El techo de cristal del reciclaje solar

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La mayoría de los triunfos fáciles para el reciclaje de módulos fotovoltaicos ya se han conseguido. Materiales como el aluminio o el acero utilizados para los marcos de los módulos y el cobre empleado en el cableado pueden separarse fácilmente de un panel y ya cuentan con mercados de reciclaje bien establecidos. Los módulos pueden triturarse en instalaciones de reciclaje de residuos electrónicos o de otro tipo y recuperarse diversos materiales.

Aunque este tipo de procesos evitan que los módulos al final de su vida útil acaben en los vertederos, reducen la calidad de los materiales recuperados y reducen las posibilidades de que alcancen los niveles de pureza necesarios para volver a formar parte de un nuevo módulo solar o de cualquier otra aplicación de alto valor, lo que alarga la cadena pero no crea el círculo deseado. El gigante de la fabricación de módulos Longi confirma que ya utiliza aluminio reciclado para sus marcos, pero considera que la integración de otros materiales reciclados en su cadena de suministro es un reto importante.

Para mantener los materiales de los paneles solares en circulación indefinidamente, se necesita un tratamiento especializado, en lugar de procesarlos con otros residuos. En la Unión Europea, los residuos de módulos fotovoltaicos están regulados actualmente por la directiva de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE). En el informe anual de PV Cycle para 2023, su director general, Jan Clyncke, afirma que «la directiva RAEE no es la adecuada para los paneles fotovoltaicos. PV Cycle está a favor de un acto legislativo específico que se ocupe únicamente de todos los equipos de energías renovables».

Esta legislación será vital para garantizar que los módulos lleguen a los recicladores adecuados. Desde el punto de vista tecnológico, sin embargo, las empresas europeas están realizando progresos alentadores en lo que respecta a la sustitución de la trituración por un proceso más capaz de separar los materiales.

«Naturalmente, intentamos separar y reutilizar todos los componentes de un módulo y hemos aprendido que la trituración y posterior clasificación es poco práctica», afirma Wolfram Palitzsch, director general de la empresa alemana de reciclaje solar Luxchemtech. «Una cierta proporción de los pasos del proceso debe ser también de naturaleza química. Los procesos mecánicos por sí solos no producen productos puros al final».

El reciclador fotovoltaico francés ROSI abrió su primera planta en Grenoble en 2023. Ahora está planificando una segunda planta en el norte de España, que se espera entre en funcionamiento a principios de 2025, y está trabajando estrechamente con Luxchemtech y sus socios para entrar en el mercado alemán. En lugar de triturar, ROSI utiliza un proceso de pirólisis -calentamiento en un entorno pobre en oxígeno- para romper el encapsulante polimérico que mantiene unido un módulo y que permite separar de forma mucho más eficaz y limpia el vidrio y las células de silicio.

Vidrio solar

ROSI calcula que alrededor del 70% del material procesado en sus instalaciones de Grenoble es vidrio. También existe un mercado bien establecido para los materiales de vidrio reciclado, que resultan atractivos para los fabricantes gracias al ahorro potencial de energía en comparación con la transformación de la materia prima de vidrio. Sin embargo, los estrictos requisitos de calidad y transparencia del vidrio solar dificultan el tratamiento del material reciclado al nivel requerido. ROSI ha avanzado mucho en ese sentido en 2024 y afirma que los requisitos de calidad del vidrio solar también pueden ser una ventaja a la hora de trabajar con otros fabricantes de vidrio.

«La ventaja del vidrio solar es que tiene que ser muy transparente», explica Damien Letort, director comercial de ROSI. «Así que, siempre que se pueda separar bien, la calidad del vidrio reciclado sobrante que podemos suministrar es muy, muy buena».

Gracias a su proceso de pirólisis, ROSI puede separar y suministrar vidrio recuperado de gran pureza a los fabricantes de vidrio. Letort dijo que la empresa ha estado trabajando con un cliente, un importante fabricante de vidrio europeo, para comprobar la calidad de su material de vidrio reciclado.

«Hemos hecho algunas aclaraciones con nuestro cliente y estamos muy contentos con los resultados», dijo. «Podemos separar el vidrio y se trata de vidrio solar de gran transparencia. Eso lo hace muy interesante para muchos fabricantes».

El cliente con el que trabaja ROSI fabrica vidrio flotado para la construcción. Letort dijo que, por ahora, es poco probable que su material de vidrio reciclado se utilice en otro panel solar porque la gran mayoría del vidrio solar se manipula en Asia y el envío a tanta distancia no tendría mucho sentido.

A pesar del éxito de ROSI en este campo, Palitzsch, de Luxchemtech, advirtió que la presencia de antimonio en la mayor parte del vidrio solar sigue siendo un problema a la hora de reciclarlo. «No conozco a ningún fabricante de vidrio plano en Europa que pueda procesar un fragmento con unas 2.000 partes por millón (ppm) de antimonio para fabricar vidrio fotovoltaico, por lo que es un reto saber quién compraría grandes cantidades de vidrio con antimonio en el futuro, y a qué precio», dijo.

Según Letort, esto debería ser más un reto para los fabricantes de vidrio que para los recicladores. «Sometemos el panel solar a tratamiento térmico y clasificación mecánica, y hasta ahí llega nuestra planta», dijo. «A continuación, nuestro cliente debe validar que puede tratar el vidrio y utilizarlo en su proceso». Y añadió que el cliente ha hecho grandes progresos trabajando con cascos que contienen algo de antimonio, al tiempo que reconoce el problema.

«ROSI aboga por el vidrio sin antimonio en los nuevos paneles solares instalados en Europa, sobre todo a través de la directiva Ecolabel, ya que abre más puertas al reciclaje», explicó.

Letort considera que la responsabilidad de ROSI es suministrar vidrio cullet con buena transparencia, y señaló que la pirólisis puede dañar la transparencia si no se controla con cuidado y que el proceso de clasificación también se gestiona cuidadosamente para que no queden residuos de silicio u otros materiales. «Garantizamos una transparencia de buena calidad y los clientes se ocupan de transformar nuestros materiales en su propio proceso», añadió Letort.

Plata y silicio

Las células de silicio son el siguiente gran objetivo y resultan especialmente atractivas para los recicladores gracias a su contenido en plata. También en este caso, el abandono de la trituración es beneficioso. Según Palitzsch, la trituración y el tratamiento posterior han permitido obtener silicio con una pureza en torno al 80%. «Pero una pureza del 80% no es interesante para muchas aplicaciones del silicio», afirma.

Los productores de polisilicio de grado solar tienen requisitos de pureza especialmente elevados: por lo general, al menos 6N (99,9999%). Además, otros materiales utilizados para el dopaje y la deposición de las demás capas que componen una célula solar en funcionamiento pueden hacer que, incluso si se consiguiera una pureza ultraelevada, el perfil de las impurezas restantes fuera diferente del que se encuentra en el material nuevo, lo que exigiría más investigación.

Otras aplicaciones del silicio de alto valor tienen requisitos algo menos estrictos. En este caso, ROSI afirma encontrarse en una situación similar a la del vidrio.

«Estamos en la misma fase para el silicio, trabajamos con un gran socio de la industria química que ha probado nuestro silicio y ha validado que puede utilizarlo», afirma Letort. «Este puede ser uno de los mejores valores añadidos de nuestro proceso. Podemos mantener una calidad muy buena para el silicio, que sólo pasa por tratamientos suaves».

ROSI ha patentado su propio proceso químico suave para separar los materiales que componen una célula solar una vez separados, mediante pirólisis, del resto del módulo, dejándolo con silicio reutilizable y plata de gran pureza.

El reto del coste

El coste del reciclado fotovoltaico ha sido durante mucho tiempo su mayor reto: desde convencer a los propietarios de los proyectos de que gasten dinero extra para mantener los materiales fuera de los vertederos, hasta el propio procesamiento y reintegración de los materiales.

Por ahora, ROSI cobra por ofrecer el reciclaje de módulos solares como un servicio, lo que subraya la importancia de una regulación clara en el sector y de la legislación especializada que PV Cycle y otros defienden. A medida que los residuos fotovoltaicos empiecen a acumularse, los procesos y modelos de negocio para el reciclaje solar serán clave para mantener los materiales en circulación. «Tecnológicamente es muy posible y se ha invertido mucho dinero», afirma Palitzsch. «Esta será una de las cuestiones más importantes: ¿merecerá la pena la inversión en tecnología?».

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