Risparmio Energetico

La “second life” dei pannelli fv

Che fine fanno i pannelli fotovoltaici una volta dismessi? Come funziona in Italia la filiera dello smaltimento, trattamento e riciclo dei moduli? I rifiuti fotovoltaici sono davvero una risorsa? Tra normativa Made in Italy e progetti europei innovativi, il futuro dei rifiuti fotovoltaici sembra ancora incerto

di Sara Poletto

Il riciclo dei pannelli fotovoltaici è un’opportunità con un giro d’affari potenziale di 15 miliardi di dollari nel non lontano 2050. E’ questa la previsione che emerge dal rapporto “End of Life: Solar Photovoltaic Panels” dell’International Renewable Energy Agency (IRENA). L’agenzia Internazionale per l’Energia Rinnovabile ha, infatti, stimato che nel 2030 saranno disponibili al recupero circa 10 milioni di tonnellate di pannelli; un numero destinato a crescere, considerando che la vita media di un modulo fotovoltaico è di circa 25 anni, fino a toccare quota 78 milioni di tonnellate nel 2050, con i quali sarebbe possibile realizzare oltre 2 miliardi di nuovi pannelli. Sarebbe, dunque, l’economia circolare a imprimere grande valore ai materiali recuperati, così come, parallelamente, l’incremento di elettricità pulita generata: “La gestione del futuro dei moduli fotovoltaici può diventare un’opportunità in grado di dare vita a un giro di affari, legato ai componenti recuperabili, di 450 milioni di dollari al 2030 (15 miliardi appunto nel 2050 n.d.r.) - si legge in un recente comunicato stampa dell’ENEA relativo alla presentazione di Photorama, progetto europeo per la produzione di pannelli fotovoltaici da riciclo che vede la partecipazione per l’Italia dell’ENEA e di Enel Green Power - Inoltre, si prevede che la I RAEE si distinguono dagli altri rifiuti per la presenza del simbolo del cassonetto barrato e si suddividono in due categorie: domestici e professionali. I RAEE domestici sono ripartiti in 5 raggruppamenti: i moduli fotovoltaici a fine vita fanno parte del raggruppamento R4. I RAEE professionali sono ripartiti in 5 categorie e i pannelli fotovoltaici sono all’interno di quella per “Apparecchiature di grandi dimensioni”.

COSA SONO I RAEE FOTOVOLTAICI?

A COLLOQUIO CON FABRIZIO LONGONI

Al direttore generale del Centro di Coordinamento RAEE abbiamo chiesto di spiegarci cosa prevede la normativa in materia di pannelli fotovoltaici a fine vita, illustrandoci le funzioni del CdC RAEE (www.cdcraee.it).

System Integrator Magazine - Quali sono le funzioni del Centro di Coordinamento RAEE per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici a fine vita?

Fabrizio Longoni - I pannelli fotovoltaici sono le uniche apparecchiature elettriche presenti sul mercato ad essere classificate secondo una “vecchia” modalità, superata da tempo in Europa, che distingue tra pannelli ad uso domestico (impianti di potenza nominale totale inferiore a 10 KW) e professionali (impianti di potenza uguale o superiore a 10 KW). Tale distinzione normativa porta ad una conseguente differenziazione nel processo di smaltimento dei due prodotti che, in realtà, sono lo stesso. Il CdC RAEE - consorzio di natura privata istituito in applicazione del regolamento 185/2007 - si occupa di ottimizzare la raccolta, il ritiro e la gestione dei RAEE in Italia. Per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici, abbiamo il compito di assicurare il ritiro degli impianti fotovoltaici domestici a fine vita, garantendo condizioni operative omogenee tra i Sistemi Collettivi, cioè i consorzi dei produttori di Apparecchiature Elettriche e Elettroniche (AEE) domestiche che, per legge, devono aderirvi. I consorzi di produttori di AEE professionali possono, invece, scegliere se aderire o meno al CdC RAEE. Ci occupiamo, inoltre, di incrementare la raccolta dei rifiuti elettronici da parte dei Comuni italiani per conseguire gli obiettivi di raccolta europei a salvaguardia dell’ambiente e della salute umana.

SIM - Come funziona il sistema RAEE in questo specifico ambito?

F. L. - Come detto in precedenza, il CdC RAEE si occupa solo dei RAEE domestici e, quindi, solo di impianti fotovoltaici domestici a fine vita. In Italia, oggi, gli impianti fotovoltaici ad uso domestico sono un numero elevatissimo ma non esiste una raccolta di RAEE esclusiva per i soli pannelli. Una peculiarità, come sopra anticipato, tutta italiana sta nel fatto che il mercato che si occupa della gestione dei rifiuti fotovoltaici deve, per legge, scindersi tra domestico e professionale, ma in conclusione gli impianti per il trattamento dei rifiuti sono gli stessi.

SIM - Cosa prevede la normativa per lo smaltimento dei rifiuti fotovoltaici domestici?

F. L. - I rifiuti fotovoltaici domestici possono essere conferiti gratuitamente presso i centri di raccolta del proprio Comune (individuando quelle che effettuano il servizio); oppure riconsegnati in un punto vendita secondo le modalità di ritiro 1 contro 1 (consegna del proprio RAEE al negoziante al momento dell’acquisto di un nuovo prodotto equivalente, anche in caso di acquisti online). Il meccanismo è quello della responsabilità estesa del produttore, introdotta con il D.Lgs 49/2014 sui RAEE, che lo rende appunto responsabile del fine vita del rifiuto. Il produttore può quindi scegliere di gestire i RAEE in modo individuale (meccanismo assai costoso che infatti non si verifica per i RAEE domestici) o in modo collettivo, cioè attraverso Consorzi. Al CdC RAEE oggi aderiscono 12 Consorzi, con i quali noi agiamo da “arbitri”, verificando l’equità tra le quote di mercato e garantendo a tutti di poter assolvere ai loro obblighi di ritiro in tutta Italia. I Consorzi aderenti al CdC RAEE devono, infatti, portare i rifiuti raccolti in appositi centri di trattamento da noi valutati e ritenuti idonei. In questo modo abbiamo garanzia della qualità del fine vita stesso.

SIM - E invece per i grandi impianti, cioè per i RAEE fotovoltaici professionali?

F. L. - Come per i rifiuti fotovoltaici domestici, anche per gli impianti con potenza superiore o uguale a 10 kW classificati come “nuovi” (cioè messi in commercio dopo il 12 aprile 2014, data dell’entrata in vigore della normativa nazionale RAEE) la responsabilità e le spese per la gestione dei rifiuti fv sono a carico del produttore. La gestione dei rifiuti fv professionali è finanziata dal produttore anche quando il modulo è classificato come “storico” (cioè è stato immesso sul mercato prima del 12 aprile 2014) ma è sostituito da moduli di nuova fornitura (meccanismo dell’1 contro 1). In tutti gli altri casi, i costi di gestione dei rifiuti fv professionali storici sono in capo al detentore dei rifiuti: il proprietario dell’impianto deve, quindi, rivolgersi a un operatore o agli appositi consorzi che conferiranno i moduli ad un impianto di trattamento abilitato, iscritto al Centro di Coordinamento RAEE. Infine, per i rifiuti collegati al IV e V Conto Energia la raccolta e smaltimento è responsabilità del Sistema Collettivo presso cui i moduli sono registrati e garantiti.

SIM - Una volta raccolti i moduli fv, a chi vengono destinati per il riciclo e recupero delle materie prime e seconde?

F. L. - Una volta conferiti nei centri di raccolta comunale o ritirati da produttori o consorzi, i pannelli fv vengono avviati al trattamento: trasportati presso gli impianti che gestiscono i RAEE, i moduli subiscono specifici processi di trattamento su linee appositamente dedicate. Questi rifiuti hanno uno scarso valore di mercato, proprio perché oggi è complicato e costoso separare i materiali presenti per poi riutilizzarli.

SIM - Il 13° rapporto annuale del CdC RAEE conta 78.422 tonnellate di R4 raccolte nel 2020 (+7,68% rispetto al 2020) mentre i dati 2021, seppur parziali, parlano di un -0,25%: a cosa è ascrivibile l’andamento? Esistono dati relativi alla sola raccolta del pannelli fv?

F. L. - Il CdC RAEE elabora e presenta, ogni anno, un Rapporto annuale, che illustrare l’andamento della raccolta dei RAEE domestici in Italia. Facendo una media degli ultimi anni, potremmo dire che la raccolta di RAEE domestici cresce del 5% l’anno; complici di questo andamento il nostro piano di comunicazione, che sensibilizza i cittadini, e l’aumento dei luoghi in cui poter conferire. Il dato del 2021, cui si accennava, è ancora parziale e relativo al periodo gennaio-novembre. Il dato di cui disponiamo è aggregato, cioè somma tutti gli R4 avviati al trattamento; mentre non abbiamo dati specifici che si riferiscano ai soli rifiuti fotovoltaico.

crescita della produzione di elettricità solare raggiungerà una capacità cumulativa di 2.840 GW entro il 2030 e 8.519 GW entro il 2050, che equivale a diciotto volte la capacità globale del 2018”.

UNA SFIDA EUROPEA (E NON SOLO)

in Italia, al 31 dicembre 2020, risultavano installati 935.838 impianti fotovoltaici, per una potenza complessiva pari a 21.650 MW. Gli impianti di piccola taglia (con potenza inferiore o uguale a 20 kW) costituiscono circa il 92% del totale in termini di numero e il 22% in termini di potenza; la taglia media degli impianti è pari a 23,1 kW (fonte Rapporto statistico 2020 GSE). Quanti di questi impianti dovranno essere sostituiti e quale sarà il volume del moduli a fine vita da gestire nell’arco dei prossimi anni? “Sulla base dei dati raccolti si stima che il prossimo decennio sarà particolarmente critico per l’alto numero di impianti a fine vita - si legge in un passaggio del volume “Il fine vita del fotovoltaico in Italia. implicazioni socio-economiche ed ambientali” di Patrizia Corrias, Umberto Ciorba, Bruna Felici, pubblicato dall’ENEA nel 2021 - che potrebbero produrre complessivamente circa 1.708 mila tonnellate di RAEE/FV, pari a sei volte i quantitativi raccolti nel 2018 di tutto il comparto RAEE”. Recupero delle preziose materie prime seconde che compongono i moduli, riciclo efficace, reimmissione nella filiera produttiva e nuovo utilizzo sembrano rappresentare la soluzione economicamente e ambientalmente più vantaggiosa per il mercato europeo, anche in vista degli ambiziosi obiettivi di decarbonizzazione dell’UE. Una sfida che dovrebbe coinvolgere l’intera filiera fotovoltaica, mettendo al centro anche la complessa questione

In questa pagina, il logo del progetto europeo Photorama e lo schema, fornito dall’ENEA, che mette a confronto la nuova tecnologia di riciclo Photorama con l’attuale sistema basato sulla triturazione dei moduli (www.photorama-project.eu)

dell’approvvigionamento europeo di materie prime critiche (o insufficienti) da altri paesi, con l’obiettivo di rendere l’industria solare gradualmente indipendente. Ma non è tutto. Per rifondare completamente il processo di trattamento dei rifiuti fotovoltaici, l’UE ha messo in campo il progetto Photorama che ripensa il riciclo a partire dall’eco-design stesso del modulo. “Sebbene i pannelli fotovoltaici forniscano una generazione di energia a emissioni zero per una durata complessiva di circa 2530 anni - si legge ancora nel comunicato stampa dell’ENEA - è fondamentale garantire sempre di più prodotti sostenibili e a basso≠≠ impatto ambientale per sostenere la transizione ecologica prevista dal New Green Deal europeo”.

I RIFIUTI FOTOVOLTAICI IN ITALIA

L’entità della sfida che l’Italia sarà chiamata ad affrontare nel prossimo futuro si aggira intorno alle 170 mila tonnellate l’anno di rifiuti fotovoltaici da gestire, di cui 150 mila relative alla sola tecnologia al silicio cristallino, la più diffusa attualmente tra i moduli (fonte “Il fine vita del fotovoltaico in Italia”). Ma come funziona, oggi, il sistema dei RAEE fotovoltaici? La gestione dei rifiuti fotovoltaici in Italia è regolata dal D.Lgs. 49/2014, in attuazione della Direttiva Europea 2012/19, che disciplina lo smaltimento dei Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche o RAEE. Il Decreto legislativo n. 118/2020 ha, poi, definito nuove regole sia nella fase di gestione che di finanziamento dei fine vita dei RAEE da fotovoltaico, in particolare per i pannelli incentivati in Conto Energia. I rifiuti derivanti dalla dismissione dei pannelli possono provenire da impianti domestici, che hanno una potenza nominale inferiore a 10 kW, o da impianti professionali, con potenza nominale superiore o uguale a 10 kW. Lo stesso Decreto 49/2014 ha introdotto il principio di responsabilità del produttore, vale a dire l’onere del finanziamento e della gestione del sistema di riciclo da parte di chi immette, produce, importa o commercializza con il proprio marchio il prodotto sul territorio italiano. Il sistema dei RAEE prevede anche altre parti attive: i cittadini, che possono conferire gratuitamente i propri RAEE presso i Centri di Raccolta Comunali o presso il punto vendita; i distributori, che organizzano un servizio di ritiro gratuito contestualmente alla consegna di un analogo prodotto acquistato; i Comuni, che si occupano dei Centri di Raccolta. A sovrintendere l’intero processo c’è il Centro di Coordinamento RAEE, punto di riferimento per tutti i soggetti coinvolti nella filiera dei rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche in Italia.

A COLLOQUIO CON MASSIMO IZZI

Abbiamo chiesto al responsabile per l’ENEA del progetto Photorama - nonché ricercatore del Laboratorio Ingegneria per l’Industria Fotovoltaica - di parlarci di questa innovativa visione di futuro per l’industria fv

System Integrator Magazine - Che cos’è Photorama?

Massimo Izzi - Photorama è un progetto europeo che nasce dalla volontà di mettere in campo nuove modalità di produzione e riciclo dei pannelli fotovoltaici - e dei preziosi materiali che li compongono - sviluppando soluzioni tecnologiche innovative, in un’ottica di economia circolare. Oggi, infatti, i prodotti e le misure esistenti rendono il processo di riciclo poco efficace in tutta Europa e, dunque, anche poco attrattivo per le aziende o i privati che in questo ambito dovrebbero investire. I 13 partner europei di Photorama stanno collaborando proprio per sviluppare un sistema virtuoso per il recupero dei materiali dei moduli a fine vita, a partire dall’eco-design dei pannelli, rendendo il processo di riciclo molto più semplice e conveniente.

SIM - Quali sono gli obiettivi del progetto?

M.I. - Sviluppare soluzioni tecnologiche innovative per massimizzare il recupero di materie prime da pannelli fotovoltaici a fine vita e, allo stesso tempo, creare una filiera industriale europea per produrne di nuovi in un’ottica di economia circolare. È questo l’obiettivo principale di Photorama, finanziato dal programma Horizon2020 con 8,4 milioni di euro, che vede la partecipazione di 13 tra istituti di ricerca e aziende, tra cui ENEA ed Enel Green Power (EGP) per l’Italia, con l’ente francese CEA nel ruolo di coordinatore. La tecnologia che, grazie a questo progetto, verrà sviluppata permetterà di recuperare quasi il 100% dei materiali dai pannelli a fine vita, con una grado di purezza mai raggiunto prima. Oggi non esiste nessun processo industriale al mondo in grado di farlo. Centrare questo obiettivo significherebbe consentire all’industria del solare di compiere un enorme passo avanti rispetto agli attuali standard di riciclo e, soprattutto, a ridurre la dipendenza dell’Europa dalle importazioni di materie prime critiche.

SIM - Gestione dei rifiuti fotovoltaici, riciclo e riuso di materie prime e seconde dai moduli a fine vita per un progetto finanziato dall’UE: qual è l’esigenza sovranazionale a cui l’Europa ha la necessità di rispondere?

M.I. - Oggi sul mercato sono presenti sostanzialmente due tipi di pannelli: i moduli in silicio cristallino, che rappresentano circa il 90% della produzione, e il settore dei film sottili, che copre il restante 10%. Il silicio metallico e l’argento (usato per realizzare i contatti interni dei moduli) sono materiali preziosi, oggi molto costosi. Inoltre il silicio viene considerato dall’Unione Europea un materiale critico perché l’UE, non possedendone, deve necessariamente importarlo da Cina e Russia, generando una “dipendenza”. Le odierne tensioni geopolitiche rendono l’approvvigionamento di silicio instabile e, con esso, l’attuale processo di costruzione dei moduli. Tra gli obiettivi del consorzio Photorama c’è anche questo: rendere i processi di produzione e riciclo dei pannelli indipendenti, efficienti, affidabili, economicamente sostenibili e rilevanti.

SIM - Dal punto di vista della ricerca tecnologica e dell’eco-design, quali sono i limiti attuali che determinano il ciclo di vita di un pannello e quali invece le possibilità da cogliere?

M.I. - Per quanto riguarda i panelli in silicio, il riciclo avviene sostanzialmente dopo che i moduli vengono sottoposti a tecniche di triturazione in cui le celle (la parte pregiata del modulo) finiscono in una catena di recupero di basso valore economico (il cosiddetto down-cycling). Il materiale che si riesce a riciclare con maggiore facilità è il vetro, mentre materiali critici e preziosi finiscono in parte in discarica. Il processo attuale, non consentendo un recupero semplice dei materiali che compongono il pannello, è quindi costoso, energivoro ed inefficace. Le nuove tecnologie introdotte da Photorama consentirebbero di rendere l’intera filiera più sostenibile e conveniente.

SIM - Qual è il ruolo dell’Enea nell’ambito di questo progetto?

M.I. - La ricerca Enea sarà focalizzata sull’eco-design dei moduli fotovoltaici: questo significa mettere a punto una tecnica di produzione che renda il pannello facilmente riciclabile in tutti i suoi componenti. Enel Green Power si occuperà, quindi, di valutare la migliore tecnologia di riciclo dei moduli fotovoltaici e di validare l’utilizzo di componenti prodotti con le materie prime recuperate, incrementando la circolarità dei moduli della fabbrica 3SUN di Catania. La nuova linea industriale così progettata utilizzerà un’innovativa tecnologia di delaminazione, in grado di separare in modo efficiente le celle solari dalla lastra di vetro, mentre processi chimico-fisici innovativi consentiranno di recuperare tutti i materiali senza ricorrere alle attuali e poco efficienti tecniche di triturazione dei moduli. Il nuovo processo tecnologico si tradurrà in un “up-cycling”, con il recupero di materiali di alto valore (come l’alluminio dal telaio e il vetro e i polimeri dalle lastre) e di metalli dallo strato delle celle solari (metalli critici come silicio, indio e gallio, e preziosi come l’argento). La sopra citata tecnologia dovrà arrivare ad un livello di sperimentazione industriale TRL7: questo significa dimostrarne la funzionalità e testarne i risultati attraverso la creazione di una vera e propria linea di produzione pilota. L’Enea, nell’ambito del progetto, avrà anche il ruolo di gestione della comunicazione e supporto. Si tratterà quindi di portare aventi gli studi intrapresi ma anche di elaborare una sorta di business plan per la nuova linea industriale, preparando il mercato e gli investitori al cambiamento. L’obiettivo è quello di coinvolgere nuovi stakeholder, mettendone in luce tutto il potenziale.

SIM - Quali saranno le ricadute economiche (e ambientali) di Photorama?

M.I. - L’innovativa linea industriale consentirà l’implementazione di un “caso di business” rilevante, con evidenti vantaggi economici e ambientali: l’alta percentuale di recupero, superiore al 98%, dei materiali fotovoltaici a fine vita. Ma anche la purezza dei materiali riciclati, nettamente superiore rispetto al presente: la qualità dell’argento ottenuto dal riciclo passerebbe infatti dall’attuale 90 al 99%, la più alta percentuale di riciclo che si conosca oggi a livello mondiale. In questo modo sarebbe davvero possibile creare un mercato di materie seconde ancora poco sfruttate.