Investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable NREL han realizado la primera evaluación global sobre los enfoques más prometedores para la gestión del final de la vida útil de los módulos solares fotovoltaicos PV.
Los módulos fotovoltaicos tienen una vida útil de 30 años. Actualmente no hay un plan sobre cómo administrar esto al final de su vida útil. El volumen de módulos que ya no se necesitan podría sumar 80 millones de toneladas métricas para 2050. Además de la cantidad, la naturalezade los desechos también plantea desafíos. Los módulos fotovoltaicos están hechos de materiales valiosos, preciosos, críticos y tóxicos. Actualmente no existe un estándar sobre cómo reciclar los valiosos y mitigar los tóxicos.
Numerosos artículos revisan las opciones individuales para el reciclaje fotovoltaico pero, hasta ahora, nadie ha realizado una evaluación global de todos los esfuerzos de reciclaje fotovoltaico para identificar los enfoques más prometedores.
"La energía fotovoltaica es una parte importante de la transición energética", dijo Garvin Heath, científico senior de NREL que se especializa en ciencia de la sostenibilidad. "Debemos ser buenos administradores de estos materiales y desarrollar una economía circular para los módulos fotovoltaicos".
Heath es el autor principal de "Prioridades de investigación y desarrollo para el reciclaje de módulos fotovoltaicos de silicio que apoyan una economía circular", que aparece en la revista Energía de la naturaleza . Sus coautores de NREL son Timothy Silverman, Michael Kempe, Michael Deceglie y Teresa Barnes; y los antiguos colegas de NREL Tim Remo y Hao Cui. El equipo también colaboró con expertos externos, particularmente en fabricación solar.
"Proporciona una síntesis sucinta y profunda de dónde debemos y no debemos dirigir nuestro enfoque como investigadores, inversionistas y legisladores", dijo Heath.
Los autores se centraron en el reciclaje de silicio cristalino, un material utilizado en más del 90% de los sistemas fotovoltaicos instalados en una forma muy pura. Representa aproximadamente la mitad de la energía, la huella de carbono y el costo de producir módulos fotovoltaicos, perosólo una pequeña parte de su masa. El valor del silicio está determinado por su pureza.
"Se necesita mucha inversión para hacer que el silicio sea puro", dijo Silverman, experto en hardware fotovoltaico. "Para un módulo fotovoltaico, se toman estas celdas de silicio, se sellan en un paquete resistente a la intemperie donde están en contacto con otros materiales, yespere de 20 a 30 años; mientras tanto, la tecnología fotovoltaica está mejorando. ¿Cómo podemos recuperar esa inversión en energía y materiales de la mejor manera para el medio ambiente? "
Los autores descubrieron que algunos países tienen regulaciones de reciclaje fotovoltaico, mientras que otros recién están comenzando a considerar soluciones. Actualmente, solo existe una instalación de reciclaje dedicada a energía fotovoltaica de silicio cristalino en el mundo debido a la cantidad limitada de desechos que se producen en la actualidad.
Sobre la base de sus hallazgos, los autores recomiendan la investigación y el desarrollo para reducir los costos de reciclaje y los impactos ambientales, al tiempo que se maximiza la recuperación de material. Sugieren centrarse en el silicio de alto valor frente a las obleas de silicio intactas. Esta última se ha promocionado como alcanzable, pero las obleas de silicioa menudo se agrieta y probablemente no cumpliría con los exigentes estándares actuales para permitir la reutilización directa. Para recuperar el silicio de alto valor, los autores destacan la necesidad de investigación y desarrollo de procesos de purificación de silicio.
Los autores también enfatizan que los impactos ambientales y económicos de las prácticas de reciclaje deben explorarse mediante análisis tecnoeconómicos y evaluaciones del ciclo de vida.
Por último, los autores señalan que, para empezar, encontrar formas de evitar el desperdicio es una parte importante de la ecuación, que incluye cómo hacer que los paneles solares duren más, usar materiales de manera más efectiva y producir electricidad de manera más eficiente.
"Necesitamos investigación y desarrollo porque la acumulación de desechos se nos acercará sigilosamente", dijo Silverman. "Al igual que el crecimiento exponencial de las instalaciones fotovoltaicas, parecerá que se mueve lentamente y luego se acelera rápidamente. Para cuando haya suficiente desperdiciopara abrir una instalación dedicada a la energía fotovoltaica, debemos haber estudiado ya el proceso adecuado ".
Si tiene éxito, estos hallazgos podrían contribuir a una parte de una economía circular fotovoltaica.
La Oficina de Tecnologías de Energía Solar del Departamento de Energía de EE. UU. Financió el análisis.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Energía Renovable . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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