Jednou z nejčastějších námitek vůči solární energii byla v minulosti špatná schopnost znovuvyužití materiálů, z nichž jsou panely vyrobené. To se ale podle nové zprávy až nečekaně rychle mění.
Rychle přibývá patentů na recyklaci fotovoltaiky
Mezi evropskými experty na Green Deal často zaznívají obavy ze závislosti. Tedy situace, kdy se sice kontinent nebude spoléhat na fosilní paliva, ale získá stejně nebezpečnou závislost na vzácných zdrojích, jako jsou především ty nutné pro „zelenou transformaci“.
Aby se to nestalo, respektive aby spoléhání se na zejména čínské zdroje trvalo co nejkratší dobu, je nutné recyklovat. Masivně a prakticky všechny ne zcela banální materiály, a to navíc velmi energeticky účinně.
To přináší spoustu problémů a technologických výzev, precizní ovládnutí těchto technologií by ale Evropě přineslo bezprecedentní svobodu. Velmi důležité to bude zejména u těch nejrozšířenějších materiálů, jaké se nacházejí například ve stále rychleji přibývajících solárních panelech.
Zároveň je to nutné: díky současnému počtu zapojených fotovoltaických elektráren je v nich uloženo obrovské bohatství. Výzkum vědců z Yaleovy univerzity uvádí, že do roku 2050 by hodnota surovin využitelných ze solárních panelů mohla přesáhnout patnáct miliard dolarů.
Zpráva potvrzuje trend
Nová zpráva Mezinárodní energetické agentury popisuje, že právě tohle se daří. Ukazuje nárůst specializovaných aktivit v oblasti recyklace vyřazených fotovoltaických zařízení, přičemž přináší i kompletní přehled patentů, výrobců i společností, které se v současné době recyklaci fotovoltaiky věnují. Zpráva obsahuje podrobnosti o 177 komerčních společnostech, které v odvětví podnikají. Když tato zpráva vyšla naposledy, tedy roku 2017, bylo jich jen pětadvacet.
Některé materiály podle studie stále není snadné recyklovat, týká se to zejména krystalického křemíku (c-Si) a tenkovrstvého teluridu kadmia (CdTe), tam jsou účinnější procesy teprve ve vývoji a existuje jen několik závodů na celém světě, které už uvedly do provozu komerční řešení. Také množství takto recyklovaných zdrojů je zatím dost nízké, pohybuje se kolem tisíce, respektive padesáti tisíc tun ročně.
Podle zprávy jsou dnes nejrozšířenější mechanické metody separace, jež jsou ale spojené s nepříliš čistými výsledky. Současně přibývá investic do specializovaných technologií, které jsou založené na jiných principech – zejména na chemii a pyrolýze, tedy rozkladu teplem.
Ty by mohly zajistit, aby se materiály využívané dnes ve fotovoltaice mohly přímo do ní vracet; v současné době je to komplikované kvůli nižší kvalitě po recyklaci.
Patentů přibývá, vítězí Asie
Právě rozvoji nových technologií se tato zpráva věnuje zásadně. Za poslední rok podle ní přibylo 456 nových patentů, přičemž více než dvě třetiny se týkají způsobů, jak znovu využít křemík, vzácné kovy a polymery.
Zajímavé je také geografické rozložení patentů. První tři místa patří Asii: pomyslné zlato získala Čína, stříbro Jižní Korea a bronz Japonsko. Těsně pod stupni vítězů se umístily Spojené státy a Německo. Na tuto pětici připadá drtivá většina patentů v tomto oboru, zbytek států za nimi zaostává.
Strmě také stoupá počet vědeckých studií, jež se tomuto tématu věnuji, konstatuje zpráva. Většina z nich připadá na Asii a Evropu.
Recyklací k ekologii i zdraví
Většina námitek proti nemožnosti recyklovat panely slunečních elektráren byla lichá už v minulosti. Drtivá většina materiálů těchto zařízení se totiž dá znovu využít snadno. Přes devadesát procent hmotnosti panelů totiž tvoří sklo a hliník, z něhož se vyrábí rám. Sklo patří mezi ty nejlépe recyklovatelné materiály vůbec, recykluje se už celá staletí. Moderní, ale běžně využitelné technologie umožňují získat z panelu až 95 procent tohoto zdroje s téměř stoprocentní čistotou. A u hliníku se dá takhle „sklidit“ dokonce téměř sto procent.
Tento proces probíhá ve specializovaných zařízeních, kde je nutné nejprve pořádně oddělit všechny složky: tedy na jednotlivé hromady sklo, hliník a vzácné materiály, jež jsou hlavně v elektronice.
Panely mají oficiální životnost kolem pětadvaceti let, ale to neznamená, že pak jsou na odpis. Ztratí ale asi dvacet až třicet procent výkonu. Zatímco například ve Spojených státech končí asi dvě třetiny panelů na skládkách, v Evropě je to v podstatě přesně opačně. Roku 2015 totiž Evropská unie zavedla povinnost zajistit sedmdesát procent recyklace a osmdesát procent využití všech zbytkových materiálů.
Podle studie vědců z České zemědělské univerzity v Praze z roku 2023 je skutečná doba životnosti oproti uváděným 25 letům v reálu asi poloviční. Už přibližně po deseti letech totiž výrazně roste množství poruch, z nichž nejčastější jsou delaminace okrajů fotovoltaických panelů, vznik vodivých kanálů mezi uzemněnými rámy panelů a sběrnicemi článků, popraskané fólie na zadní straně a lámání panelů vlastní vahou.
I těch dvacet procent nerecyklovatelných zdrojů je ale stále hodně, a právě na ně se zaměřují nové patenty. Je to navíc důležité ještě z jiného důvodu, než je ochrana zdrojů – a tím je ochrana zdraví. Podle zprávy Národní laboratoře pro obnovitelnou energii (NREL) z roku 2021 by totiž lepší recyklace fotovoltaických panelů mohla také snížit riziko úniku toxických látek spojených se vzácnými materiály na skládky a do životního prostředí.