Lo smaltimento e il riciclo dei pannelli fotovoltaici in Italia

Produrre energia elettrica partendo dall’energia solare è ormai una pratica ampiamente diffusa nel nostro paese che fortunatamente ha una buona esposizione al sole. Pertanto non è insolito camminare per strade secondarie ed osservare interi campi disseminati di file ordinate di pannelli fotovoltaici che fanno bella mostra di sé stessi.

Come sappiamo, i pannelli fotovoltaici non hanno una vita infinita, mediamente la loro vita utile è stimata in 15 – 20 anni di operatività, superati i quali i loro rendimenti calano. Da questo momento in poi quei pannelli che durante la loro attività sono considerati apparecchiature elettriche ed elettroniche (AEE), divengono dei RAEE. Ovviamente non sempre questi pannelli giungono al termine della loro vita utile. Qualche volta gli eventi atmosferici apportano il loro contributo accorciandola drasticamente.

In questi ultimi anni, per chi opera nel settore, si è assistito ad un incremento di pannelli fotovoltaici che necessitano di essere avviati a recupero. Ciò che spesso ignoriamo però è quale sia la strada che seguono quando giungono a fine vita. Che trattamento subiscono? Come vengono recuperate le loro componenti interne?

Questa tipologia di apparecchiature è stata in parte ignorata  dalla normativa fino al 2014, quando con l’entrata in vigore del D.Lgs. 49/2014 che disciplina la gestione dei RAEE, sono entrati a far parte ufficialmente del novero dei RAEE non pericolosi con l’obiettivo di massimizzarne il riciclaggio.

Dalla seconda metà del 2014 quindi, in Italia i pannelli fotovoltaici devono essere obbligatoriamente avviati a processi di trattamento, finalizzati al recupero, in impianti autorizzati.

Con l’ingresso di questi prodotti all’interno del ciclo dei RAEE, è divenuto obbligatorio alimentare, per i produttori, il sistema di finanziamento delle operazioni di trasporto e trattamento.

Le meccaniche sulle quali tale sistema si basa è già noto e per quanti siano interessati ad approfondire la questione, è possibile farlo leggendo il capitolo 6 del manuale di Riciclo e Gestione RAEE.

Ciò che è importante sottolineare è che i produttori (intesi nel senso lato del termine come da definizione normativa) di pannelli fotovoltaici sono ora soggetti a tutti gli obblighi a cui devono sottostare i normali produttori di AEE.

Se da un punto di vista normativo è quindi semplice comprendere come sia necessario incrementare il tasso di recupero dei pannelli fotovoltaici, dall’altro lato è importante chiedersi se tutti i pannelli fotovoltaici possono essere riciclati alla stessa maniera e con la medesima tecnologia.

Purtroppo la risposta a questa domanda è no in virtù del fatto che la tecnologia costruttiva dei pannelli fotovoltaici si è cambiata nel corso del tempo grazie alle continue innovazioni tecnologiche.

Per entrare più nel dettaglio esaminiamo più da vicino da cosa sono composti questi pannelli in grado di fornirci energia grazie alla radiazione solare.

La parte più elementare di un modulo fotovoltaico è la cella. Normalmente composta da un semiconduttore cristallino è costituita da una sottile lamina di silicio di forma quadrata e con dimensioni che possono variare tra i 100 e i 156 mm. Questa è dotata di tutti i contatti elettrici necessari a raccogliere la corrente elettrica prodotta. Al fine di ottenere energia elettrica, le celle sono connesse elettricamente tra di loro con un collegamento in serie e poi inserite nel laminato fotovoltaico. L’intera superficie del modulo è protetta da un pannello di vetro temperato a basso tenore di ossido di ferro, resistente agli urti ed agli agenti atmosferici (recenti episodi hanno dimostrato che di fatto non resistono agli eventi atmosferici di maggiore intensità).

Il retro del modulo è costituito da un foglio di Tedlar bianco. Una pellicola sigillante di Etil Vinil acetato incapsula tutte le celle isolando così i contatti elettrici. La cornice del pannello, qualora presente è realizzata in alluminio anodizzato anticorrosione.

Riciclo e Gestione RAEE Gestione dei rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE) Vai alla scheda tecnica

Il peso complessivo di un pannello fotovoltaico completo di cavi è di circa 15 Kg/mq.

A seconda dei processi di produzione adottati, le celle fotovoltaiche realizzate con la tecnologia del silicio si distinguono in celle monocristalline e policristalline. Esistono delle tecnologie che utilizzano film sottili di Silicio amorfo, diseleniuro di indio rame, di tellururo di cadmio, di solfuro di cadmio che occupano oggi quote di mercato minori ma che sono pur sempre presenti.

La differente tecnologia adottata per la realizzazione dei pannelli fotovoltaici conduce poi a sistemi diversi di trattamento per il loro riciclaggio.

Affinché il riciclaggio di un pannello fotovoltaico sia conveniente ed economicamente sostenibile ci si chiede se ci siano al suo interno componenti di un certo valore economico.

La domanda è necessaria perché aldilà delle migliori intenzioni etiche ed ambientali  del legislatore, affinché la realizzazione e la messa in funzione di un impianto di trattamento e recupero abbia un senso, è necessario che questo produca un profitto; senza questo aspetto, non è possibile realizzare un impresa che gestisca una struttura simile.

Per entrare nel cuore dei pannelli fotovoltaici e capire quali siano i componenti di maggior pregio, faremo riferimento allo speciale edito dal portale Qualenergia.it.

Circa l’80% del peso totale di un pannello fotovoltaico è costituito dal vetro frontale a cui segue il 9,8% dell’alluminio della cornice. Via via che si abbassano le percentuali ritroviamo con il 4,7% le celle in silicio e con percentuali ancor più basse tutti gli altri componenti i quali andrebbero rimossi prima della distruzione meccanica a causa dell’elevato tenore di rame in essi contenuto.

Porsi la domande se in Italia esistono impianti autorizzati che si occupano di riciclare questi RAEE è lecito. Il primo realizzato nel nostro paese è presente a Siracusa grazie al  consorzio di raccolta RAEE Raecycle.

L’impianto, nato dalla collaborazione tra Raecycle, Compton srl, Politecnico di Milano, Università di Catania, è in grado di trattare fino a 60 moduli l’ora.

Come avviene il riciclaggio di un pannello fotovoltaico

Un pannello fotovoltaico dal peso medio di 20 Kg, è composto per 1/10 del suo peso dalla cornice di alluminio la quale può essere facilmente asportata mediante operazioni manuali.

Tale cornice molto spesso, a causa del materiale di cui è composto e del valore economico che ha sul mercato, viene asportata preventivamente, ancor prima che il pannello stesso raggiunga l’impianto di destinazione; ciò determina una riduzione del valore economico del pannello stesso.

L’80% del peso è composto dal vetro sul quale vengono poggiate le celle fotovoltaiche ed i contatti elettrici i quali vengono poi sigillati a caldo da un foglio di plastica. La prima fase del trattamento, prevede quindi che il vetro venga, meccanicamente, staccato dal foglio plastico così da poterlo recuperare.

Le componenti si presentano così attaccate alla plastica. La macchina è in grado di spazzolare via questi componenti passando  poi a triturare finemente tutto ciò che resta e facendo così passare il granulato all’interno di una serie di vagli di diametri diversi con l’ausilio di cicloni a soffio di aria, i quali hanno il compito di separare i vari materiali a seconda della loro densità.

Ciò che si ottiene in uscita è una  polvere di plastica, rame, argento e contatti elettrici oltre naturalmente al silicio.

Essendo questi materiali tutti riutilizzabili si ottiene una percentuale di recupero prossima al 95%.

Come si può osservare da questa breve descrizione, ovviamente non esauriente ma sufficiente ad innescare quella curiosità insita nel lettore che lo condurrà ad approfondire l’argomento, il trattamento dei pannelli fotovoltaici ha una sua convenienza economica se si riescono ad avviare a trattamento numerosi pannelli fotovoltaici e se si hanno a disposizione delle ottime vie di uscita per i materiali secondari ottenuti.

Questi due aspetti, che devono essere tenuti in grande considerazione in fase di elaborazione di un business plan e del piano di monitoraggio e controllo economico del’impianti, permettono ad una struttura del genere di poter essere non solo realizzata ma anche tenuta in vita. Non occorre infatti dimenticare che alcune esperienze italiane nel settore dei RAEE sono naufragate proprio perché sono venuti a mancare questi due aspetti o sono stati calcolati con molta approssimazione.

Certamente una parte dei costi vengono ammortizzati grazie al sistema di finanziamento sostenuto dai produttori di pannelli i quali, aderendo ai sistemi collettivi, fanno si che l’intera filiera dal produttore del rifiuto all’impianto di trattamento  sia effettivamente sostenibile.

Non si dimentichi infatti che spesso questi pannelli viaggiano su mezzi di grandi dimensioni e che la dismissione di un parco fotovoltaico non è da considerarsi a costo zero.

Garantire il recupero dei pannelli fotovoltaici è un obbligo, sia di legge che morale.

A causa delle errate gestioni del passato, non possiamo oggi  stimare quanti siano i pannelli che sono stati avviati in discarica dopo essere stati privati del bordo in alluminio (unico pezzo di valore facilmente asportabile).

Ciò che è importante tenere a mente è che sicuramente poter riciclare tutte le componenti di un pannello può garantire, a lungo andare e con i dovuti flussi, la possibilità di reimpiegare gli stessi materiali per la produzione di nuovi pannelli FV più performanti grazie alle innovazioni tecnologiche, o per la produzione di altri prodotti elettrici ed elettronici.

C’è da chiedersi ora se anche le pale eoliche non debbano rientrare all’interno del circuito RAEE… ma lasciamo questa domanda aperta al legislatore per il prossimo aggiornamento normativo.

A cura di Ing. Vito la Forgia
Ambiente & Rifiuti – Consulenza Tecnica per la gestione dei rifiuti

(I dati presenti all'interno del presente articolo sono stati tratti dal Quotidiano online Qualenergia.it)