A medida que millones de paneles solares caducan, los recicladores esperan sacar provecho

Los paneles solares tienen una vida útil de 25 a 30 años, pero contienen metales valiosos, como plata y cobre. Dado que se espera pronto un aumento de paneles caducados, están surgiendo empresas que buscan reciclar los materiales reutilizables y mantener los paneles fuera de los vertederos.

Por Jon Hurdle

4 de abril de 2023

Paneles solares sobre un techo de tejas de barril.

En Odessa, Texas, los trabajadores de una startup llamada SolarCycle descargan camiones que transportan paneles fotovoltaicos al final de su vida útil recién recogidos de granjas solares comerciales en todo Estados Unidos. Separan los paneles de los marcos de aluminio y las cajas eléctricas, luego los introducen en máquinas que separan el vidrio de los materiales laminados que han ayudado a generar electricidad a partir de la luz solar durante aproximadamente un cuarto de siglo.

A continuación, los paneles se muelen, se trituran y se someten a un proceso patentado que extrae los materiales valiosos, principalmente plata, cobre y silicio cristalino. Esos componentes se venderán, al igual que el aluminio y el vidrio, de menor valor, que incluso pueden terminar en la próxima generación de paneles solares.

Este proceso ofrece una idea de lo que podría suceder con el aumento esperado de paneles solares retirados que provendrán de una industria que representa la fuente de energía de más rápido crecimiento en los EE. UU. Hoy en día, aproximadamente el 90 por ciento de los paneles en los EE. UU. han perdido su eficiencia. debido a su antigüedad, o que son defectuosos, terminan en los vertederos porque esa opción cuesta una fracción de reciclarlos.

Pero los defensores del reciclaje en Estados Unidos dicen que una mayor reutilización de materiales valiosos, como la plata y el cobre, ayudaría a impulsar la economía circular, en la que los desechos y la contaminación se reducen mediante la reutilización constante de materiales. Según un informe de 2021 del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL), el reciclaje de paneles fotovoltaicos también podría reducir el riesgo de que los vertederos filtren toxinas al medio ambiente; aumentar la estabilidad de una cadena de suministro que depende en gran medida de las importaciones del Sudeste Asiático; reducir el coste de las materias primas para los fabricantes de energía solar y de otro tipo; y ampliar las oportunidades de mercado para los recicladores estadounidenses.

Por supuesto, reutilizar paneles degradados pero aún funcionales es una opción aún mejor. Millones de estos paneles terminan en países en desarrollo, mientras que otros se reutilizan más cerca de casa. Por ejemplo, SolarCycle está construyendo una central eléctrica para su fábrica de Texas que utilizará módulos reacondicionados.

La perspectiva de un futuro exceso de paneles vencidos está impulsando los esfuerzos de un puñado de recicladores solares para abordar un desajuste entre la actual acumulación de capacidad de energía renovable por parte de servicios públicos, ciudades y empresas privadas (millones de paneles se instalan en todo el mundo cada año) y una escasez de instalaciones que puedan manipular este material de forma segura cuando llegue al final de su vida útil, dentro de unos 25 o 30 años.

Se espera que la capacidad solar en todos los segmentos en EE. UU. aumente en un promedio del 21 por ciento anual entre 2023 y 2027, según el último informe trimestral de la Asociación de Industrias de Energía Solar y la consultora Wood Mackenzie. El aumento esperado se verá favorecido por la histórica Ley de Reducción de la Inflación de 2022 que, entre otros apoyos a la energía renovable, proporcionará un crédito fiscal del 30 por ciento para las instalaciones solares residenciales.

El área cubierta por paneles solares instalados en EE. UU. a partir de 2021 y que se retirarán en 2030 cubriría alrededor de 3.000 campos de fútbol americano, según una estimación del NREL. "Es un desperdicio considerable", dijo Taylor Curtis, analista legal y regulatorio del laboratorio. Pero la tasa de reciclaje de la industria, inferior al 10 por ciento, está muy por detrás de los pronósticos optimistas para el crecimiento de la industria.

Jesse Simons, cofundador de SolarCycle, que emplea a unas 30 personas y comenzó a operar en diciembre, dijo que los vertederos de residuos sólidos normalmente cobran entre 1 y 2 dólares por aceptar un panel solar, y aumentan a alrededor de 5 dólares si el material se considera residuo peligroso. Por el contrario, su empresa cobra 18 dólares por panel. Los clientes están dispuestos a pagar esa tarifa porque es posible que no puedan encontrar un vertedero autorizado para aceptar desechos peligrosos y asumir responsabilidad legal por ellos, y porque quieren minimizar el impacto ambiental de sus viejos paneles, dijo Simons, un ex ejecutivo del Sierra Club. .

SolarCycle proporciona a sus clientes un análisis medioambiental que muestra los beneficios del reciclaje de paneles. Por ejemplo, reciclar aluminio utiliza un 95 por ciento menos de energía que fabricar aluminio virgen, lo que soporta los costos de extraer la materia prima, la bauxita, y luego transportarla y refinarla.

La empresa estima que reciclar cada panel evita la emisión de 97 libras de CO2; la cifra se eleva a más de 1,5 toneladas de CO2 si se reutiliza un panel. Según una regla propuesta por la Comisión de Bolsa y Valores, las empresas que cotizan en bolsa deberán revelar los riesgos relacionados con el clima que probablemente tengan un impacto material en sus negocios, incluidas sus emisiones de gases de efecto invernadero.

El aluminio, extraído de los paneles solares de la planta SolarCycle, se vende en un depósito de metal cercano. El vidrio se vende por sólo unos pocos centavos por panel para su reutilización en productos básicos como botellas, pero Simons espera tener suficiente cantidad para venderlo a un precio más alto a un fabricante de nuevas láminas de paneles solares.

También vale la pena recuperar el silicio cristalino, utilizado como material base en las células solares, afirmó. Aunque debe perfeccionarse para su uso en futuros paneles, su uso evita los impactos ambientales de la extracción y el procesamiento de silicio nuevo.

SolarCycle es una de las cinco empresas de EE. UU. que figuran en la lista de la SEIA como capaces de proporcionar servicios de reciclaje. La industria aún está en su infancia y todavía está descubriendo cómo ganar dinero recuperando y luego vendiendo componentes de paneles, según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. "Se pueden encontrar elementos de este proceso de reciclaje en los Estados Unidos, pero aún no está ocurriendo a gran escala", dijo la EPA en una descripción general de la industria.

En 2016, la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) pronosticó que a principios de la década de 2030, la cantidad global de paneles fotovoltaicos desmantelados equivaldrá a alrededor del 4 por ciento del número de paneles instalados. Para la década de 2050, el volumen de residuos de paneles solares aumentará a al menos 5 millones de toneladas métricas al año, afirmó la agencia. Se espera que China, el mayor productor de energía solar del mundo, haya retirado un total acumulado de al menos 13,5 millones de toneladas métricas de paneles para 2050, con diferencia la mayor cantidad entre las principales naciones productoras de energía solar y casi el doble del volumen que retirará Estados Unidos. en ese momento, según el informe de IRENA.

Las materias primas técnicamente recuperables de los paneles fotovoltaicos a nivel mundial podrían tener un valor acumulado de 450 millones de dólares (en términos de 2016) para 2030, según el informe, aproximadamente igual al costo de las materias primas necesarias para producir unos 60 millones de nuevos paneles, o 18 gigavatios de energía. capacidad de generación. Para 2050, según el informe, el valor recuperable podría exceder acumulativamente los 15 mil millones de dólares.

Por ahora, sin embargo, los recicladores solares enfrentan importantes desafíos económicos, tecnológicos y regulatorios. Parte del problema, dice Curtis de NREL, es la falta de datos sobre las tasas de reciclaje de paneles, lo que dificulta posibles respuestas políticas que podrían proporcionar más incentivos para que los operadores de granjas solares reciclen paneles al final de su vida útil en lugar de deshacerse de ellos.

Otro problema es que se sabe que el procedimiento de lixiviación de características de toxicidad, un método aprobado por la EPA que se utiliza para determinar si un producto o material contiene elementos peligrosos que podrían filtrarse al medio ambiente, es defectuoso. En consecuencia, algunos propietarios de granjas solares terminan "sobregestionando" sus paneles como peligrosos sin hacer una determinación formal de desechos peligrosos, dijo Curtis. Terminan pagando más para eliminarlos en vertederos autorizados para manipular residuos peligrosos o reciclarlos.

La Agencia Internacional de Energía evaluó si los paneles solares que contienen plomo, cadmio y selenio afectarían la salud humana si se arrojaran a vertederos municipales o de desechos peligrosos y determinó que el riesgo era bajo. Aún así, dijo la agencia en un informe de 2020, sus hallazgos no constituyeron un respaldo al vertido de residuos: el reciclaje, afirmó, "mitigaría aún más" las preocupaciones ambientales.

NREL está estudiando un proceso alternativo para determinar si los paneles son peligrosos. "Necesitamos resolver eso porque definitivamente está impactando la responsabilidad y el costo para hacer que el reciclaje sea más competitivo", dijo Curtis.

A pesar de estas incertidumbres, cuatro estados promulgaron recientemente leyes que abordan el reciclaje de módulos fotovoltaicos. California, que tiene la mayor cantidad de instalaciones solares, permite que los paneles se arrojen en vertederos, pero sólo después de que un laboratorio designado haya verificado que no son peligrosos, lo que puede costar más de 1.500 dólares. En julio, California sólo tenía una planta de reciclaje que aceptaba paneles solares.

En el estado de Washington, en julio de 2025 se implementará una ley diseñada para proporcionar una forma ambientalmente racional de reciclar paneles fotovoltaicos; Los funcionarios de Nueva Jersey esperan publicar un informe sobre la gestión de residuos fotovoltaicos esta primavera; y Carolina del Norte ha ordenado a los funcionarios ambientales estatales que estudien el desmantelamiento de proyectos solares a escala de servicios públicos. (Carolina del Norte exige que los paneles solares se eliminen como desechos peligrosos si contienen metales pesados ​​como plata o, en el caso de paneles más antiguos, cromo hexavalente, plomo, cadmio y arsénico).

En la Unión Europea, los paneles fotovoltaicos al final de su vida útil se tratan, desde 2012, como residuos electrónicos según la directiva de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos de la UE, conocida como WEEE. La directiva exige que todos los estados miembros cumplan con estándares mínimos, pero la tasa real de reciclaje de desechos electrónicos varía de un país a otro, dijo Marius Mordal Bakke, analista senior de investigación de proveedores solares en Rystad Energy, una firma de investigación con sede en Oslo, Noruega. . A pesar de esta ley, la tasa de reciclaje fotovoltaico de la UE no es mejor que la de Estados Unidos (alrededor del 10 por ciento) en gran parte debido a la dificultad de extraer materiales valiosos de los paneles, dijo Bakke.

Pero predijo que el reciclaje será más frecuente cuando el número de paneles al final de su vida útil aumente hasta el punto en que presente una oportunidad de negocio, proporcionando a los recicladores materiales valiosos que puedan vender. Los gobiernos pueden ayudar a acelerar esa transición, añadió, prohibiendo la eliminación de paneles fotovoltaicos en vertederos y proporcionando incentivos, como exenciones fiscales, a cualquiera que utilice paneles solares.

"En algún momento en el futuro, veremos que se desmantelan suficientes paneles como para que haya que empezar a reciclarlos", dijo Bakke. "Será rentable por sí solo, independientemente de los precios de las materias primas".

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