#APPROFONDIMENTI SOLARE B2B - LUGLIO/AGOSTO 2022
LIFE CYCLE ASSESSMENT: QUALE IMPATTO SULL’AMBIENTE DA MODULI E INVERTER? NELL’IMPRONTA ECOLOGICA DEI COMPONENTI FOTOVOLTAICI, IL DIFFERENZIALE IN TERMINI DI CO2 EQUIVALENTE È LEGATO IN PARTICOLARE AL MIX ENERGETICO DELLE LOCALITÀ DI PRODUZIONE CONSIDERATE. MA NONOSTANTE L’INDUBBIA PRESENZA DI UN IMPATTO IN TERMINI DI CO2EQ EMESSA, ALLE TECNOLOGIE CHE SFRUTTANO LE FONTI PULITE È ASSOCIATA UNA QUOTA INFERIORE DI EMISSIONI AL KWH RISPETTO ALLE FOSSILI. Quello che segue è un estratto della settima edizione del rapporto “Renewable Energy Report” dell’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano. Lo studio fornisce una panoramica dettagliata degli investimenti e delle opportunità di crescita del mercato delle rinnovabili in Italia, con ampio focus su fotovoltaico ed eolico. Si parla anche dell’evoluzione dei prezzi dell’energia, anche alla luce del conflitto Russia-Ucraina, del quadro normativo e regolatorio in Italia e del life cycle assessment dei componenti fotovoltaici. Proprio su quest’ultimo punto, nelle prossime pagine pubblichiamo un estratto dedicato.
Le fasi di analisi del Life Cycle Assessment
LIFE CYCLE ASSESSMENT: FOTOVOLTAICO All’interno di questa sezione viene analizzato il ciclo di vita di un impianto di generazione fotovoltaica. Le fasi di Beginning of Life (BoL) includono l’estrazione delle materie prime, la fabbricazione e l’assemblaggio dei componenti e il trasporto al luogo di installazione dell’impianto fotovoltaico. L’impatto ambientale delle fasi BoL verrà determinato in termini di kgCO2eq/kW; inoltre, sarà fornita la misura di Energy Payback Time (Epbt), considerando una producibilità pari a 1.250 ore equivalenti e una vita utile dell’impianto pari a 25 anni. L’energia assorbita e le emissioni legate alla produzione di elettricità e alle attività di manutenzione sono trascurabili; per questo, la fase di utilizzo (MoL) non viene considerata all’interno dell’analisi. Per quanto riguarda l’End of Life (EoL), si descriveranno le alternative di fine vita considerando vantaggi e svantaggi, processi e casi reali.
PRODUZIONE E ASSEMBLAGGIO: LE FASI Nelle fasi iniziali di processo si ha una trasformazione energivora della materia prima, in cui il silicio viene lavorato (ad esempio, con il processo Siemens) fino ad ottenere una struttura policristallina. Il silicio policristallino viene trasformato in lingotti di silicio multicristallino attraverso la solidificazione direzionale, oppure cresciuto con processo Czochralski in silicio monocristallino. In seguito, attraverso processi
58
meccanici, si realizzano i wafer. I wafer di silicio sono esposti a trattamenti chimici, diversi a seconda della tipologia della cella da produrre (applicazione anti-riflesso, passivazione, drogaggio…). Vengono depositati i contatti elettrici e le celle vengono unite tramite i ribbon; viene aggiunto il vetro, il backsheet e il telaio in alluminio. Dell’energia utilizzata nella produzione di 1 kW di fotovoltaico, la maggior parte è richiesta dai processi di trasformazione del silicio nella struttura policristallina (219,3 kWh/kW) e nella produzione del wafer (193,8 kWh/kW). La Silica sand è introdotta nel processo di produzione del silicio metallurgico, che viene ulteriormente lavorato nei processi successivi per la produzione del silicio policristallino e, in seguito, del wafer. Per la produzione del modulo è necessario assemblare la cella con altri materiali: i flussi più importanti sono rappresentati da vetro (40,4 kg/kW) e alluminio (6,1 kg/kW).
TRASPORTO Per le operazioni di logistica dall’impianto di produzione del modulo al luogo di installazione si ipotizza l’utilizzo di due modi di trasporto: • nave cargo per il trasporto marittimo; • truck per trasporto via terra. Il trasporto via nave viene utilizzato nel caso di produzione dei moduli in Cina, ipotizzando una percorrenza pari a 20.000 km. Per il trasporto via terra trans-europeo (nel caso di produzione dei moduli in Europa) viene ipotizzata una di-
stanza media pari a 1.500 km per raggiungere il confine italiano. Inoltre, in entrambi gli scenari si ipotizzano ulteriori 500 km come distanza media per il trasporto dei moduli all’interno del territorio italiano fino a raggiungere la località di installazione. Tramite l’Epbt si procede alla valutazione del tempo necessario affinché il modulo fotovoltaico produca una quantità di energia pari a quella utilizzata per la sua realizzazione e il successivo trasporto. Tramite il Cpbt è possibile valutare il tempo necessario affinché le emissioni del modulo fotovoltaico siano compensate dalle mancate emissioni che sarebbero prodotte dalle fonti tradizionali. Per il calcolo dell’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico si considera una vita utile di 25 anni e producibilità pari a 1.250 ore equivalenti.
END OF LIFE Con la costante crescita del mercato globale del fotovoltaico, si sta verificando anche un aumento nei volumi attuali e prospettici dei pannelli dismessi. La crescita dei rifiuti fotovoltaici rappresenta senz’altro una sfida a livello ambientale, ma anche l’opportunità di creare nuovo valore con il recupero dei materiali e l’adozione di modelli di business legati al riutilizzo. La gestione dei rifiuti fotovoltaici nell’Unione Europea è regolata dalla Direttiva UE 2012/19 (D.lgs 49/2014), che fissa quote crescenti di recupero obbligatorio dei materiali, oltre che dalla Direttiva UE 2018/849 (D.lgs 118/2020), che introduce l’obbligatorietà di registrare i moduli fotovoltaici installati e stabilisce che il finanziamento del Raee sia a carico dei produttori. La normativa UE stabilisce
