Recykling odpadów fotowoltaicznych wspiera gospodarkę o obiegu zamkniętym
Zgodnie z dyrektywą w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE) do końca 2018 roku 85 % odpadów fotowoltaicznych powinno być odzyskanych, a 80 % poddanych recyklingowi i przygotowanych do ponownego wykorzystania. Realizowany w ramach programu „Horyzont 2020” projekt CABRISS pomógł przekształcić obowiązki prawne wynikające z dyrektywy WEEE w nowe możliwości biznesowe dzięki pionierskiemu procesowi obiegu zamkniętego, który opiera się na pierwiastkach takich jak ind (In), krzem (Si) i srebro (Ag) pochodzących z recyklingu, a następnie ponownie wykorzystanych i odzyskanych na potrzeby technologii fotowoltaicznych i innych zastosowań. W skład konsorcjum projektu wchodziło jedenaście przedsiębiorstw i pięć instytutów badawczych z dziewięciu unijnych krajów, współpracujących ze sobą w ramach partnerstwa publiczno-prywatnego. Jak podsumował projekt jego koordynator, David Pelletier: „Projekt CABRISS koncentrował się głównie na łańcuchu wartości produkcji fotowoltaicznej, wykazując w ten sposób międzysektorową symbiozę przemysłową z procesami w obiegu zamkniętym”. Symbioza przemysłowa opisuje sieć różnych organizacji wspierających ekoinnowacje i długoterminowe zmiany kulturowe oraz usprawniających procesy biznesowe i techniczne. Zespół projektu CABRISS opracował ten proces, zapewniając surowce jako materiał wsadowy dla innych branż. Przykładem są odpady krzemowe, które można wykorzystywać w przemyśle metalurgicznym.
Cenne materiały z odpadów fotowoltaicznych
Naukowcy wykorzystali w projekcie trzy różne źródła odpadów fotowoltaicznych. W pierwszym przypadku wykorzystano odpady z wycofanych z eksploatacji paneli fotowoltaicznych, a w drugim – odpady stałe z produkcji technologii fotowoltaicznych zawierających mieszaninę połamanych płytek krzemowych i ogniw. Ostatnim źródłem był suchy proszek krzemowy będący odpadem z produkcji technologii fotowoltaicznych, określany jako opiłki, odzyskany z materiału utraconego podczas procesu cięcia. Partnerzy projektu skorzystali z technologii laserowej do otwierania cienkowarstwowych modułów fotowoltaicznych bez uszkodzenia, dzięki czemu uzyskali wyższą wartość szkła pochodzącego z recyklingu. „W przypadku modułów fotowoltaicznych na bazie krzemu opracowano innowacyjną technologię opartą na wodzie, która w przeciwieństwie do konwencjonalnych technologii rozdrabniania nie łamie szkła, co pozwala na zebranie wszystkich materiałów w modułach PV na bazie krzemu”, mówi Pelletier. Wyniki badań przeprowadzonych w ramach projektu CABRISS stały się inspiracją do stworzenia nowej, opartej na wodzie technologii służącej do delaminacji, która wykazuje szczególną skuteczność w przypadku paneli dwustronnych, a ponadto eliminuje potrzebę rozdrabniania. Prace nad tą nową technologią będą prowadzone od 2021 roku w ramach nowego projektu PHOTORAMA, również finansowanego ze środków UE, w który zaangażowanych będzie kilku partnerów zakończonego już projektu CABRISS. Takie podejście pozwoliło na wysokowartościowy i wysokowydajny recykling modułów fotowoltaicznych (cienkowarstwowych i krzemowych) oraz umożliwiło ekonomiczny odzysk wszystkich materiałów do ponownego wykorzystania. „Rezultatem jest recykling odpadów fotowoltaicznych zgodny z wymogami dyrektywy WEEE, zwiększający wydajność i jakość odzyskiwanych materiałów, w tym krzemu, indu, srebra i wysokiej jakości nieuszkodzonego szkła”, wyjaśnia Pelletier.
Korzyści z zamkniętego obiegu w sektorze fotowoltaiki
Projekt CABRISS stał się zaczynem nowego podejścia do przemysłu fotowoltaicznego dzięki dostosowaniu koncepcji obiegu zamkniętego do potrzeb tego rynku. „Sektor fotowoltaiki to nie tylko sprzedawcy modułów PV – dla dobra zarówno gospodarki, jak i naszej planety fundamentalne znaczenie mają też rynki surowców wtórnych oraz sprzętu wykorzystywanego do odzyskiwania materiałów”, zaznacza ekspert z Francuskiej Komisji Energii Alternatywnych i Energii Atomowej. Przeprowadzona niedawno analiza wniosków z dwóch finansowanych przez UE projektów – CABRISS i CIRCUSOL – wyraźnie pokazała, że istotną dziedziną, na jakiej w równym stopniu powinni się skupić naukowcy, jest „drugie życie” modułów fotowoltaicznych. Ostatnio uruchomiono w Europie kilka nowych projektów poświęconych temu zagadnieniu, co daje szansę na powstanie nowych miejsc pracy i oznacza wartość dodaną dla rynku europejskiego. Ten nowy ekosystem przyczyni się do zmniejszenie negatywnego wpływu technologii fotowoltaicznej na środowisko i stworzenia obiegu zamkniętego w tym sektorze.
Słowa kluczowe
CABRISS, PV, szkło, recykling, gospodarka o obiegu zamkniętym, WEEE, fotowoltaiczne, zużyty sprzęt elektryczny i elektroniczny, ind, krzem, srebro
