Deșeurile provenite din panourile solare: problema eliminării

În ultimii ani, îngrijorarea cu privire la ce se întâmplă cu panourile solare la sfârșitul duratei lor de viață a crescut.

Sunt îngrijorătoare, de exemplu, următoarele afirmații:

• Problema panourilor solare va exploda cu toată forța peste două sau trei decenii și va polua din nou masiv mediul, după producția acestor panouri, deoarece este vorba despre o cantitate uriașă de deșeuri care nu sunt ușor de reciclat.
• Celulele solare generează de 300 de ori mai multe deșeuri toxice pe unitate de energie decât centralele nucleare. Dacă centralele solare și cele nucleare ar produce aceeași cantitate de electricitate în următorii 25 de ani, iar deșeurile ar fi stivuite pe un teren de fotbal, deșeurile nucleare ar ajunge la înălțimea Turnului din Pisa (53 de metri), în timp ce deșeurile solare ar atinge înălțimea câtorva Everesturi (8.848 de metri).
• Contrar presupunerilor de până acum, substanțe nocive precum plumbul sau cadmiul cancerigen pot fi spălate aproape complet din fragmentele panourilor solare de către apa de ploaie, pe parcursul mai multor luni. De asemenea, s-a constatat că apa de ploaie spală cadmiul chiar și dintr-un panou solar intact.
• În țări precum China, India și Ghana, oamenii care locuiesc în apropierea depozitelor de deșeuri electronice ard adesea deșeurile pentru a recupera firele de cupru valoroase în vederea revânzării. Deoarece în acest procedeu trebuie arse materiale plastice, fumul rezultat conține vapori toxici care, prin inhalare, sunt cancerigeni și teratogeni (provoacă malformații congenitale).
• Cea mai mare problemă a deșeurilor provenite de la panourile solare este probabil cantitatea uriașă. Deoarece lumina soarelui este diluată și difuză, sunt necesare colectoare de mari dimensiuni pentru a capta razele solare și a le transforma în electricitate. Aceste suprafețe mari necesită de multe ori mai multe materiale (sticlă, metale grele și pământuri rare) decât alte surse de energie.
• Pentru a-i convinge pe operatorii de reciclare să recicleze mai multe instalații solare, sunt din nou necesare subvenții enorme.

Mulți consumatori nu sunt conștienți de toxicitatea materialelor conținute în unele panouri și de modul în care acestea sunt eliminate.

Mineritul de cupru: cele mai mari cantități de deșeuri toxice

Unui singur panou solar îi revin bine de 1 kilogram de cupru – și aproximativ 200 de kilograme de nămol minier. Acest nămol, numit tailings (steril de flotație), constă din minereu măcinat fin, dizolvat în acizi puternici, baze sau alți solvenți. Această zeamă conține mult arsen, cadmiu, mercur, plumb și alte metale grele. Chiar și în țările industrializate, acest nămol minier este depozitat de obicei în bazine deschise uriașe, iar uneori este chiar „eliminat" direct în râuri – în majoritatea cazurilor în țări îndepărtate.

Potrivit cifrelor Agenției Internaționale pentru Energie (AIE), o mașină electrică conține aproximativ 53 de kilograme de cupru – mai mult decât dublul unei mașini cu motor cu ardere internă. Într-o instalație solară cu o putere de 1 megawatt sunt încorporate 2,8 tone de cupru. Iar pentru o turbină eoliană terestră obișnuită, cu o putere presupusă de 3 megawați, sunt necesare aproximativ 8,7 tone de cupru.

La nivel mondial, energia fotovoltaică generează aproximativ 100 de milioane de tone de steril de cupru (tailings) – pe an. Deoarece nu sunt radioactive, adică nu se degradează, ele rămân toxice, neschimbate, până la sfârșitul timpurilor.

Un exemplu în acest sens este Cerro de Pasco din Peru, unde sursele de apă din apropiere 3’200-ori mai mult cadmiu, de 6’000 de ori mai mult fier, de 200 de ori mai mult mangan și de 197 de ori mai mult zinc decât limitele legale naționale. În apă se găsesc și plumb, arsenic și mercur. Aceste substanțe nocive provoacă cancer, afecțiuni renale, infertilitate și boli neurologice. Plumbul a afectat dezvoltarea creierului, abilitățile sociale, precum și capacitățile de vorbire și motricitate ale copiilor. Activitățile miniere le poluează sursele de apă și le afectează calitatea vieții.

În cazul marii majorități a celor 45 de mine de cupru, care la un loc însumează aproximativ jumătate din producția globală, o investigație a Agenției Federale Germane pentru Mediu a constatat un «potențial ridicat de periclitare». În special în domeniile «condiții pentru apele acide din mine», «formarea metalelor grele», «utilizarea substanțelor auxiliare» (solvenți toxici) și «deșeuri miniere».

Faptul că extracția cuprului poate avea consecințe devastatoare este demonstrat și de exemplul minei Antapaccay din Peru. Aceasta aparține gigantului elvețian al materiilor prime Glencore. Rapoartele autorităților peruviene au arătat recent o amploare alarmantă a poluării: în soluri, în plante și animale, în aer și în apă au fost constatate valori ridicate de metale grele și substanțe nocive. Mulți oameni care trăiesc în regiune descriu cazuri frecvente de boli grave, precum cancer, leziuni pulmonare sau anemie.

La acestea se adaugă consumul imens de energie pentru extracția materiilor prime și producția instalațiilor fotovoltaice, precum și transporturile multiple din lanțurile de aprovizionare ale materiilor prime și semifabricatelor, pe mai multe continente.

Mineritul de cupru generează cele mai mari cantități de deșeuri toxice de pe această planetă, se află pe bună dreptate în NZZ. Tehnologiile tranziției energetice sunt departe de a fi verzi.

Reciclarea: costisitoare și aproape nerentabilă

Producătorii reduc costurile de producție a modulelor solare prin scăderea conținutului de argint din module. Deși argintul reprezintă doar o mică fracțiune din masa unui modul solar, el contribuie cu aproximativ 47 la sută din valoarea acestuia bei, ceea ce reduce stimulentul reciclatorilor de a recicla un modul. Argintul valorează considerabil mai mult decât alte componente reutilizabile, precum aluminiul, cuprul, siliciul și sticla. Producătorii pot reduce conținutul de argint înlocuindu-l, cu ajutorul tehnologiilor de imprimare cu jet de cerneală și serigrafie, cu o combinație de cupru, nichel și aluminiu. În plus, ei apelează la tehnici de fabricație mai inteligente, prin care cantitatea minimă necesară de argint este stabilită cu mai multă precizie. Scăderea conținutului de argint face reciclarea mai dificilă din punct de vedere al valorii, deoarece din module se poate recupera mai puțin argint.

Celulele solare, a căror durată de viață este de 20 până la 30 de ani, își pierd productivitatea în timp. Agenția Internațională pentru Energie Regenerabilă estima deja că la sfârșitul anului 2016 se aflau la nivel mondial aproximativ 250.000 de tone de deșeuri de panouri solare, iar această cifră va crește cu siguranță masiv. Modulele solare pot conține în special plumb sau cadmiu și alte substanțe chimice toxice care nu pot fi îndepărtate fără a dezmembra întregul modul.

Criza globală a eliminării deșeurilor: din Europa până în Asia

În Europa, producătorii de module solare sunt obligați să colecteze și să elimine deșeurile solare la sfârșitul duratei lor de utilizare. Cele mai multe module sunt însă produse în China și importate. Modulele solare chinezești au un devastator bilanț de mediu.

În Elveția, pentru instalațiile solare se percepe taxa anticipată de reciclare, iar deșeurile speciale sunt apoi reciclate în Franța sau în Germania. Potrivit organizației Deutsche Umwelthilfe, până în 2030 ar urma să existe numai în Germania aproximativ un milion de tone de deșeuri solare. În ciuda acestei legi, rata de reciclare a modulelor fotovoltaice din UE nu este mai bună decât în SUA – ea se situează la aproximativ 10 %.

Aluminiul din rame și cuprul din cabluri sunt reciclate în Germania. Sticla este amestecată cu alte componente, dar este prelucrată doar în vată de sticlă, care ulterior nu mai poate fi reciclată. Aceasta, deoarece mai ales sticla din panouri este de calitate relativ scăzută. Ea nu poate fi folosită în aplicații care necesită sticlă de înaltă calitate, cum ar fi producția de noi module solare.

Potrivit guvernului britanic, și în Marea Britanie există zeci de milioane de module solare. Însă lipsește infrastructura specială pentru a le casa și recicla.

Australia este una dintre țările cu cea mai mare utilizare a energiei solare pe acoperișurile locuințelor din lume. În prezent, aproape toate modulele solare defecte sau expirate ajung la gropile de gunoi.

În noiembrie 2016, Ministerul Mediului din Japonia a emis un avertisment potrivit căruia cantitatea de deșeuri de panouri solare produse anual în Japonia va crește probabil de la 10’000 la 800’000 de tone până în 2040, iar țara nu are niciun plan pentru eliminarea lor în siguranță. Potrivit unui raport publicat, ar dura 19 ani până când Toshiba Environmental Solutions ar putea recicla toate deșeurile solare produse de Japonia până în 2020. Până în 2034, volumul anual de deșeuri va fi de 70 până la 80 de ori mai mare decât în 2020.

China are mai multe centrale solare decât oricare altă țară, operează de aproximativ două ori mai multe panouri solare decât Statele Unite și nici ea nu are un plan cuprinzător sau durabil pentru eliminarea panourilor vechi. Experții chinezi și japonezi sunt de acord: dacă o instalație de reciclare execută fiecare pas exact conform reglementărilor, produsele sale pot ajunge să fie mai scumpe decât materiile prime noi.

Nu doar în majoritatea statelor americane, panourile solare sunt clasificate drept deșeuri periculoase. Cea mai mare parte a panourilor se bazează pe siliciu cristalin; în special panourile mai vechi pot conține plumb. Celulele solare cu peliculă subțire conțin cadmiu și seleniu.

Eliminarea modulelor solare la gropile de gunoi obișnuite nu este recomandată, deoarece modulele se pot sparge, iar substanțele toxice pot pătrunde în sol, ceea ce poate duce, printre altele, la probleme cu apa potabilă. Modulele solare pot fi reciclate, dar costurile de reciclare sunt de regulă mai mari decât valoarea economică a materialului recuperat. Modulele solare second-hand sunt vândute și țărilor în curs de dezvoltare, care doresc să le achiziționeze la un preț avantajos, în ciuda capacității lor reduse de a produce energie.

Reciclarea panourilor solare nu se justifică aproape deloc din punct de vedere economic, spune AJ Orben, vicepreședintele companiei „We Recycle Solar”, cu sediul în Arizona. Din fiecare panou se pot recupera materii prime în valoare de aproximativ doi până la patru dolari, iar cel mai mult costă forța de muncă. Conform „LA Times”, National Renewable Energy Lab din America estimează că reciclarea unui panou costă între 20 și 30 de dolari, iar transportul lui la o groapă de gunoi costă între unu și doi dolari.

Există firme care se prezintă drept «reciclatori de module solare», dar care, în schimb, vând modulele pe piețe secundare din țări cu sisteme de eliminare a deșeurilor mai puțin dezvoltate, precum Ghana, Nigeria, Vietnam, Bangladesh, Pakistan și India, principalele destinații pentru deșeurile electronice.

Trifluorura de azot și poluarea solului

O altă problemă: Potrivit datelor, construcția modulelor solare crește emisiile de trifluorură de azot (NF3) în mod considerabil; acest gaz cu efect de seră are, pe o perioadă de 100 de ani, un efect de 19’700 de ori mai puternic decât dioxidul de carbon. Un kilogram de trifluorură de azot încălzește așadar clima de 19’700 de ori mai mult decât un kilogram de dioxid de carbon. Emisiile de NF3 au crescut de o mie de ori în ultimii 25 de ani. Prin comparație, emisiile de dioxid de carbon ale SUA au crescut în aceeași perioadă cu aproximativ 5 %.

În timp ce centralele nucleare pot funcționa fără probleme 50 sau 60 de ani, modulele solare au o durată de viață mai scurtă (20 până la 30 de ani), astfel încât și eliminarea lor va deveni o problemă uriașă în următoarele decenii. În timp ce deșeurile nucleare sunt depozitate în butoaie grele și monitorizate în mod regulat, pentru eliminarea deșeurilor solare s-a făcut foarte puțin. În afara Europei, deșeurile solare ajung de cele mai multe ori într-un flux mare de deșeuri electronice.

Materialele și substanțele chimice periculoase care apar încă din construcția instalațiilor, precum plumbul, arsenicul, mercurul sau cadmiul, nu pot fi reciclate și dăunează mediului pe termen lung.

Deoarece panourile solare sunt obiecte artificiale, ele au un impact asupra ciclului natural. Miliarde de panouri solare se încing incredibil de tare și ating cu ușurință 80 de grade; căldura eliberată pe suprafețe întinse în mediul înconjurător este masivă. Dacă ne gândim acum și la instalațiile gigantice planificate în zona alpină înaltă, adică în apropierea ghețarilor, toate își vor aduce contribuția ca și ultimele rezerve de gheață să dispară.

Suprafețele întunecate ale modulelor solare absorb cea mai mare parte a luminii și a căldurii care ajunge la ele. Totuși, doar aproximativ 15 % din energia primită este transformată în electricitate. Restul este eliberat în mediul înconjurător sub formă de căldură. Unele module solare pot arde insecte și penele păsărilor care trec zburând pe lângă ele.

Odată ce pe un câmp au fost instalate celule solare, probabilitatea ca acolo să revină teren arabil nu este mare, deoarece solul poate fi extrem de contaminat din cauza infrastructurii și a panourilor. Infrastructura introdusă în sol pentru a susține panourile, betonul și metalul zincat pe care stau aceste structuri, face ca zincul să se infiltreze în pământ. Metalul zincat de sub suprafață poate duce la valori ridicate de zinc în probele de sol. Zincul poate fi un micronutrient esențial, dar atunci când prea mult din el se infiltrează în sol, nu mai există nicio posibilitate de a-l elimina.

Concluzie: nu atât de verde pe cât se credea

Energia solară fotovoltaică nu este atât de ecologică sau de sustenabilă pe cât cred mulți. Pe lângă faptul că este o sursă de energie intermitentă și mai scumpă decât tehnologiile convenționale, există probleme serioase legate de eliminarea deșeurilor, pe care doar puține țări le abordează. Nouă din zece panouri sunt aruncate fără nicio grijă, estimează Agenția Internațională pentru Energie Regenerabilă (Irena).

Fabricarea panourilor solare consumă, de asemenea, cele mai multe materiale și resurse, precum ciment, sticlă, plastic, combustibil, oțel, aluminiu, cupru, substanțe chimice și altele. Mai mult decât energia hidroelectrică, turbinele eoliene, energia geotermală sau centralele nucleare (în această ordine).

Ce este mai prietenos cu mediul și cu clima: energia solară sau energia nucleară? Desigur, soarele, vor spune cei mai mulți. Este greșit – cel puțin dacă se iau în considerare și emisiile de CO₂. Aici centralele nucleare stau mai bine.

Panourile solare, inclusiv extensiile lor toxice precum invertoarele, sistemele de stocare etc., fac o impresie mizerabilă la nivelul actual al tehnologiei, nu doar din punct de vedere economic și ecologic. Energia solară nu este altceva decât o altă formă de speculație, care înghite cantități enorme de teren.

Instalațiile solare de amploarea necesară pentru alimentarea rețelelor electrice sunt gigantice și transformă peisajele idilice în zone industriale din metal și sticlă, înconjurate de garduri de securitate. Aceste instalații vaste pot schimba totul, de la radiația solară până la temperaturile de la suprafață, ceea ce poate avea efecte enorme și neașteptate asupra plantelor, animalelor și oamenilor și poate modifica profund o regiune.

Terenurile instalațiilor fotovoltaice sunt împrejmuite din motive de asigurare (protecție împotriva vandalismului/furtului sau pentru creșterea animalelor de fermă). Astfel apar în peisajul liber noi bariere, care limitează și habitatul animalelor sălbatice.

Pădurile și marginile pădurilor sunt habitate indispensabile pentru animalele sălbatice în peisajul nostru cultural, deja exploatat intens. Din motive de protecție a speciilor și a naturii, pentru a nu îngreuna migrațiile și schimbul genetic între indivizi, ele trebuie ferite de instalațiile solare fără nicio excepție, cere IG Wild beim Wild.

Guvernul francez plănuiește construirea, până în 2050, a unui total de 14 centrale nucleare noi, de ultimă generație. Unele dintre ele chiar lângă granița elvețiană. În Finlanda se află cel mai puternic reactor EPR din Europa. Aceasta poate fi și o variantă sustenabilă a tranziției energetice – mai multă putere, mai multă siguranță și mai puține stricăciuni aduse peisajului. Cel mai important lucru pentru Verzii din Finlanda ar fi «oprirea crizei climatice», iar pentru aceasta «nu putem renunța complet la energia nucleară». Energia nucleară furnizează curent constant, mai ales iarna. Dacă, de exemplu, până în 2050 Elveția ar avea două reactoare EPR noi, de dimensiunea celui de la Leibstadt, ea și-ar putea acoperi în mare parte singură necesarul. Centralele-alibi, care strică peisajele naturale unice și torpilează și mai mult protecția speciilor, ar fi inutile.

Pentru Elveția sunt suficiente două centrale nucleare mari noi. Cercetătoarea în domeniul nuclear Annalisa Manera despre construirea centralelor nucleare, despre microreactoare și despre ce ar trebui schimbat în Elveția.

O firmă elvețiană dezvoltă o centrală nucleară care funcționează fără uraniu – și care distruge deșeurile reactoarelor vechi. Maurice Bourquin, fost rector al Universității din Geneva și fost președinte al Consiliului CERN, cere: Consiliul Federal trebuie să examineze proiectul, în ciuda interdicției privind centralele nucleare.

Potrivit experților , instalațiile solare montate pe clădiri și pe acoperișuri ar putea produce anual aproximativ 67 de terawați-oră de energie electrică. Aceasta ar depăși consumul anual actual de electricitate al Elveției, de puțin sub 60 de terawați-oră.