Rifiuti dei moduli solari: il problema dello smaltimento

Negli ultimi anni è cresciuta la preoccupazione per ciò che accade ai moduli solari al termine della loro vita utile.

Preoccupanti sono, ad esempio, le seguenti affermazioni:

• Il problema dei moduli solari esploderà con tutta la sua forza tra due o tre decenni, inquinando massicciamente l'ambiente anche dopo la produzione di questi moduli, trattandosi di un'enorme quantità di rifiuti difficilmente riciclabili.
• Le celle solari producono per unità di energia 300 volte più rifiuti tossici rispetto alle centrali nucleari. Se le centrali solari e nucleari producessero la stessa quantità di elettricità nei prossimi 25 anni e i rifiuti fossero accatastati su un campo da calcio, i rifiuti nucleari raggiungerebbero l'altezza di una Torre Pendente di Pisa (53 metri), mentre i rifiuti solari raggiungerebbero l'altezza di diversi Monte Everest (8’848 metri).
• Contrariamente alle ipotesi precedenti sostanze inquinanti come il piombo o il cadmio cancerogeno possono essere quasi completamente disciolte dai frammenti di moduli solari dall'acqua piovana nell'arco di diversi mesi. È stato inoltre riscontrato che persino l'acqua piovana riesce a estrarre il cadmio da un pannello solare integro.
• In paesi come Cina, India e Ghana, le persone che vivono in prossimità di discariche di rifiuti elettronici bruciano spesso i rifiuti per recuperare i preziosi fili di rame da rivendere. Poiché questo processo richiede la combustione di plastica, il fumo che ne deriva contiene vapori tossici che, se inalati, sono cancerogeni e teratogeni (causa di malformazioni congenite).
• Il problema più grave dei rifiuti dei moduli solari è probabilmente la loro enorme quantità. Poiché la luce solare è diluita e diffusa, sono necessari grandi collettori per catturare i raggi solari e convertirli in elettricità. Queste grandi superfici richiedono un quantitativo di materiali (vetro, metalli pesanti e terre rare) molte volte superiore rispetto ad altre fonti energetiche.
• Per convincere i riciclatori a trattare un maggior numero di impianti fotovoltaici, sono necessari nuovamente ingenti sussidi.

Molti consumatori non sono consapevoli della tossicità dei materiali contenuti in alcuni pannelli né delle modalità di smaltimento degli stessi.

Estrazione del rame: le maggiori quantità di rifiuti tossici

A un singolo modulo solare corrispondono circa 1 chilogrammo di rame e circa 200 chilogrammi di fanghi minerari. Questi fanghi, denominati sterili di lavorazione (tailings), sono composti da minerale finemente macinato, disciolto in acidi forti, basi o altri solventi. Questa miscela contiene elevate quantità di arsenico, cadmio, mercurio, piombo e altri metalli pesanti. Tali fanghi minerari vengono per lo più stoccati in enormi bacini di decantazione a cielo aperto anche nei paesi industrializzati, e in parte vengono "smaltiti" direttamente nei fiumi — per lo più in paesi lontani.

Secondo i dati dell'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE), un'auto elettrica contiene circa 53 chilogrammi di rame — più del doppio rispetto a un veicolo con motore a combustione interna. In un impianto solare da 1 megawatt sono installati 2,8 tonnellate di rame. E per una turbina eolica terrestre di dimensioni medie con una potenza ipotizzata di 3 megawatt occorrono circa 8,7 tonnellate di rame.

A livello mondiale, il fotovoltaico genera circa 100 milioni di tonnellate di sterili di rame — all'anno. Non essendo radioattivi, ovvero non decadendo, rimangono tossici in modo permanente.

Un esempio emblematico è Cerro de Pasco, in Perù, dove le fonti d'acqua nelle vicinanze3’200-volte più cadmio, 6’000 volte più ferro, 200 volte più manganese e 197 volte più zinco rispetto ai limiti legali nazionali. Nell'acqua sono presenti anche piombo, arsenico e mercurio. Questi agenti inquinanti causano cancro, danni renali, infertilità e malattie neurologiche. Il piombo ha compromesso lo sviluppo cerebrale, le capacità sociali nonché le abilità linguistiche e motorie dei bambini. Le attività estrattive inquinano le loro fonti d'acqua e gravano sulla loro qualità della vita.

Dalla schiacciante maggioranza delle 45 miniere di rame che insieme rappresentano circa la metà della produzione globale, un'indagine dell'Agenzia Federale Tedesca per l'Ambiente ha rilevato un «elevato potenziale di rischio». In particolare nelle aree «condizioni per la formazione di acque acide di miniera», «formazione di metalli pesanti», «impiego di sostanze ausiliarie» (solventi tossici) e «rifiuti minerari».

Che l'estrazione del rame possa avere conseguenze devastanti lo dimostra anche l'esempio della miniera Antapaccay in Perù. È di proprietà del gigante svizzero delle materie prime Glencore. Rapporti delle autorità peruviane hanno recentemente rivelato un'allarmante entità dell'inquinamento: nei suoli, nelle piante e negli animali, nell'aria e nell'acqua sono stati rilevati valori elevati di metalli pesanti e sostanze inquinanti. Molte persone che vivono nella regione descrivono frequenti gravi casi di malattia come cancro, danni polmonari o anemia.

A ciò si aggiunge l'enorme dispendio energetico per l'estrazione delle materie prime e la produzione degli impianti fotovoltaici, nonché i molteplici trasporti nelle catene di approvvigionamento delle materie prime e dei semilavorati attraverso diversi continenti.

L'estrazione del rame produce le maggiori quantità di rifiuti tossici su questo pianeta, come giustamente riportato nella NZZ. Le tecnologie della transizione energetica sono tutt'altro che verdi.

Riciclaggio: costoso e difficilmente redditizio

I produttori riducono i costi di produzione dei moduli solari diminuendo il contenuto di argento nei loro moduli. Sebbene l'argento costituisca solo una piccola frazione della massa di un modulo solare, contribuisce per circa il 47 percento al suo valore, il che riduce l'incentivo per i riciclatori a riciclare un modulo. L'argento vale considerevolmente di più rispetto ad altri componenti riciclabili come alluminio, rame, silicio e vetro. I produttori possono ridurre il contenuto di argento sostituendolo, mediante tecnologie di stampa a getto d'inchiostro e serigrafia, con una combinazione di rame, nichel e alluminio. Inoltre ricorrono a tecniche di produzione più intelligenti, con cui la quantità minima necessaria di argento viene definita con maggiore precisione. Il calo del contenuto di argento rende il riciclaggio più difficile dal punto di vista del valore, poiché dai moduli si può recuperare meno argento.

Le celle solari, la cui durata è di 20-30 anni, perdono produttività nel tempo. L'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili aveva già stimato che alla fine del 2016 nel mondo si erano accumulati circa 250’000 tonnellate di rifiuti di moduli solari e che questo numero aumenterà sicuramente in modo massiccio. I moduli solari possono contenere in particolare piombo o cadmio e altre sostanze chimiche tossiche che non possono essere rimosse senza smontare l'intero modulo.

Crisi globale dello smaltimento: dall'Europa all'Asia

In Europa, i produttori di moduli solari sono obbligati a raccogliere e smaltire i rifiuti solari al termine del loro ciclo di vita. La maggior parte dei moduli viene tuttavia prodotta in Cina e importata. I moduli solari cinesi hanno un devastantebilancio ambientale.

In Svizzera, sugli impianti solari viene riscossa la tassa anticipata di riciclaggio; i rifiuti speciali vengono poi riciclati in Francia o in Germania. Entro il 2030, secondo la Deutsche Umwelthilfe, solo in Germania si prevede circa un milione di tonnellate di rifiuti solari. Nonostante questa normativa, laquota di riciclaggioper i moduli fotovoltaici nell'UE non è migliore che negli Stati Uniti – si attesta intorno al 10%.

L'alluminio delle cornici e il rame dei cavi vengono riciclati in Germania. Il vetro viene miscelato con altri componenti, ma viene trasformato solo in lana di vetro, che successivamente non è ulteriormente riciclabile. Ciò avviene perché il vetro proveniente dai pannelli è di qualità relativamente scarsa. Non può essere impiegato in applicazioni che richiedono vetro di alta qualità, come nella produzione di nuovi moduli solari.

Secondo il governo britannico, anche nel Regno Unito esistono decine di milioni di moduli solari. Manca tuttavia l'infrastruttura specifica per smaltirli e riciclarli.

L'Australia è uno dei paesi con il più alto utilizzo al mondo di energia solare sui tetti delle abitazioni. Attualmente, quasi tutti i moduli solari difettosi o giunti a fine vita finiscono nelle discariche.

Nel novembre 2016, il Ministero dell'Ambiente giapponese ha emesso un avviso secondo cui la quantità di rifiuti da pannelli solari prodotta annualmente in Giappone potrebbe aumentare da 10’000 a 800’000 tonnellate entro il 2040, e il paese non dispone di un piano per uno smaltimento sicuro. Secondo un rapporto pubblicato, ci vorrebbero 19 anni affinché Toshiba Environmental Solutions possa riciclare l'intero volume di rifiuti solari prodotti dal Giappone fino al 2020. Entro il 2034, il volume annuo di rifiuti sarà da 70 a 80 volte superiore rispetto al 2020.

La Cina dispone di più centrali solari di qualsiasi altro paese, gestisce circa il doppio dei pannelli solari degli Stati Uniti e non ha nemmeno un piano completo o sostenibile per lo smaltimento dei vecchi pannelli. Gli esperti cinesi e giapponesi concordano: se un impianto di riciclaggio esegue ogni fase scrupolosamente secondo le norme, i suoi prodotti possono risultare alla fine più costosi delle materie prime nuove.

Non solo nella maggior parte degli stati degli USA i pannelli solari sono classificati come materiali pericolosi. La maggior parte dei pannelli è basata su silicio cristallino; i pannelli più datati possono contenere piombo. Le celle solari a film sottile contengono cadmio e selenio.

Lo smaltimento dei moduli solari nelle normali discariche non è raccomandato, poiché i moduli possono rompersi e sostanze tossiche possono penetrare nel suolo, causando tra l'altro problemi con l'acqua potabile. I moduli solari possono essere riciclati, ma i costi del riciclaggio sono generalmente superiori al valore economico del materiale recuperato. I moduli solari usati vengono anche venduti a paesi in via di sviluppo, che desiderano acquistarli a un prezzo conveniente nonostante la loro ridotta capacità di produrre energia.

Il riciclaggio dei pannelli solari è poco o per nulla conveniente, afferma AJ Orben, vicepresidente dell'azienda «We Recycle Solar», con sede in Arizona. Da ogni pannello è possibile recuperare materie prime per circa due o quattro dollari, con il costo maggiore rappresentato dalla manodopera. Il National Renewable Energy Lab in America stima, secondo la «LA Times», che riciclare un pannello costa da 20 a 30 dollari, mentre portarlo in una discarica ne costa da uno a due.

Esistono aziende che si spacciano per «riciclatori di moduli solari», ma che invece vendono i moduli sui mercati secondari in paesi con sistemi di smaltimento dei rifiuti meno sviluppati, come Ghana, Nigeria, Vietnam, Bangladesh, Pakistan e India, che rappresentano le principali destinazioni per i rifiuti elettronici.

Trifluoruro di azoto e contaminazione del suolo

Un ulteriore problema: Secondo i dati, la produzione di moduli solari aumenta considerevolmente le emissioni di trifluoruro di azoto (NF3), che come gas serra agisce nell'arco di 100 anni 19’700 volte più potentemente del biossido di carbonio. Un chilogrammo di trifluoruro di azoto riscalda dunque il clima 19’700 volte di più rispetto a un chilogrammo di biossido di carbonio. Le emissioni di NF3 sono aumentate di migliaia di volte negli ultimi 25 anni. In confronto, le emissioni di biossido di carbonio degli USA nello stesso periodo sono aumentate di circa il 5%.

Mentre le centrali nucleari possono funzionare tranquillamente per 50 o 60 anni, i pannelli solari hanno una durata di vita più breve (da 20 a 30 anni), per cui anche il loro smaltimento diventerà un problema enorme nei prossimi decenni. Mentre i rifiuti nucleari vengono conservati in fusti pesanti e monitorati regolarmente, è stato fatto molto poco per lo smaltimento dei rifiuti solari. Al di fuori dell'Europa, i rifiuti solari finiscono per lo più in un grande flusso di rifiuti elettronici.

I materiali e le sostanze chimiche pericolose che si producono già durante la costruzione degli impianti, come piombo, arsenico, mercurio o cadmio, non sono riciclabili e danneggiano l'ambiente in modo duraturo.

Poiché i pannelli solari sono oggetti artificiali, hanno effetti sul ciclo naturale. Miliardi di pannelli solari si surriscaldano in modo incredibile, raggiungendo facilmente gli 80 gradi; il calore rilasciato su larga scala nell'ambiente è massiccio. Se si pensa anche ai grandi impianti pianificati nelle zone alpine d'alta quota, cioè nelle vicinanze dei ghiacciai, tutti contribuiranno a far scomparire anche le ultime riserve di ghiaccio.

Le superfici scure dei moduli solari assorbono la maggior parte della luce e del calore che li raggiunge. Tuttavia, solo circa il 15% dell'energia in entrata viene convertita in elettricità. Il resto viene ceduto all'ambiente sotto forma di calore. Alcuni moduli solari possono bruciare gli insetti e le piume degli uccelli che vi volano accanto.

Una volta installate le celle solari su un campo, la probabilità che esso torni a essere terreno agricolo non è elevata, poiché può risultare altamente contaminato dall'infrastruttura e dai pannelli. L'infrastruttura inserita nel terreno per sostenere i pannelli, il calcestruzzo e il metallo zincato su cui poggiano questi elementi, fa filtrare zinco nel suolo. Il metallo zincato sotto la superficie può portare a valori elevati di zinco nei campioni di terreno. Lo zinco può essere un micronutriente essenziale, ma quando ne penetra troppo nel suolo non esiste alcun modo per estrarlo nuovamente.

Conclusione: Non così ecologico come si pensava

L'energia solare fotovoltaica non è così ecologica o sostenibile come molti credono. Oltre ad essere una fonte di energia intermittente e più costosa delle tecnologie tradizionali, esistono gravi problemi di smaltimento dei rifiuti che solo pochi paesi affrontano. Nove pannelli su dieci vengono gettati via senza alcuna cura, stima l'Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (Irena).

La produzione di pannelli solari consuma inoltre la maggior quantità di materiali e risorse come cemento, vetro, plastica, carburante, acciaio, alluminio, rame, sostanze chimiche e altro. Più dell'idroelettrico, delle turbine eoliche, della geotermia o delle centrali nucleari (in quest'ordine).

Cosa è più rispettoso dell'ambiente e del clima: l'energia solare o quella nucleare? Naturalmente il sole, diranno la maggior parte delle persone. È sbagliato – almeno se si considera anche le emissioni di CO₂. In questo caso le centrali nucleari ottengono risultati migliori.

I pannelli solari, inclusi i loro componenti tossici come inverter, accumulatori ecc., non solo fanno una figura miserevole dal punto di vista economico ed ecologico allo stato attuale della tecnologia. L'energia solare non è altro che un'ulteriore forma di speculazione che divora enormi quantità di territorio.

Gli impianti solari nelle dimensioni necessarie per alimentare le reti elettriche sono imponenti e trasformano paesaggi idilliaci in paesaggi industriali di metallo e vetro circondati da recinzioni di sicurezza. Questi vasti impianti possono modificare tutto, dall'irraggiamento solare alle temperature superficiali, con enormi e inaspettate ripercussioni su piante, animali ed esseri umani, potendo alterare profondamente un'intera regione.

I terreni degli impianti fotovoltaici vengono recintati per motivi assicurativi (protezione da atti vandalici/furti o per la gestione del bestiame). Si vengono così a creare nuove barriere nel paesaggio aperto, che limitano anche ilhabitat della fauna selvatica .

Le foreste e i margini boschivi sono habitat indispensabili per la fauna selvatica nel nostro paesaggio culturale già intensamente sfruttato. Devono essere tenuti liberi dagli impianti solari senza alcuna eccezione, per ragioni di protezione delle specie e della natura, al fine di non ostacolare le migrazioni e lo scambio genetico tra individui, chiede la IG Wild beim Wild.

Il governo francese prevede la costruzione di 14 nuovi reattori nucleari di nuova generazione entro il 2050, alcuni dei quali vicino al confine svizzero. In Finlandia si trova il reattore EPR più potente d'Europa. Questa può essere anche una versione sostenibile della transizione energetica: più potenza, maggiore sicurezza e minore deturpazione del paesaggio. La cosa più importante per i Verdi in Finlandia è «fermare la crisi climatica», e a tal fine «non possiamo rinunciare del tutto all'energia nucleare». L'energia nucleare fornisce elettricità in modo costante, anche in inverno. Se, ad esempio, entro il 2050 la Svizzera disponesse di due nuovi reattori EPR delle dimensioni di Leibstadt, potrebbe soddisfare in gran parte il proprio fabbisogno autonomamente. Le centrali di facciata che deturpano paesaggi naturali unici e compromettono ulteriormente la tutela delle specie diventerebbero superflue.

Per la Svizzera bastano due nuove grandi centrali nucleari. La ricercatrice nucleare Annalisa Manera sulla costruzione di centrali nucleari, sui microreattori e su cosa dovrebbe cambiare in Svizzera.

Un'azienda svizzera sviluppa una centrale nucleare che funziona senza uranio e distrugge i rifiuti dei vecchi reattori. Maurice Bourquin, ex rettore dell'Università di Ginevra ed ex presidente del Consiglio del CERN, chiede: il Consiglio federale deve esaminare il progetto nonostante il divieto di centrali nucleari.

Secondo gli esperti con impianti fotovoltaici installati sugli edifici e sui tetti si potrebbero produrre circa 67 terawattora di elettricità all'anno. Ciò supererebbe l'attuale consumo annuo di elettricità della Svizzera, di circa 60 terawattora.