Los módulos fotovoltaicos se fabrican para que puedan seguir generando electricidad décadas después de su fabricación, por lo cual hasta ahora los esfuerzos se han volcado en usar materiales y procesos que hicieran el producto lo más robusto posible, sin pensar en facilitar su reciclaje al final de su vida útil.
Con el aumento vertiginoso en las instalaciones fotovoltaicas, la preocupación por la sostenibilidad de los procesos industriales y la promoción de la economía circular, el reciclaje de módulos se ha convertido en un aspecto importante, para el que el sector se está preparando.
Algunas estimaciones conservadoras cifran en 18 GW la potencia fotovoltaica que habrá que retirar en 2030 (aproximadamente, 8 millones de toneladas en módulos), cifras que subirán a 630 GW y 80 millones de toneladas en 2050.
Existen algunas iniciativas para el reciclaje de módulos en Europa y en otras partes del mundo, centradas inicialmente en la recuperación del vidrio y del marco de aluminio, lo cual es suficiente para cumplir con el requisito de la directiva europea de WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) de recuperar/reciclar el 85/80% del peso del módulo. Pero no está tan claro cómo procesar eficientemente la matriz de células solares y contactos metálicos embebidos en plástico, ni las condiciones tecno-económicas que hagan el proceso de reciclaje rentable.
Pero si se pudiera recuperar la plata de los contactos metálicos, se reduciría de forma importante la presión en la producción de tan valioso componente. Y si se pudiera reutilizar el silicio contenido en los dichos módulos, se podría reducir más de un 60% la energía requerida en la fabricación de células solares, y por tanto minimizar aún más las bajas emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a este proceso de fabricación.
Una cuestión abierta es en qué paso de la cadena de fabricación de células solares “reinyectar” el silicio de alta calidad que se recupere. En principio desde el punto de vista ambiental lo mejor sería reutilizar las células solares o al menos las obleas, pero parece muy complicado que se puedan recuperar sin romperlas, además de la dificultad que impone la continua evolución en la tecnología de células solares como para asegurar la compatibilidad con los productos actuales. Por ello los esfuerzos investigadores se entran en estudiar las condiciones para poder recristalizar el silicio recuperado, o para repurificarlo por vías de bajo coste. En el Instituto de Energía Solar se han llevado a cabo experimentos para validar el correcto comportamiento optoelectrónico de silicio reciclado proveniente de obleas recicladas, publicados en la revista Solar Energy.
Tampoco se debe perder de vista la opción, complementaria al reciclaje y previa al mismo, de extender la vida útil de los módulos que aunque han sufrido degradación todavía pueden dar servicio en aplicaciones menos exigentes desde el punto de vista de la productividad, como pueden ser en usos domésticos o en plantas productoras pequeñas, para lo cual se han de establecer protocolos de caracterización que garanticen su correcto funcionamiento durante esta segunda vida.
Referencias:
- M. Peplow, Solar Panels Face Recycling Challenge, ACS Central Science (2022), 8, 3, 299-302, https://doi.org/10.1021/acscentsci.2c00214.2
- IM. Peters et al., Cradle-to-cradle recycling in terawatt photovoltaics: A vision of perpetual utility, Joule (2024), https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.01.025.
- M. Tierno et al., Validation of recycling processes for demetallisation and recrystallisation of silicon solar cells, aceptado por Solar Energy (2024).
