W laboratoriach Akademii Górniczo Hutniczej powstaje innowacyjna metoda recyklingu paneli fotowoltaicznych. Władze uczelni wraz ze spółką technologiczno-badawczą 2loop Tech utworzyły konsorcjum w celu przeprowadzenia badań i działań wdrożeniowych. Chcemy odzyskiwać 95 proc. surowców m.in. krzem – mówi w wywiadzie dla EkoBiznes prof. dr. hab. inż. Barbara Tora z Wydziału Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami AGH.
Blanka Dżugaj: O recyclingu paneli mówi się, jako o przyszłości fotowoltaiki. Słusznie?
Barbara Tora, Wydział Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami AGH: Żywotność paneli to ok. 25-30 lat i po tym czasie trzeba je wymienić. Z jednej strony dlatego, że po prostu tracą efektywność, z drugiej podlegają zjawiskom atmosferycznym – niekorzystnie działa na nie np. grad, który jest w stanie je fizycznie zniszczyć, potłuc. Właściciele wymieniają je więc na nowe, bardziej efektywne energetycznie. W tej chwili w Polsce recycling jeszcze nie jest dużym problemem, fotowoltaika rozwija się u nas dopiero od 10, może 15 lat. Za kilka lat będziemy mieć jednak duży problem, zwłaszcza że liczba montowanych paneli rośnie z roku na rok, i to rośnie w bardzo szybkim tempie.
Fotowoltaika – koszt, co to jest i jak działa? Przeczytasz tutaj.
Jakie surowce można z tych paneli odzyskać?
Panele fotowoltaiczne składają się głównie ze szkła, polimeru, aluminium, krzemu, miedzi i srebra. Mamy możliwość odzyskania większości tych składników. Aluminium, znajdujące się w ramach metalowych, jest dość łatwo odzyskiwalnym surowcem – praktycznie bez strat. Ramy te bardzo łatwo się rozdziela mechanicznie, przy czym warto podkreślić, że aluminium to zaledwie 12-18 proc. składu paneli.
Znacznie więcej, bo ponad 60 proc. mamy w panelach szkła. Jest to szkło hartowane, musi bowiem mieć dużą wytrzymałość, przypomina trochę to stosowane w szybach samochodowych. Ten surowiec również daje się dość łatwo odzyskać – jeśli uda nam się oddzielić go od folii, którą jest laminowany w celu ochrony przed czynnikami atmosferycznymi, bez problemu otrzymujemy szkło do ponownego wykorzystania. Przyłącza elektryczne najczęściej wykonane są z miedzi, je również łatwo się więc odzyskuje – jest to zwyczajny odpad elektroniczny.
Pozostają warstwy folii – jedna, która ma symbol EVA oraz druga, która zabezpiecza panel od spodu. Możemy je rozpuścić lub w inny sposób oddzielić mechanicznie – nad tym właśnie pracujemy. Wreszcie najważniejsze, czyli warstwa krzemu a więc półprzewodniki, które służą do wytwarzania prądu ze światła słonecznego. Chcemy nie tylko je oddzielać, ale też oczyszczać tak, uzyskać krzem wysokiej czystości, jaki potrzebny jest do paneli. Największym problemem jest właśnie krzem, mimo że stanowi on zaledwie 5 proc. składu panelu, oraz warstwy napylone – są tak cienkie, że potrzebujemy bardzo wysublimowanych metod ich odłączania.
Skoro mówimy o wysublimowanych metodach – na czym polega Państwa praca obecnie? Do czego dążycie?
Dążymy do tego, by jak najmniejszym kosztem odzyskać jak najwięcej surowców z paneli. Chcemy wybudować instalację pilotażową, która będzie przerabiała 500 ton, czyli 25 tys. sztuk paneli na rok. Obecnie szukamy sposobu finansowania tego projektu – koszt powinien zmieścić się w granicach 5-6 mln zł w zależności od cen potrzebnych nam urządzeń. Taka instalacja mogłaby odzyskiwać blisko 100 proc. surowców – całych 100 proc. nigdy nie uda się osiągnąć, straty zawsze wystąpią, ale chcielibyśmy osiągnąć 95 proc. czystego odzysku.
Przeczytaj także: Fotowoltaika – jaka jest opłacalność inwestycji?
Czyli samą technologię odzysku macie Państwo opracowaną?
Zgodnie z nomenklaturą Narodowego Centrum Badań i Rozwoju jesteśmy na 3. stopniu gotowości technologicznej, czyli wiemy, co chcemy zrobić i jak to uzyskać. Wiemy dokładnie, jakich urządzeń potrzebujemy – jaką mają mieć wielkość i na jakiej zasadzie działać. Należy pamiętać, że panele są bardzo różne – eksperci dzielą je na cztery generacje. Dwie pierwsze to panele krzemowe, ale wśród nich są modele z monokryształów i polikryształów, więc nieco się od siebie różnią. Dla każdego rodzaju paneli musimy dokonać pewnej modyfikacji opracowanej przez nas technologii – oczywiście, na obecnym etapie wiemy już jakie mają to być modyfikacje.
Kiedy taka instalacja mogłaby powstać?
W kwietniu 2021 r. Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie utworzyła konsorcjum ze spółką technologiczno-badawczą 2loop Tech SA, której celem jest opracowanie i wdrożenie innowacyjnej metody recyklingu paneli fotowoltaicznych. W skład zespołu wchodzą naukowcy Wydziału Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami AGH oraz praktycy z firmy 2LOOP TECH. Konsorcjum ma za zadanie przeprowadzenie badań i wdrożenie nowej metody recyklingu paneli fotowoltaicznych. Badania już trwają w laboratoriach krakowskiej uczelni.
Badania efektywności recyklingu będą prowadzone w instalacji pilotażowej, która zostanie zbudowana w miejscowości Czaple koło Torunia. Aktualnie finalizowane są badania laboratoryjne w laboratoriach AGH. Kolejny etap badań, w skali przemysłowej rozpoczną się w 2022 roku, przewiduje się zakończenie wdrożenia w 2023 roku.
Czy musiałoby powstać jedno duże centrum recyclingu?
Prof. Marek Cała, Dziekan Wydziału, dostrzega potencjał rozwiązania zaproponował rozszerzenie projektu o współpracę międzynarodową – realizujemy w tym zakresie wspólne plany z VSB – Uniwersytetem Technicznym w Ostrawie w Czechach. Ideą jest wybudowanie centrum recyklingu paneli fotowoltaicznych dla naszej części Europy, nowoczesnego i reagującego na dynamiczny rozwój technologii fortowoltaicznych a więc zmienne parametry paneli, które będą podawane recyklingowi. a także coraz bardzie rygorystyczne wymogi środowiskowe. Recykling paneli PV jest doskonałym przykładem realizacji zasad gospodarki w obiegu zamkniętym (circular economy).
Rozmawiała Blanka Dżugaj
Ekobiznes.pl to specjalistyczny serwis informacyjny o ekologii w biznesie. Codziennie publikujemy najświeższe ekonewsy i autorskie wywiady z przedstawicielami świata nauki i biznesu. Znajdź nas na Linkedinie lub Facebooku, albo subskrybuj Newsletter i bądź na bieżąco z najciekawszymi ekoinformacjami.
