Recyklace solárních panelů. Hrozí nám ekologická katastrofa?
Čas od času můžete ve vodách internetových diskuzí narazit na informaci, že solární panely vlastně vůbec nejsou tak ekologické, jak si většina lidí myslí. Jejich kritikové poukazují hlavně na to, že výroba fotovoltaiky je velmi náročná a panely se vlastně energeticky vůbec nezaplatí. Upozorňují také na problémy s jejich recyklací. Mají pravdu? Jsou solární panely opravdu spíše přítěží pro přírodu, nebo jde jen o mýtus šířený internetovými trolly?
Tvrzení, že solární panely jsou extrémně náročné na výrobu se zakládá na pravdě. V samých počátcích fotovoltaiky byly panely doopravdy energeticky nevýhodné a na jejich výrobu bylo potřeba vynaložit mnohem více energie, než vůbec dokázaly za celou dobu své životnosti vyprodukovat. Hovoříme však o panelech přibližně ze 70. a 80. let. Kam se tedy od té doby fotovoltaika posunula?
První zlom nastal přibližně v roce 2010, kdy už některé solární panely dokázaly vyrobit více energie, než muselo být investováno pro jejich vytvoření. Dalším důležitým mezníkem bude nadcházející rok 2020, kdy by se mělo podařit dosáhnout rovné bilance mezi všemi solárními panely na světě – jak mezi starými energeticky ztrátovými, tak mezi těmi, které využívají nejnovějších technologií. Informace, že solární panely více energie spotřebují než vyrobí, tedy už dávno není aktuální.
To potvrzuje i Vít Pokorný, specialista na fotovoltaické systémy ve společnosti E.ON Energie: „Pravdou je, že je výroba panelu energeticky náročnější, ale v dnešní době si na sebe fotovoltaika již hravě „energeticky vydělá“. U fotovoltaiky se obecně udává uhlíková stopa na výrobu panelů okolo 10–30 gCO2/kWh. Oblíbené srovnání je s uhelnou elektrárnou, kde je hodnota na cca 1 000 gCO2/kWh.“
Recyklace solárních panelů se vyplatí
Nepravdivá je i domněnka, že solární panely neumíme recyklovat. „Toto tvrzení se rozhodně nezakládá na pravdě. Největší podíl na panelu má sklo, které je recyklovatelné přibližně z 95 % a hliník, který je recyklovatelný téměř stoprocentně,“ vysvětluje Pokorný. Opětovné využití hliníku navíc ušetří až 70 % energie, která by byla nutná pro výrobu z nové suroviny.
Recyklace solárních panelů se tak dokonce vyplatí, a to již po jejich rozebrání a získání hliníku a dalších využitelných kovů, které panely obsahují. Konkrétně jde například o měď, křemík, stříbro, indium či galium. Mimo to je však možné recyklovat také materiály ze střídačů, kabelů a kovových konstrukcí.
Věděli jste, že první specializovaný závod na recyklaci solárních panelů v Evropě postavila společnost Veolia v minulém roce ve Francii? Jeho celková kapacita by v budoucnu měla umožnit zpracovat až 4 000 tun solárních panelů. Vybudovat specializovaný závod je podle firmy poměrně výhodné, protože právě nyní nastává doba, kdy se budou staré panely ve velkém demontovat. Podle studie Mezinárodní agentury pro obnovitelnou energii hodnota recyklovaných materiálů do roku 2030 dosáhne asi 9,9 miliardy Kč.
Jaké metody se při recyklaci solárních panelů používají?
K likvidaci solárních panelů dochází na specializovaných recyklačních linkách. V současné době jsou rozšířené tři hlavní metody recyklace:
- termická recyklace,
- mechanicko-chemická recyklace,
- metoda FRELP (z anglického Full Recovery End-of-Life Photovoltaic).
Termická recyklace
Metoda navržena a vyzkoušena společností Deutsche Solar AG. Prvním krokem recyklace je zavezení panelů do pece a jejich zahřátí na teplotu nad 500 °C. Po dosažení této teploty se odpaří plastové části fotovoltaického panelu. Ty jsou následně v další komoře řízeně spalovány. Zbylé materiály jsou oddělovány mechanicky. Pokud jsou panely nepoškozené, lze články znovu využít při výrobě nových panelů. Předtím musí být chemicky očištěny, proto se někdy tato metoda označuje jako termicko-chemická.
Termická metoda se používá u panelů z krystalického křemíku. U nepoškozených panelů může až 85 % článků získat nové využití. V podobných hodnotách se pohybuje návratnost všech materiálů z celkové váhy panelu.
Mechanicko-chemická recyklace
Postup, který se skládá ze dvou základních procesů – mechanického a chemického. Svým charakterem se podobá metodě využívané při recyklaci LCD televizorů. Nejprve se z panelů ručně demontuje hliníkový rám. Poté dochází k drcení a třídění dle velikosti částic. K separování částí dochází pomocí různých postupů – mezi nejpoužívanější technologie patří magnetická separace, elektrodynamická separace nebo fluidní a mokré splavy. Výsledkem recyklace jsou drcené suroviny vhodné pro další průmyslové využití.
Mechanicko-chemická recyklace se aplikuje u tenkovrstvých panelů. Různými dílčími procesy se u této metody dá získat až 90 % skla a 95 % polovodičových materiálů.
FRELP metoda
Ani jedna ze zmíněných metod není do budoucna dostatečně efektivní. Obě vyžadují příliš vysoký podíl manuální práce a nedokáží dostatečně recyklovat složky jako olovo, křemík, stříbro či měď. Právě tyto elementy ale představují značnou část celkové hodnoty panelu. V následujících dekádách bude nutné recyklovat daleko větší množství solárních panelů, proto se usilovně pracuje na vyvinutí efektivnějších metod.
Jednou z nich je projekt FRELP financovaný EU. Cílem projektu je maximalizace zisků z recyklace. Výstupem by mělo být navržení průmyslového závodu, který dokáže panely recyklovat podle této nové metody. Za demontáž panelů je zodpovědný automatizovaný robot. Princip metody tkví ve spalovacím procesu a chemické separaci kovů a křemíku.
Po ukončení životnosti panelů nevzniká žádný nebezpečný odpad
Vzhledem k tomu, že většina panelů instalovaných na našem území je tvořena převážně ze skla, hliníku, plastů, křemíku a malého množství vzácných kovů, určitě také není potřeba mít obavy z toho, že by fotovoltaika byla škodlivá pro přírodu nebo že by jejím využíváním vznikal odpad, který by se nedal dále zpracovat.
Vít Pokorný k tomu dodává: „Solární panely pro životní prostředí nebezpečné nejsou. Amorfní panely mohou částečně tvořit některé těžké kovy, tyto panely se ale dnes již téměř nevyužívají. V porovnání například s jadernou energetikou po ukončení životnosti solární elektrárny nezůstává žádný nebezpečný odpad, který by se nedal zpracovat. Fotovoltaika je tedy jedním z nejčistších zdrojů elektrické energie.“
Věděli jste, že amorfní panely se vyrábějí stříkáním tenké vrstvy křemíku na sklo? Takový panel je lehký a dokáže lépe absorbovat i difuzní světlo (všesměrové záření vyvolané v důsledku procesů rozptýlení a odrazů v atmosféře). Jeho nevýhodou je však nižší efektivita přijetí energie na m2 oproti klasickým krystalickým fotovoltaickým panelům.
Pokud nám tedy opravdu hrozí ekologické katastrofa, věřte, že solární panely její příčinou s největší pravděpodobností nebudou. I když jejich výroba má na životní prostředí vliv, stejně jako každá průmyslová velkovýroba, stále se na pomyslném ekologickém žebříčku umisťují lépe než než některé jiné typy výroby elektrické energie.
