Un nuevo proyecto de investigación financiado por el Departamento de Energía pretende resolver uno de los mayores problemas de la energía solar: qué hacer con los paneles solares cuando dejan de funcionar.
La energía solar es fundamental para solucionar el cambio climático, pero para que la tecnología sea sostenible debe ser reciclable. Por desgracia, cuando un panel solar expira hoy en día, lo más probable es que encuentre uno de los dos destinos siguientes: una trituradora o un vertedero.
Los investigadores de la Arizona State University (ASU) esperan cambiar esta situación mediante un nuevo proceso de reciclaje que utiliza productos químicos para recuperar metales y materiales de alto valor, como la plata y el silicio, haciendo que el reciclaje sea más atractivo desde el punto de vista económico. A principios de este mes, el equipo recibió una subvención de 485.000 dólares durante dos años de la Oficina de Fabricación Avanzada del DOE para seguir validando la idea, con la que esperan sentar las bases de una planta piloto de reciclaje en los próximos tres años. La ASU y la empresa energética First Solar, que actúa como asesora industrial en el proyecto, aportan los fondos correspondientes.
Si todo va bien, un proceso de reciclaje solar más limpio y rentable podría llegar al mercado justo cuando la primera oleada de paneles solares llegue a la basura.
«A medida que aumentamos la fabricación de energía limpia, produciendo más tecnología de energía limpia, pensar en el reciclaje al final de la vida útil se vuelve aún más importante», dice Diana Bauer, subdirectora en funciones de la Oficina de Fabricación Avanzada del DOE.
Aunque relativamente pocos paneles solares han llegado ya al final de su vida útil, los expertos sospechan que la mayoría de los que lo han hecho acaban en vertederos, donde se pierden los valiosos metales y materiales que contienen. Meng Tao, investigador de sostenibilidad solar de la ASU que lidera el nuevo esfuerzo de reciclaje, ha calculado que el mundo podría sufrir escasez de suministro de al menos uno de esos metales, la plata, mucho antes de que hayamos construido todos los paneles solares necesarios para la transición fuera de los combustibles fósiles. El silicio de grado solar, por su parte, requiere una enorme cantidad de energía para su fabricación, y su utilización más de una vez es importante para mantener la demanda de electricidad de la industria solar -y su huella de carbono- baja.
Incluso cuando los paneles solares se reciclan hoy en día, estos materiales rara vez se recuperan. En su lugar, los recicladores suelen retirar el marco de aluminio que sujeta el panel, quitar el cableado de cobre de la parte posterior y triturar el propio panel, creando un fragmento solar que se vende como vidrio triturado. Esos tres productos -aluminio, cobre y vidrio triturado- pueden suponer para el reciclador 3 dólares por panel, dice Tao. Las empresas con las que ha hablado Tao dicen que reciclar un panel cuesta hasta 25 dólares, después de los costes de desmantelamiento y transporte.
Los nuevos procesos de reciclaje solar que recuperan más metales y minerales podrían mejorar considerablemente la economía. Tao y sus colegas proponen uno de estos procesos, en el que las células de silicio del tamaño de un sobre que hay en los paneles solares se separan primero de las láminas de polímero y vidrio que las rodean utilizando una cuchilla de acero caliente. A continuación, se utiliza un brebaje químico pendiente de patente desarrollado por la empresa de reciclaje de Tao, TG Companies, para extraer la plata, el estaño, el cobre y el plomo de las células, dejando el silicio.
Los nuevos procesos de reciclaje solar podrían mejorar considerablemente la economía
Aunque en el proceso de reciclaje se utilizan productos químicos agresivos, Tao afirma que esos productos químicos pueden «regenerarse y utilizarse una y otra vez», lo que reduce la cantidad de residuos que se generan, una característica de su método de reciclaje que considera única. Tao añade que, al recuperar el plomo, el proceso también tiene el potencial de eliminar un peligro medioambiental que, de otro modo, acabaría en los residuos de reciclaje o en los vertederos.
Tao afirma que TG Companies ya ha desarrollado una tecnología para recuperar el 100% de la plata, el estaño, el cobre y el plomo de las células solares. La nueva subvención del DOE permitirá a su equipo optimizar aún más el proceso de reciclaje de los paneles solares y comprobar si el silicio puede recuperarse con una pureza suficiente para fabricar nuevas células sin pasar por un paso de purificación que consume mucha energía, conocido como proceso Siemens. Si todo va bien en los próximos dos años, el siguiente paso será atraer a inversores privados para financiar una planta piloto que pueda utilizar el proceso para reciclar unos 100.000 paneles solares al año.
Karsten Wambach, fundador de la organización de reciclaje de paneles solares sin ánimo de lucro PV CYCLE, afirma que un «enfoque de química verde» como el que proponen Tao y sus colegas tiene un «gran potencial para recuperar valiosos materiales secundarios y contribuir a la protección del medio ambiente».
Sin embargo, Wambach señala que recuperar toda la plata y otros metales residuales de los paneles solares «podría no ser del todo posible» debido a las pérdidas que se producen durante el proceso de separación de las células de silicio de los polímeros y otros elementos. En una versión comercial de este proceso, dice, la cantidad y calidad de los metales recuperados se «optimizará en función de las especificaciones del usuario posterior y del potencial de ahorro de costes en los procesos de tratamiento».
Esta basura de alta tecnología podría convertirse en un tesoro
El ahorro de costes será clave. Según el precio de la plata, Tao cree que su proceso podría recuperar entre 10 y 15 dólares de material por panel. Pero eso podría cambiar, advierte Wambach, si los fabricantes siguen utilizando menos plata en los paneles solares con el tiempo. Además, es poco probable que incluso 15 dólares por panel cubran el coste total del desmantelamiento y el reciclaje de los paneles, lo que significa que podrían ser necesarias políticas de apoyo para su ampliación.
Un último obstáculo, según Wambach, es que hoy en día no se retiran tantos paneles solares de los tejados. Aunque en 2016 había menos de medio millón de toneladas de residuos solares en todo el mundo, la Agencia Internacional de Energías Renovables ha previsto que para 2030 esa cifra podría aumentar a 8 millones de toneladas. Y en 2050, podríamos tirar 6 millones de toneladas de paneles solares muertos cada año, casi tantos como los que estamos instalando.
Basándose en estas proyecciones y en los datos sobre el valor de los metales y minerales que contiene cada panel, Tao y sus colegas han calculado que en 2028 los residuos electrónicos solares contendrán materiales aprovechables por valor de más de mil millones de dólares. Para quien sea capaz de superar el reto del reciclaje, esta basura de alta tecnología podría convertirse en un tesoro.
Noticia tomada de: The Verge / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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