclaggio è spesso sostenuta, direttamente o indirettamente, da fondi comunitari. Per alcuni prodotti, particolarmente complessi da riciclare, esiste in genere un costo supplementare di conferimento, come nel caso dei pannelli fotovoltaici. Inoltre, non bisogna dimenticare che gran parte del sistema di raccolta si basa sulle piattaforme ecologiche e sugli altri servizi di raccolta differenziata in carico ai Comuni che sono finanziati dalle tasse locali sui rifiuti.

Dal punto di vista normativo, i componenti dismessi del trattamento aria rientrano nel campo della direttiva comunitaria RAEE quando si tratta di dispositivi elettrici ed elettronici (raggruppamento R1 – Freddo e Clima): i moduli fotovoltaici, pur essendo evidentemente dispositivi di tipo elettrico, non ricadono ufficialmente sotto la direttiva RAEE, tuttavia alcuni dei soggetti autorizzati al ritiro li comprendono nel raggruppamento R4 (apparecchiature elettriche non comprese negli altri raggruppamenti). Tra i diversi consorzi, detti altrimenti Sistemi Collettivi di Raccolta, ne esistono di particolarmente specializzati per i dispositivi fotovoltaici (ad esempio, PV Cycle; RAEcycle. Da notare che, per usufruire delle tariffe incentivanti al fotovoltaico, deve essere obbligatoriamente notificato al Gestore dei Servizi Energetici l’Attestato di Adesione del produttore dei moduli fotovoltaici ad uno degli idonei consorzi di riciclo, il cui elenco è reperibile all’interno del sito del Gse .

Per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici, la situazione della disponibilità di alcune materie prime necessarie alla loro costruzione è oggi particolarmente critica, a causa dell’imponente incremento produttivo determinato dalle politiche di incentivazione e dalla forte diminuzione dei prezzi di mercato. Ad esempio, sarebbe del tutto impossibile soddisfare la domanda prevista di pannelli già nei prossimi cinque anni, se si dovesse contare solamente sulle quantità di argento (utilizzato nella metallizzazione dei contatti elettrici) messe a disposizione dalla normale attività estrattiva. In questo settore, una buona riuscita delle operazioni di riciclo è considerata vitale ai fini delle produzioni future, quindi è stata posta particolare attenzione nel programmare il corretto destino dei dispositivi fotovoltaici a fine vita (tabella 1).

 

Tab. 1 – Componenti costitutivi di un modulo fotovoltaico da 220 Wp (60 celle), recuperabili praticamente per intero.

Componente % in peso Kg/modulo
Telaio in alluminio estruso 9,8 1,76
Vetro frontale 80,1 14,41
Tedlar 4,3 0,77
Silicio 4,7 0,85
Rame 0,4 0,07
Altri materiali e componenti 0,8 0,14
Totale 100 % 18

 

Esistono però una serie di difficoltà non trascurabili, in quanto si tratta di una nuova tipologia di prodotto, dove le tecnologie costruttive non sono ancora consolidate e le procedure legate al recupero di alcuni materiali sono poco più che sperimentali. Ancora non esiste una vera e propria “massa critica” di pannelli da trattare, ma solo i primi lotti iniziali che, proprio di questi tempi, hanno raggiunto il termine della loro vita operativa. Inoltre, la tecnologia costruttiva e i materiali impiegati nei pannelli costruiti nei decenni trascorsi non sono sovrapponibili a quelli odierni, il che può creare diverse difficoltà nella realizzazione e nella gestione degli impianti di trattamento. Infatti, gli impianti attualmente disponibili sono stati realizzati, nella maggior parte dei casi, non tanto al fine di trattare i pannelli a fine vita, bensì gli scarti delle produzioni attuali.

Macchina devetratrice per la separazione tra vetro e film plastico a cui sono adese le celle fotovoltaiche nella struttura dei moduli.

Macchina devetratrice per la separazione tra vetro e film plastico a cui sono adese le celle fotovoltaiche nella struttura dei moduli.

 

 Separazione dei materiali dopo frantumazione meccanica dei moduli fotovoltaici.

Separazione dei materiali dopo frantumazione meccanica dei moduli fotovoltaici.

 

Granuli di Tedlar recuperati dalla macinazione di film plastici provenienti da moduli fotovoltaici.

Granuli di Tedlar recuperati dalla macinazione di film plastici provenienti da moduli fotovoltaici.

 

L’enorme quantità di moduli installati grazie al notevole sviluppo del fotovoltaico rischia di provocare, nel prossimo futuro, una seria congestione del sistema di conferimento, trattamento e recupero a fine vita operativa.

L’enorme quantità di moduli installati grazie al notevole sviluppo del fotovoltaico rischia di provocare, nel prossimo futuro, una seria congestione del sistema di conferimento, trattamento e recupero a fine vita operativa.

Ad ogni modo, la quasi totalità dei pannelli fotovoltaici condivide una struttura costruttiva che si compone di una lastra di vetro, sul cui retro sono applicate le celle fotovoltaiche, tenute in posizione e sigillate da un foglio in materiale plastico (Tedlar). Il tutto è circondato da una cornice in alluminio, che in genere viene rimossa e avviata alla filiera specifica di recupero prima ancora che il pannello sia trasportato all’impianto di trattamento dedicato. Il “sandwich” rimasto, dopo una prima separazione dello strato in vetro, subisce in pratica un processo di triturazione, a cui segue un’accurata separazione dei granuli di vetro, silicio, metalli non ferrosi (rame, alluminio, argento). Il silicio, che rappresenta l’elemento attivo del pannello, in realtà è presente in quantità così esigue che, nella maggior parte dei casi, non ne giustifica il riciclo, almeno fino al momento in cui le quantità di pannelli trattati saliranno in modo significativo.

Non tutto si può riciclare

A parte i casi di materiali che non sono idonei ad essere riprocessati, come le plastiche termoindurenti, ne esistono diversi che non possono essere trattati perché contengono sostanze nocive o cancerogene.

Lo stessa regola di esclusione dal riciclo vale per tutti i dispositivi elettrici ed elettronici contenenti piombo, cadmio, mercurio, cromo esavalente e composti bromurati ritardanti la fiamma, eventualità che può essere facilmente verificata dall’assenza del marchio RoHS, che certifica l’esclusione di queste sostanze dal ciclo produttivo.

Per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici, occorre fare attenzione ad alcuni modelli che possono contenere elementi nocivi come germanio o telleruro di cadmio: in caso di dubbio, i pannelli “sospetti” non sono accettati dagli impianti di recupero e quindi avviati allo smaltimento come rifiuti speciali.

Riciclo e smaltimento illegale

Purtroppo, una quota rilevante delle apparecchiature a fine vita sfugge ancora ai circuiti ufficiali di raccolta, attraverso percorsi illegali spesso gestiti dalla criminalità organizzata, causando un notevole danno alla collettività e all’ambiente. Nonostante sia molto difficile quantificare l’importanza di questo circuito illegale, si stima che circa il 30-40% del totale degli apparecchi tecnologici dismessi finisca per essere demolito e parzialmente riciclato o smaltito in strutture non autorizzate, come demolitori d’auto, officine abusive e discariche clandestine. Se consideriamo che il solo fotovoltaico produrrà inevitabilmente nei prossimi anni un volume di rifiuti pari a oltre 5 milioni di metri cubi (ammontare dell’attuale parco installato), ci si rende immediatamente conto dell’entità del problema, che richiederà, per essere affrontato efficacemente, non solo una forte azione di contrasto alle attività illegali, ma soprattutto ulteriori investimenti da parte dei soggetti istituzionali per offrire una rete di servizio legittima, economicamente conveniente e capillarmente diffusa su tutto il territorio.

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