Takzvaná recyklace fotovoltaických panelů. Časovaná bomba, jejímž synonymem je slovo skládka

Za recyklaci solárních panelů se platí a to již předem. S výjimkou těch nejstarších, které ještě nebyly zařazeny do systému zpětného odběru, a které dnes slouží obvykle jako zakrytí přístřešků, skladovaného dřeva a podobně. Na začátku, když byla fotovoltaika teprve v plenkách, se s tímto odpadem nepočítalo. Majitelé vysloužilých panelů tak čekají na příležitost, jak se jich zbavit. To ti současní to mají jednodušší, díky recyklačnímu poplatku vysloužilé panely prostě odevzdají. Ale co dál? Potíž je, že i když se u nás za recyklaci každého fotovoltaického panelu platí předem, a že i když zákon požaduje recyklaci alespoň z 80 % a možná je až z 90 %, bylo by třeba recyklovat 100 % hmoty. Problém představují takzvané wafery, což jsou malé vodivé části uprostřed panelu, které jsou zatavené v polymeru (plastu) a obsahují stříbro, křemík, cín a zinek, novější panely pak další prvky: např. měď, indium, galium, selen a síru.

Velký problém je, že se v ČR denně údajně recyklují pouhé tři až čtyři tuny solárních fotovoltaických panelů (rozuměj: hliníku a skla). A ve světě to není lepší. A jelikož takzvaný solární boom začal teprve nedávno a na opravdové rychlosti nabral za poslední rok, rok a půl (kvůli cenám energií), vážné problémy s odpadem nás teprve čekají. A dokonce i ty panely, které recyklovány opravdu jsou, opět představují odpad a to ve výši cca 10 % svého objemu. Recyklace na 90 % sice splňuje požadavek legislativy (80 %), jenže jsme se zavázali ukončit v roce 2030 skládkování tohoto odpadu. A právě nerecyklovatelné wafery představují časovou bombu. Musíme si uvědomit, že je nyní v naší zemi celkem 130 tisíc fotovoltaických elektráren včetně těch nejmenších na střechách rodinných domů, vedle toho je již naskladněno ohromné množství fotovoltaického odpadu, tedy vysloužilých panelů. A vstupní poplatek za recyklaci vůbec neodpovídá současným možnostem. Ale on se někdo jednou postará…

Chemická cesta rozebrání waferů (oddělení kovů), jako se to dělá u mobilů, se nevyplatí. Mobily totiž obsahují částečky zlata, které převažují metodu chemického oddělení kovů obsažených v mobilech ve svůj prospěch. Ovšem nejdražším kovem fotovoltaických panelů je obvykle o poznání levnější stříbro a to jen u některých. Wafery navíc nelze ani spalovat, jelikož například flourované polymery by se při spalování staly doslova ekologickou katastrofou.

Zajímavé řešení se našlo. Chemici z brněnského Vysokého učení technického (VUT) si uvědomili, že kovy obsažené ve waferech se dají použít k vylepšení vlastností hliníkových slitin. On je vlastně samotný hliník spolu se sklem jednou ze dvou nejsnáze recyklovatelných součástí fotovoltaických panelů. Brněnští výzkumníci zkusili wafery přeměnit na drť, ke které přidali špony vzniklé při obrábění hliníku, vše slisovali dohromady do podoby tablet a ty nechali spéct do jakýchsi puků. A právě tyto puky by měly najít využití ve slévárenství. Pokud se puky roztaví ve správném poměru s hliníkem, lze prý z této slitiny vyrábět například nové bloky motorů nebo převodovky. To jsme u waferů obsahujících stříbro, křemík, cín a zinek. Nyní vědci hledají způsob, jak využít podobným způsobem nejmodernější solární panely, tedy jejich wafery, které již neobsahují stříbro, ale naopak zde najdeme další prvky (měď, indium, galium, selen, síru, …). A to je problém, protože fotovoltaické panely (resp. wafery) mají různá složení. Je proto třeba zkoumat možnosti recyklace všech různých typů waferů. A ještě jedna otázka nebyla zodpovězena. Co se stane s plasty, retardéry hoření atd.? Spálí se při spékání puků?

Byť někteří odborníci uvádějí, že je možné zpracovat recyklací fotovoltaických panelů až těžko uvěřitelných 95 % hmoty, reálně se získává především hliník z hliníkového rámu a sklo. Na ně se současná recyklace soustředí nejvíce. Ostatní suroviny, tedy prvky, dokonce možno říci suroviny strategické, využívány nejsou. A při objemu fotovoltaického odpadu jde již o zajímavá čísla. Bohužel panely obsahují i výše zmíněné nebezpečné látky, především polybromované zpomalovače hoření, chlorofluorouhlovodíky (CFC), ale i těžké kovy.

U nás jsou dnes z 98 % instalované křemíkové panely, z jejichž objemu tvoří sklo až 70 % a hliníkový rám cca 20 %. A to jsme právě u zmíněné recyklace na 90 % objemu. I více jak 95 % tvoří hliník spolu se sklem u takzvaných tenkovrstvých panelů a zbývající podíl připadá především na plasty. V případě skla lze získat až 95 % skleněného materiálu s čistotou 99,99 % a v případě hliníku jde o téměř 100 %. Opětovné využití hliníku nám přitom uspoří až 70 % energie potřebné při výrobě nového hliníku z čerstvé suroviny.

Zajímavé je, že samotné fotovoltaické články tvoří jen jednotky procent z celkové hmotnosti panelů a jejich množství se v čase snižuje, panely ztrácí svou účinnost a tím se krátí i jejich životnost. Na druhou stranu se však právě tyto krystalické články prý podílí až z 80 % na spotřebě energie potřebné k výrobě každého panelu a na zhruba 50 % ceny. 

Vedle toho jsou zde kromě plastů další výše zmíněné chemické prvky (stříbro, měď, cín, zinek, indium, gallium, křemík, tellurid kadmia, diselenid mědi a galia).

A bomba na závěr, energetická i materiálová náročnost recyklace solárních panelů je v současnosti srovnatelná s výrobou z primárních surovin, pokud bychom měli panely recyklovat na 100 %. Hlavní překážkou snadné a ekonomicky rentabilní recyklace fotovoltaických panelů je zřejmě jejich různorodost a odlišné materiálové složení. Čili recyklační poplatek by vlastně měl být podle současných možností recyklace téměř ve výši 100 % pořizovací ceny panelů. To by však byla zásadní překážka celému fotovoltaickému byznysu. Mírný poplatek proto vlastně znamená jediné, většina vysloužilých panelů se skladuje a z těch recyklovaných (sklo a hliník) se skladují wafery.

Evropští výrobci a dodavatelé solárních panelů sice založili organizaci PV Cycle, která je založena na principu dobrovolné zodpovědnosti za výrobek v průběhu celého jeho životního cyklu. Jenže původní uvažovaný systém recyklace spočíval v rozebrání panelů, jejich chemickém očištění a následném opětovném použití. Takový postup ale začal narážet na technologický pokrok. Články jsou stále tenčí a při relativně primitivní metodě recyklace by se mohly zničit. Dodnes přitom vlastně neexistují zařízení, která by byla určena výhradně pro zpracování vysloužilých fotovoltaických panelů! A dnes známé metody recyklace jsou neefektivní a nákladné.

Jedinou cestou, jakou by se měl fotovoltaický průmysl ubírat, je nekoukat jen na cenu, ale také na snadnou recyklaci (nebo alespoň likvidaci) solárních panelů. A tomu uzpůsobit i jejich chemické složení. Ostatně to dokazuje i brněnský experiment. Puky vyrobili z waferů obsahujících stříbro, křemík, cín a zinek. Ale takové složení mají jen některé panely. Stále přitom zůstává otázka, co se stalo s plasty a dalšími škodlivinami.

V součtu je dnes celý takzvaný systém recyklace fotovoltaických panelů a recyklačních poplatků především byznysem s odpadem, který je třeba někde uložit. Přitom jsme se vlastně zavázali, že do roku 2030 nebude takový odpad existovat. Možné nebude. U nás.

Za zmínku určitě stojí například alarmující článek nazvaný Ingering Legacy: Millions of Toxic Solar Panels That Can’t Be Recycled Destined for Landfills (Přetrvávající dědictví: Miliony toxických solárních panelů, které nelze recyklovat, určené na skládky), případně What’s Happening with the Growing Volume of Wasted Solar Panels? (Co se děje s rostoucím objemem vyhozených solárních panelů?).

V prvním článku se dokonce hovoří o kontaminaci vod jedovatými látkami unikajícími ze solárů uložených na skládkách, o ohřívání míst, kde jsou uloženy o 3 až 4 ^oC a také o přepravě vysloužilých fotovoltaických panelů do rozvojových zemí za účelem jejich opětovného použití či skládkování. Zdá se, že snaha o takzvanou zelenou energii vytvořila obludný ekologický problém, který situaci zhoršuje více, než by vůbec dovedl pomoci. Problém, na kterém ve skutečnosti vydělávají především ti, co panely vyrábí a prodávají. A příroda dostává “na frak“ ještě víc. A pokud se vůbec někdo zabývá nějakými recyklačními odhady a výpočty, měl by změnit jednu zásadní proměnnou. Totiž, že životnost nekvalitních panelů původem z Číny není deklarovaných 25 let, ale v lepším případě 15. Takových panelů se instaluje většina a to máme náhle – pokud dobře počítám (sim sala bim) – o 40 % odpadu více. Stačí jeden krátký pohyb kouzelnickou hůlkou matematiky. Vzpomínáte? S plastovými jednorázovými obaly to kdysi začalo podobně?

Bohužel jsme se ocitli v situaci, kdy je sice nutné zatáhnout za záchrannou brzdu, ekologická lobby však skutečnou povahu věcí tají vědomě i nevědomě (kognitivní disonance). Zkuste si třeba v největší světové placené databázi fotografií Shutterstock vyhledat hesla pohotovoltaic waste (fotovoltaický odpad) a pohotovoltaic dump (fotovoltaická skládka). Nenajdete vůbec nic! Jako by takové fotografie neexistovaly. Nebo jsem jen paranoidní?

Zdroj: trideniodpadu.cz, novinky.cz, tretiruka.cz, prumyslovaekologie.cz, waste360.com, stopthesethings.com, Wkipedia