Economia circular em energia fotovoltaica: o método de reciclagem de módulos fotovoltaicos Hot Knife

Da pv magazine Global

A reciclagem emergiu como um elemento fundamental na criação de uma economia circular na indústria fotovoltaica, permitindo um futuro sustentável e eficiente em termos de recursos. Embora a durabilidade dos módulos fotovoltaicos represente um desafio para os esforços de reciclagem, uma nova solução surgiu na forma do método Hot Knife. Colaborando com um fabricante líder em tecnologia, a Task 12 do Programa de Sistemas de Energia Fotovoltaica da Agência Internacional de Energia (IEA-PVPS) lançou um novo relatório, oferecendo uma avaliação abrangente do ciclo de vida ambiental dessa técnica inovadora de reciclagem fotovoltaica.

Reciclagem: um pilar da economia circular para energia fotovoltaica

À medida que o número de módulos fotovoltaicos desativados aumenta, o gerenciamento responsável dos módulos em fim de vida torna-se essencial para minimizar o desperdício e maximizar a recuperação de recursos. A reciclagem não apenas conserva materiais valiosos, mas também reduz significativamente a pegada ambiental da indústria, tornando-a um fator crítico de crescimento sustentável.

Os módulos fotovoltaicos são projetados para suportar condições ambientais adversas por décadas, mostrando a robustez e a longevidade desses dispositivos. No entanto, essa mesma durabilidade cria desafios no processo de reciclagem. Entre os obstáculos mais expressivos está a intrincada tarefa de separar o vidro das demais camadas do módulo. Os métodos tradicionais de reciclagem muitas vezes lutam para delaminar módulos fotovoltaicos de forma eficiente e econômica, necessitando de uma abordagem diferente.

Uma solução inovadora

O método Hot Knife se destaca como uma solução inovadora e de ponta para o desafio da delaminação. Ao utilizar o tratamento térmico, esta nova técnica funde os polímeros que ligam o vidro ao backsheet das ‘células/Etileno-acetato de vinila (EVA)’, facilitando o processo de separação. As etapas de tratamento preliminar também abrangem a remoção da caixa de junção, cabos e molduras de alumínio. Os materiais que podem ser recuperados com eficiência são folhas de alumínio e vidro, em oposição ao vidro triturado contaminado, que é produto de outras técnicas de reciclagem. Outros componentes vendidos para posterior tratamento/recuperação incluem os cabos de cobre e as células/placas traseiras de EVA. Como resultado, o método Hot Knife não apenas agiliza os esforços de reciclagem, mas também demonstra o potencial de reduzir significativamente o consumo de energia e as emissões de gases de efeito estufa associados à reciclagem.

Colaboração da Tarefa 12 do IEA PVPS: Avaliação dos impactos ambientais relacionados ao ciclo de vida

Os processos de reciclagem são mais valiosos se sua contribuição para a pegada ambiental geral do sistema for baixa. A Tarefa 12 do IEA PVPS, em colaboração com um proeminente fabricante de tecnologia fotovoltaica, embarcou na jornada para avaliar o impacto ambiental do método Hot Knife.

O relatório “Avaliação do Ciclo de Vida da Delaminação dieao Módulo Fotovoltaico de Silício Cristalino com Tecnologia Hot Knife” aprofunda o escopo da avaliação do ciclo de vida, incluindo todas as etapas do processo de reciclagem de Hot Knife. Desde a extração de material até a fabricação, uso e eventual reciclagem do módulo, a avaliação do ciclo de vida oferece uma avaliação holística dos impactos ambientais associados ao método Hot Knife. Os impactos ambientais causados pelo processo de delaminação são atribuídos aos materiais recuperados e comparados com os impactos ambientais causados se estes materiais fossem produzidos a partir de recursos primários.

Com base nos dados medidos do fabricante, conclui o relatório, o uso dessa tecnologia contribui com 0,3% ou menos para a pegada ambiental relacionada ao ciclo de vida da eletricidade fotovoltaica. Além disso, em comparação com os impactos ambientais dos materiais virgens, os impactos ambientais dos materiais recuperados são menores em 80-98%, dependendo da categoria de impacto. Notavelmente, o processo de reciclagem reduz significativamente o consumo de energia, as emissões de gases de efeito estufa e a pegada ambiental geral em comparação com os materiais primários correspondentes. Além disso, a recuperação de materiais valiosos destaca o potencial para maior eficiência de recursos na indústria fotovoltaica.

Devido à alta eficiência ambiental, a tecnologia agora está sendo usada em uma das maiores instalações de reciclagem fotovoltaica  em escala comercial do mundo (pela ENVIE em Saint Loubès, França), bem como em algumas instalações no Japão. Por meio dessa experiência inicial, são esperadas melhorias adicionais, como ganhos em eficiência de energia e consumíveis, à medida que essa tecnologia é implantada em outras aplicações e ampliada para volumes maiores.

Conclusão

À medida que nos esforçamos para construir um futuro mais limpo e verde, adotar a reciclagem fotovoltaica surge como um pilar fundamental na transição para um cenário de energia sustentável. Conforme comprovado pelo relatório Task 12, o método Hot Knife representa uma abordagem inovadora para enfrentar os desafios da reciclagem de módulos fotovoltaicos de maneira ambientalmente eficiente. Alguns aspectos, no entanto, tiveram que ser excluídos do estudo da Tarefa 12 devido à falta de dados disponíveis, incluindo o tratamento de cabos de cobre, o tratamento do backsheet e a recuperação de cobre e prata durante esses tratamentos. Esses processos ainda precisam ser adicionados em um futuro estudo de avaliação do ciclo de vida.

Autora: Bettina Sauer

Este artigo faz parte de uma coluna mensal do programa IEA PVPS. Foi uma contribuição da Tarefa 12 do PVPS da IEA – Estrutura de Habilitação para o Desenvolvimento de BIPV.