Em Odessa, Texas, trabalhadores de uma startup chamada SolarCycle descarregam caminhões que carregam painéis fotovoltaicos em fim de vida, recém-colhidos de fazendas solares comerciais nos Estados Unidos. Eles separam os painéis das molduras de alumínio e das caixas elétricas e os alimentam em máquinas que separam o vidro dos materiais laminados que ajudaram a gerar eletricidade a partir da luz do sol por cerca de um quarto de século.
Em seguida, os painéis são moídos, triturados e submetidos a um processo patenteado que extrai os materiais valiosos – principalmente prata, cobre e silício cristalino. Esses componentes serão vendidos, assim como o alumínio e o vidro de menor valor, que podem até acabar na próxima geração de painéis solares.
Este processo oferece um vislumbre do que poderia acontecer com um aumento esperado de painéis solares aposentados que fluirão de uma indústria que representa a fonte de energia que mais cresce nos EUA. Hoje, cerca de 90 por cento dos painéis nos Estados Unidos que perderam sua eficiência devido à idade, ou que estão com defeito, acabam em aterros sanitários porque essa opção custa uma fração de sua reciclagem.
Mas os defensores da reciclagem nos EUA dizem que o aumento da reutilização de materiais valiosos, como prata e cobre, ajudaria a impulsionar a economia circular, na qual o desperdício e a poluição são reduzidos pela reutilização constante de materiais. De acordo com um relatório de 2021 do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), a reciclagem de painéis fotovoltaicos também pode reduzir o risco de vazamento de toxinas no meio ambiente; aumentar a estabilidade de uma cadeia de suprimentos que depende em grande parte das importações do Sudeste Asiático; reduzir o custo das matérias-primas para fabricantes de energia solar e outros tipos; e expandir as oportunidades de mercado para os recicladores dos EUA.
Obviamente, reutilizar painéis degradados, mas ainda funcionais, é uma opção ainda melhor. Milhões desses painéis agora acabam em países em desenvolvimento, enquanto outros são reutilizados mais perto de casa. Por exemplo, a SolarCycle está construindo uma usina de energia para sua fábrica no Texas que usará módulos reformados.
A perspectiva de um futuro excesso de painéis vencidos está estimulando esforços de um punhado de recicladores solares para resolver uma incompatibilidade entre o atual acúmulo de capacidade de energia renovável por concessionárias, cidades e empresas privadas – milhões de painéis são instalados globalmente todos os anos – e um escassez de instalações que possam manusear esse material com segurança quando chegar ao fim de sua vida útil, em cerca de 25 a 30 anos.
Espera-se que a capacidade solar em todos os segmentos nos EUA aumente em média 21% ao ano de 2023 a 2027, de acordo com o último relatório trimestral da Solar Energy Industries Association (SEIA) e da empresa de consultoria Wood Mackenzie. O aumento esperado será auxiliado pela histórica Lei de Redução da Inflação de 2022, que, entre outros apoios à energia renovável, fornecerá um crédito fiscal de 30% para instalações solares residenciais.
A área coberta por painéis solares que foram instalados nos EUA a partir de 2021 e devem ser desativados até 2030 cobriria cerca de 3.000 campos de futebol americano, de acordo com uma estimativa do NREL. “É um grande desperdício”, disse Taylor Curtis, analista jurídico e regulatório do laboratório. Mas a taxa de reciclagem do setor, de menos de 10%, fica muito atrás das previsões otimistas para o crescimento do setor.
Jesse Simons, cofundador da SolarCycle, que emprega cerca de 30 pessoas e iniciou suas operações em dezembro passado, disse que os aterros de resíduos sólidos normalmente cobram de US$ 1 a US$ 2 para aceitar um painel solar, subindo para cerca de US$ 5 se o material for considerado resíduo perigoso. Por outro lado, sua empresa cobra US$ 18 por painel. Os clientes estão dispostos a pagar essa taxa porque podem não conseguir encontrar um aterro licenciado para aceitar resíduos perigosos e assumir a responsabilidade legal por eles e porque desejam minimizar o impacto ambiental de seus painéis antigos, disse Simons, ex-executivo do Sierra Club .
A SolarCycle oferece aos seus clientes uma análise ambiental que mostra os benefícios da reciclagem de painéis. Por exemplo, reciclar alumínio usa 95% menos energia do que produzir alumínio virgem, que arca com os custos de mineração da matéria-prima, a bauxita, e depois transportá-la e refiná-la.
A empresa estima que a reciclagem de cada painel evita a emissão de 97 quilos de CO 2 ; o número sobe para mais de 1,5 toneladas de CO 2 se um painel for reutilizado. De acordo com uma regra proposta pela Comissão de Valores Mobiliários dos EUA, as empresas de capital aberto serão obrigadas a divulgar os riscos relacionados ao clima que provavelmente terão um impacto material em seus negócios, incluindo suas emissões de gases de efeito estufa.
Retirado dos painéis solares da fábrica da SolarCycle, o alumínio é vendido em uma metalúrgica próxima. Atualmente, o vidro é vendido por apenas alguns centavos por painel para reutilização em produtos básicos como garrafas, mas Simons espera ter o suficiente para vender por um preço mais alto a um fabricante de novas placas de painéis solares.
O silício cristalino, usado como material de base em células solares, também vale a pena ser recuperado, disse ele. Embora deva ser refinado para uso em painéis futuros, seu uso evita os impactos ambientais da mineração e processamento de novo silício.
A SolarCycle é uma das cinco empresas nos EUA listadas pela SEIA como capazes de fornecer serviços de reciclagem. A indústria ainda está em sua infância e ainda está descobrindo como ganhar dinheiro com a recuperação e venda de componentes de painéis, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA. “Elementos desse processo de reciclagem podem ser encontrados nos Estados Unidos, mas ainda não está acontecendo em grande escala”, disse a EPA em uma visão geral do setor.
EM 2016, OA Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA) prevê que, no início da década de 2030, a quantidade global de painéis fotovoltaicos desativados será igual a cerca de 4% do número de painéis instalados. Na década de 2050, o volume de resíduos de painéis solares aumentará para pelo menos 5 milhões de toneladas métricas por ano, disse a agência. Espera-se que a China, o maior produtor mundial de energia solar, tenha retirado um total cumulativo de pelo menos 13,5 milhões de toneladas métricas de painéis até 2050, de longe a maior quantidade entre os principais países produtores de energia solar e quase o dobro do volume que os EUA retirarão naquela época, de acordo com o relatório IRENA.
As matérias-primas tecnicamente recuperáveis de painéis fotovoltaicos globalmente podem valer cumulativamente US$ 450 milhões (em termos de 2016) até 2030, segundo o relatório, quase igual ao custo das matérias-primas necessárias para produzir cerca de 60 milhões de novos painéis, ou 18 gigawatts de potência. capacidade de geração. Até 2050, disse o relatório, o valor recuperável pode ultrapassar cumulativamente US$ 15 bilhões.
Por enquanto, porém, os recicladores solares enfrentam desafios econômicos, tecnológicos e regulatórios significativos. Parte do problema, diz Curtis do NREL, é a falta de dados sobre as taxas de reciclagem de painéis, o que dificulta possíveis respostas políticas que possam fornecer mais incentivos para os operadores de fazendas solares reciclar painéis em fim de vida útil, em vez de descartá-los.
Outro problema é que o Procedimento de Lixiviação Característica de Toxicidade – um método aprovado pela EPA usado para determinar se um produto ou material contém elementos perigosos que podem ser lixiviados no meio ambiente – é conhecido por ser defeituoso. Consequentemente, alguns proprietários de fazendas solares acabam “gerenciando demais” seus painéis como perigosos sem fazer uma determinação formal de resíduos perigosos, disse Curtis. Acabam pagando mais caro para descartá-los em aterros autorizados a manusear resíduos perigosos ou reciclá-los.
A Agência Internacional de Energia avaliou se os painéis solares que contêm chumbo, cádmio e selênio afetariam a saúde humana se fossem despejados em resíduos perigosos ou em aterros municipais e determinou que o risco era baixo. Ainda assim, a agência disse em um relatório de 2020 , suas descobertas não constituem um endosso ao aterro sanitário: a reciclagem, afirmou, “mitigaria ainda mais” as preocupações ambientais.
O NREL está atualmente estudando um processo alternativo para determinar se os painéis são ou não perigosos. “Precisamos descobrir isso porque está definitivamente impactando a responsabilidade e o custo para tornar a reciclagem mais competitiva”, disse Curtis.
Apesar dessas incertezas, quatro estados recentemente promulgaram leis abordando a reciclagem de módulos fotovoltaicos. A Califórnia , que tem a maioria das instalações solares, permite que os painéis sejam despejados em aterros sanitários, mas somente depois de terem sido verificados como não perigosos por um laboratório designado, o que pode custar mais de US$ 1.500. Em julho de 2022, a Califórnia tinha apenas uma usina de reciclagem que aceitava painéis solares.
No estado de Washington , uma lei projetada para fornecer uma maneira ambientalmente correta de reciclar painéis fotovoltaicos deve ser implementada em julho de 2025; As autoridades de Nova Jersey esperam emitir um relatório sobre o gerenciamento de resíduos fotovoltaicos nesta primavera, e a Carolina do Norte instruiu as autoridades ambientais do estado a estudar o descomissionamento de projetos solares em escala de utilidade. (Atualmente, a Carolina do Norte exige que os painéis solares sejam descartados como resíduos perigosos se contiverem metais pesados como prata ou, no caso de painéis mais antigos, cromo hexavalente, chumbo, cádmio e arsênico.)
Na União Europeia, os painéis fotovoltaicos em fim de vida são, desde 2012, tratados como lixo eletrônico de acordo com a diretiva de resíduos de equipamentos elétricos e eletrônicos da UE, conhecida como WEEE . A diretiva exige que todos os estados membros cumpram os padrões mínimos, mas a taxa real de reciclagem de lixo eletrônico varia de país para país, disse Marius Mordal Bakke, analista sênior de pesquisa de fornecedores solares da Rystad Energy, uma empresa de pesquisa com sede em Oslo, Noruega. . Apesar dessa lei, a taxa de reciclagem fotovoltaica da UE não é melhor do que a taxa dos EUA – cerca de 10% – principalmente devido à dificuldade de extrair materiais valiosos dos painéis, disse Bakke.
Mas ele previu que a reciclagem se tornará mais prevalente quando o número de painéis em fim de vida aumentar a ponto de apresentar uma oportunidade de negócios, fornecendo aos recicladores materiais valiosos que eles podem vender. Os governos podem ajudar a acelerar essa transição, acrescentou, proibindo o descarte de painéis fotovoltaicos em aterros sanitários e oferecendo incentivos, como isenções fiscais, para quem usa painéis solares.
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