Residuos de módulos solares: el problema de la eliminación

En los últimos años ha crecido la preocupación por lo que ocurre con los módulos solares al final de su vida útil.

Resultan preocupantes, por ejemplo, las siguientes afirmaciones:

• El problema de los módulos solares estallará con toda su fuerza dentro de dos o tres décadas y volverá a contaminar masivamente el medio ambiente tras la producción de estos módulos, ya que se trata de una cantidad enorme de residuos que no son fáciles de reciclar.
• Las células solares generan por unidad de energía 300 veces más residuos tóxicos que las centrales nucleares. Si las centrales solares y nucleares produjeran la misma cantidad de electricidad durante los próximos 25 años y los residuos se apilaran en un campo de fútbol, los residuos nucleares alcanzarían la altura de la torre inclinada de Pisa (53 metros), mientras que los residuos solares alcanzarían la altura de varios Everests (8.848 metros).
• Contrariamente a lo que se suponía hasta ahora, sustancias contaminantes como el plomo o el cadmio, cancerígeno, pueden ser arrastradas casi por completo de los fragmentos de módulos solares por el agua de lluvia a lo largo de varios meses. Además, se constató que incluso el agua de lluvia arrastra cadmio de un panel solar intacto.
• En países como China, India y Ghana, las personas que viven cerca de los vertederos de residuos electrónicos suelen quemar los desechos para recuperar los valiosos cables de cobre y revenderlos. Como este procedimiento exige quemar plástico, el humo resultante contiene vapores tóxicos que, al inhalarse, son cancerígenos y teratógenos (causan malformaciones congénitas).
• El mayor problema de los residuos de módulos solares es probablemente su gran volumen. Dado que la luz solar es diluida y difusa, se necesitan grandes colectores para captar los rayos del sol y convertirlos en electricidad. Estas grandes superficies requieren muchas veces más materiales (vidrio, metales pesados y tierras raras) que otras fuentes de energía.
• Para convencer a las empresas de gestión de residuos de que reciclen más instalaciones solares, se vuelven a necesitar enormes cantidades de subvenciones.

Muchos consumidores no son conscientes de la toxicidad de los materiales que contienen algunos paneles ni de cómo se eliminan.

Minería del cobre: las mayores cantidades de residuos tóxicos

Cada módulo solar individual lleva consigo algo más de 1 kilogramo de cobre y unos 200 kilogramos de lodos mineros. Estos lodos, llamados relaves (tailings), se componen de mineral finamente molido y disuelto en ácidos fuertes, bases u otros disolventes. Este caldo contiene mucho arsénico, cadmio, mercurio, plomo y otros metales pesados. Incluso en los países industrializados, estos lodos mineros se almacenan por lo general en enormes balsas abiertas, y en parte se «eliminan» directamente en los ríos, en su mayoría en países lejanos.

Según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), un coche eléctrico contiene unos 53 kilogramos de cobre, más del doble que un vehículo con motor de combustión. En una instalación solar con una potencia de 1 megavatio hay 2,8 toneladas de cobre. Y para un aerogenerador terrestre medio, con una potencia supuesta de 3 megavatios, se necesitan unas 8,7 toneladas de cobre.

A escala mundial, la energía fotovoltaica genera unos 100 millones de toneladas de relaves de cobre al año. Como no son radiactivos, es decir, no se desintegran, seguirán siendo igual de tóxicos hasta el fin de los tiempos.

Un ejemplo de ello es Cerro de Pasco, en Perú, donde las fuentes de agua cercanas 3’200-veces más cadmio, 6.000 veces más hierro, 200 veces más manganeso y 197 veces más zinc que los valores límite legales nacionales. En el agua también se encuentran plomo, arsénico y mercurio. Estos contaminantes causan cáncer, daños renales, infertilidad y enfermedades neurológicas. El plomo ha perjudicado el desarrollo cerebral, las habilidades sociales y las capacidades lingüísticas y motrices de los niños. Las actividades mineras contaminan sus fuentes de agua y deterioran su calidad de vida.

En la abrumadora mayoría de las 45 minas de cobre que, juntas, concentran aproximadamente la mitad de la producción mundial, un estudio de la Agencia Federal de Medio Ambiente de Alemania constató un «elevado potencial de peligro». En particular, en los ámbitos de las «condiciones para la formación de aguas ácidas de mina», la «formación de metales pesados», el «uso de sustancias auxiliares» (disolventes tóxicos) y los «residuos mineros».

Que la extracción de cobre puede tener consecuencias devastadoras lo demuestra también el ejemplo de la mina Antapaccay, en Perú. Pertenece al gigante suizo de las materias primas Glencore. Informes de las autoridades peruanas revelaron recientemente una magnitud alarmante de la contaminación: en los suelos, en plantas y animales, en el aire y en el agua constataron niveles elevados de metales pesados y contaminantes. Muchas personas que viven en la región describen casos frecuentes de enfermedades graves, como cáncer, daños pulmonares o anemia.

A ello se suman el inmenso gasto energético para la extracción de las materias primas y la producción de las instalaciones fotovoltaicas, así como los múltiples transportes en las cadenas de suministro de las materias primas y los productos semielaborados a través de varios continentes.

La minería del cobre genera las mayores cantidades de residuos tóxicos de este planeta y figura con razón en la NZZ. Las tecnologías de la transición energética distan mucho de ser verdes.

Reciclaje: caro y apenas rentable

Los fabricantes reducen los costes de producción de los módulos solares disminuyendo el contenido de plata de sus módulos. Aunque la plata representa solo una pequeña fracción de la masa de un módulo solar, aporta aproximadamente el 47 por ciento de su valor bei, lo que reduce el incentivo de los recicladores para reciclar un módulo. La plata vale considerablemente más que otros componentes reutilizables como el aluminio, el cobre, el silicio y el vidrio. Los fabricantes pueden reducir el contenido de plata sustituyéndola, mediante tecnologías de inyección de tinta y serigrafía, por una combinación de cobre, níquel y aluminio. Además, apuestan por técnicas de fabricación más inteligentes, con las que se determina con mayor precisión la cantidad mínima necesaria de plata. La disminución del contenido de plata dificulta el reciclaje desde el punto de vista del valor, ya que se puede recuperar menos plata de los módulos.

Las células solares, cuya vida útil es de entre 20 y 30 años, van perdiendo productividad con el tiempo. La Agencia Internacional de Energías Renovables estimaba ya que a finales de 2016 se generaron en todo el mundo unas 250.000 toneladas de residuos de módulos solares, y que esta cifra seguirá aumentando de forma masiva. Los módulos solares pueden contener, en particular, plomo o cadmio y otras sustancias químicas tóxicas que no pueden eliminarse sin desmontar por completo el módulo.

Crisis mundial de residuos: de Europa a Asia

En Europa, los fabricantes de módulos solares están obligados a recoger y eliminar los residuos solares al final de su vida útil. Sin embargo, la mayoría de los módulos se producen en China y se importan. Los módulos solares chinos tienen un balance medioambiental.

En Suiza se aplica a las instalaciones solares la tasa anticipada de reciclaje, y los residuos especiales se reciclan después en Francia o Alemania. Según la Deutsche Umwelthilfe, solo en Alemania habrá unos un millón de toneladas de residuos solares de aquí a 2030. A pesar de esta ley, la tasa de reciclaje de los módulos fotovoltaicos en la UE no es mejor que en Estados Unidos: ronda el 10 %.

El aluminio de los marcos y el cobre de los cables se reciclan en Alemania. El vidrio se mezcla con otros componentes, pero solo se transforma en lana de vidrio, que posteriormente no vuelve a ser reciclable. Esto se debe, sobre todo, a que el vidrio de los paneles es de una calidad relativamente baja. No puede utilizarse en aplicaciones que requieren vidrio de alta calidad, como la producción de nuevos módulos solares.

Según el Gobierno británico, también en el Reino Unido hay decenas de millones de módulos solares. Pero falta la infraestructura específica para desguazarlos y reciclarlos.

Australia es uno de los países con mayor uso de energía solar en los tejados de las viviendas del mundo. Actualmente, casi todos los módulos solares defectuosos o caducados acaban en vertederos.

En noviembre de 2016, el Ministerio de Medio Ambiente de Japón emitió una advertencia: la cantidad de residuos de paneles solares que se generan cada año en el país probablemente aumentará de 10’000 a 800’000 toneladas de aquí a 2040, y Japón no tiene ningún plan para su eliminación segura. Según un informe publicado, Toshiba Environmental Solutions tardaría 19 años en reciclar todos los residuos solares que Japón había producido hasta 2020. Para 2034, el volumen anual de residuos será de 70 a 80 veces superior al de 2020.

China tiene más centrales solares que cualquier otro país, explota aproximadamente el doble de paneles solares que Estados Unidos y tampoco dispone de un plan integral ni sostenible para la eliminación de los paneles viejos. Los expertos chinos y japoneses coinciden: si una planta de reciclaje ejecuta cada paso exactamente según la normativa, sus productos pueden acabar siendo más caros que las materias primas nuevas.

No solo en la mayoría de los estados de EE. UU. se clasifican los paneles solares como mercancía peligrosa. La mayor parte de los paneles se basan en silicio cristalino; los paneles más antiguos, sobre todo, pueden contener plomo. Las células solares de capa fina contienen cadmio y selenio.

No se recomienda eliminar los módulos solares en vertederos convencionales, ya que los módulos pueden romperse y sustancias tóxicas pueden filtrarse al suelo, lo que puede provocar, entre otros, problemas con el agua potable. Los módulos solares pueden reciclarse, pero el coste del reciclaje suele ser superior al valor económico del material recuperado. Los módulos solares usados también se venden a países en desarrollo, que desean adquirirlos a bajo precio pese a su menor capacidad de generar energía.

El reciclaje de paneles solares apenas compensa, o no compensa en absoluto, afirma AJ Orben, vicepresidente de la empresa «We Recycle Solar», con sede en Arizona. De cada panel se podrían recuperar materias primas por valor de entre dos y cuatro dólares, y lo que más cuesta es la mano de obra. El National Renewable Energy Lab de Estados Unidos estima, según el diario «LA Times», que reciclar un panel cuesta de 20 a 30 dólares, mientras que llevarlo a un vertedero cuesta de uno a dos dólares.

Hay empresas que se presentan como «recicladoras de módulos solares» pero que, en lugar de reciclarlos, venden los módulos en mercados secundarios de países con sistemas de gestión de residuos menos desarrollados, como Ghana, Nigeria, Vietnam, Bangladés, Pakistán e India, los principales destinos de la chatarra electrónica.

Trifluoruro de nitrógeno y contaminación del suelo

Otro problema: Según los datos, la fabricación de módulos solares aumenta las emisiones de trifluoruro de nitrógeno (NF3) de forma considerable; como gas de efecto invernadero, este actúa 19’700 veces más que el dióxido de carbono en un periodo de 100 años. Un kilogramo de trifluoruro de nitrógeno calienta, por tanto, el clima 19’700 veces más que un kilogramo de dióxido de carbono. Las emisiones de NF3 se han multiplicado por mil en los últimos 25 años. En comparación, las emisiones de dióxido de carbono de Estados Unidos aumentaron en ese mismo periodo en torno a un 5 %.

Mientras que las centrales nucleares pueden funcionar sin problemas durante 50 o 60 años, los módulos solares tienen una vida útil más corta (de 20 a 30 años), de modo que su eliminación se convertirá también en un enorme problema en las próximas décadas. Mientras que los residuos nucleares se almacenan en barriles pesados y se vigilan periódicamente, se ha hecho muy poco en cuanto a la eliminación de los residuos solares. Fuera de Europa, los residuos solares acaban en su mayoría en el gran flujo de chatarra electrónica.

Los materiales y productos químicos peligrosos que ya se generan durante la construcción de las instalaciones, como el plomo, el arsénico, el mercurio o el cadmio, no se pueden reciclar y dañan el medio ambiente de forma duradera.

Dado que los paneles solares son objetos artificiales, tienen efectos sobre el ciclo natural. Miles de millones de paneles solares se calientan de forma increíble y alcanzan con facilidad los 80 grados; el calor que se libera a gran escala en el entorno es enorme. Si se piensa además en las gigantescas instalaciones previstas en la alta montaña, es decir, cerca de glaciares, todas ellas contribuirán a hacer desaparecer también las últimas reservas de hielo.

Las superficies oscuras de los módulos solares absorben la mayor parte de la luz y del calor que les llega. Sin embargo, solo alrededor del 15 % de la energía entrante se transforma en electricidad. El resto se libera al entorno en forma de calor. Algunos módulos solares pueden quemar insectos y las plumas de las aves que pasan volando.

Una vez que se han instalado placas solares en un campo, la probabilidad de que vuelva a convertirse en tierra de cultivo no es alta, ya que puede quedar altamente contaminado por la infraestructura y los paneles. La infraestructura que se hunde en el suelo para sostener los paneles, el hormigón y el metal galvanizado sobre el que se asientan estas cosas, hace que el zinc se filtre en el terreno. El metal galvanizado bajo la superficie puede provocar valores elevados de zinc en las muestras de suelo. El zinc puede ser un micronutriente esencial, pero cuando se filtra demasiado en el suelo, no hay forma de volver a sacarlo.

Conclusión: no tan verde como se pensaba

La energía solar fotovoltaica no es tan respetuosa con el medio ambiente ni tan sostenible como muchos creen. Además de ser una fuente de energía intermitente y más cara que las tecnologías convencionales, existen graves problemas de gestión de residuos que pocos países están abordando. Nueve de cada diez paneles se desechan sin ningún cuidado, según estima la Agencia Internacional de Energías Renovables (Irena).

Además, la fabricación de paneles solares es la que más materiales y recursos consume, como cemento, vidrio, plástico, combustible, acero, aluminio, cobre, productos químicos y otros. Más que la energía hidroeléctrica, los aerogeneradores, la geotermia o las centrales nucleares (en este orden).

¿Qué es más respetuoso con el medio ambiente y el clima: la energía solar o la nuclear? Por supuesto, la solar, dirán la mayoría. Es un error, al menos si se tienen en cuenta también las emisiones de CO₂. En este aspecto, las centrales nucleares salen mejor paradas.

Con el estado actual de la tecnología, los paneles solares, incluidas sus extensiones tóxicas como los inversores, los sistemas de almacenamiento, etc., hacen un papel lamentable no solo desde el punto de vista económico y ecológico. La energía solar no es más que otra forma de especulación que devora montones de terreno.

Las instalaciones solares de la magnitud necesaria para abastecer las redes eléctricas son gigantescas y transforman paisajes idílicos en paisajes industriales de metal y cristal rodeados de vallas de seguridad. Estas extensas instalaciones pueden alterarlo todo, desde la radiación solar hasta las temperaturas superficiales, con efectos enormes e inesperados sobre las plantas, los animales y las personas, y pueden cambiar profundamente una región.

Los terrenos de las instalaciones fotovoltaicas se vallan por motivos de seguro (protección contra el vandalismo y el robo o para la ganadería). De este modo surgen nuevas barreras en el paisaje abierto, que también limitan el hábitat de los animales salvajes.

Los bosques y sus lindes son hábitats imprescindibles para los animales salvajes en nuestro paisaje cultural, ya de por sí intensamente explotado. Por razones de conservación de las especies y de la naturaleza, y para no obstaculizar las migraciones ni el intercambio genético entre individuos, deben mantenerse libres de instalaciones solares sin excepciones, exige la IG Wild beim Wild.

El Gobierno francés planea construir un total de 14 nuevas centrales nucleares de nueva generación hasta 2050, algunas de ellas cerca de la frontera suiza. En Finlandia se encuentra el reactor EPR más potente de Europa. Esta también puede ser una versión sostenible de la transición energética: más potencia con mayor seguridad y menos deterioro del paisaje. Lo más importante para los Verdes de Finlandia es «detener la crisis climática», y para ello «no podemos renunciar del todo a la energía nuclear». La energía nuclear suministra electricidad de forma constante, también en invierno. Si, por ejemplo, Suiza tuviera para 2050 dos nuevos reactores EPR del tamaño de Leibstadt, podría cubrir en gran medida su propia demanda. Las centrales coartada, que desfiguran paisajes naturales únicos y torpedean aún más la protección de las especies, serían innecesarias.

Para Suiza bastan dos nuevas centrales nucleares grandes. La investigadora nuclear Annalisa Manera habla sobre la construcción de centrales nucleares, los microrreactores y lo que habría que cambiar en Suiza.

Una empresa suiza desarrolla una central nuclear que funciona sin uranio y elimina los residuos de los reactores antiguos. Maurice Bourquin, antiguo rector de la Universidad de Ginebra y expresidente del Consejo del CERN, exige que el Consejo Federal examine el proyecto a pesar de la prohibición de las centrales nucleares.

Según los expertos, con instalaciones solares montadas en edificios y tejados se podrían generar al año unos 67 teravatios hora de electricidad. Eso superaría el consumo anual actual de electricidad de Suiza, de casi 60 teravatios hora.