22. 10. 2018

Recyklace solárních panelů má v cirkulární ekonomice svoji roli

180 000 tun instalovaných solárních panelů s běžnou životností 25 let, nebo budoucích 180 000 tun solárního odpadu obsahujících 600 tisíc kilogramů stříbra? Zaplatí získané stříbro recyklaci vysloužilých fotovoltaických panelů? Jaká je ekonomická bilance recyklace ve skutečnosti? Výsledky podkládají reálná čísla z provozu unikátní recyklační linky v České republice společnosti AQUATEST

V následujících několika letech vyprší životnost prvních vyrobených solárních panelů v České republice a nabízí se otázka jejich recyklace. Provoz fotovoltaických panelů téměř neovlivňuje životní prostředí, jelikož neprodukují emise, ale proces jejich recyklace, o kterém je zveřejněno nedostačující množství informací, nabývá na důležitosti. Vzniklo již několik teoretických analýz a studií interpretující názor, že recyklaci fotovoltaických (dále FV) panelů zaplatí získané stříbro, popřípadě další materiály. Většina těchto dostupných informací se zakládá na odhadech či laboratorních výzkumech pocházejících z čistě akademických propočtů. Při samotném vyhodnocení ekonomické a ekologické bilance recyklace FV panelů je nutné tuto problematiku zasadit do reálných skutečností.  

180 000 tun solárního panelu v Česku  

Počátky instalace dnešních přibližně 180 000 tun solárních panelů s běžnou životností 25 let, se datují od devadesátých let minulého století. Největší množství solárních panelů určených pro recyklaci je tak možné předpokládat od roku 2020, ale odpady při výrobě FV panelů začaly ve velkém množství vznikat u výrobních podniků v Česku již od roku 2009.

Počátky výzkumu recyklace

V České republice se poli výzkumu ekologického zpracování solárního odpadu začala věnovat společnost AQUATEST, člen skupiny PURUM KRAFT, či Galmet ze skupiny Kovohutě Příbram. Vlastním výzkumem vznikly analýzy a technologie zpracování jednotlivých typů odpadů od polámaných křemíkových destiček, přes destičky zatavené do plastu (EVA), až po kompletní FV panely včetně hliníkových rámů. Rok 2009 byl počátkem recyklace panelů mechanicky poškozených, ať již přírodními vlivy, špatnou manipulací při montáži, nebo poškozením panelu při výrobě.

300 tun solárního odpadu, či 1 000kg stříbra?

Nebylo třeba stavět zvláštní provoz, pro recyklaci byly využity universální zařízení obou společností. Typické postupy lze ilustrovat na zpracování odpadních křemíkových destiček, které jsou tvořeny 88 % křemíkem, 10 % hliníkem a 2 % stříbra. Chemickým postupem odstranila vrstva hliníku a rafinací se získalo ryzí stříbro. Získaný křemík o čistotě 99,9 % byl používán jako surovina na legování hliníku. Kombinací mechanických a chemických postupů se do roku 2015 zpracovalo na 300 t solárních odpadů, ať již se jednalo o křemíkové destičky zatavené v EVA folii, či destičky včetně nalepených sběrných drátků. Vytěženo bylo na 1 000 kg stříbra a výstupem byly také mokré frakce skla znečištěné křemíkem a jemnou drtí plastů. Využití těchto odpadů bylo testováno, ale nebyla pro ně nalezena ekonomická varianta.

Co začalo výzkumem, se stalo zákonem

Zpracování FV panelů je nesmírně důležité kvůli značné spotřebě křemíku, skla, hliníku a plastů při výrobě. Nelze také opomenout vzácné prvky, jako je stříbro, selen, zinek, telur, indium, germanium, nebo toxické kovy jako je kadmium. Recyklace v sobě skýtá nejenom ekonomický aspekt kvůli hodnotě a malému zastoupení těchto vzácných kovů na planetě, zároveň není tak energeticky náročná, jako jejich výroba. Od roku 2015 se materiálové využití FV panelů stalo směrnicí EU 2012/19/EU zákonem povinným a vyžaduje zajistit při zpracování solárních panelů 70 % recyklaci a 80 % využití. Pouze zbylých 20 % lze odstranit uložením na skládku.

Unikátní recyklační linka v ČR

K naplnění nových požadavků byla společností AQUATEST vyvinuta jedinečná technologie mechanické separace skla. Ekonomiku recyklace je tak možné ukázat na reálných číslech z provozu unikátní recyklační linky. Sklo tvoří 70–80 % hmotnosti FV panelu a výtěžnost činí 90 %. Zbylá procenta hmotnosti jsou tvořena hliníkem a stříbrem, jejichž recyklační účinnost je 99 % a měď, které se zpětně vytěží na 90 %. Dále plasty, které se nerecyklují kvůli emisi halogenů a křemík, který se také nerecykluje kvůli své ceně okolo 40 Kč/kg. Těmito parametry je naplněn recyklační požadavek a od roku 2015 bylo zpracováno dalších 300 t FV panelů.

Zaplatí získané stříbro recyklaci?

V poloprovozním měřítku je ekonomika zkreslena užitím méně efektivních postupů než při specializovaném projektu. Významným nákladem je i logistika odpadů, která se řeší pro malá množství. Jediným ekonomicky významným výstupem je stříbro. Využití skla zaplatí náklady dopravy do skláren, směs plastů s obsahem fluoru je možné zpracovávat ve specializovaných zařízeních a cena křemíku je ve skutečnosti stokrát nižší, než je uváděno v teoretických rozborech, kde se počítá s jeho vstupní cenou při čistotě 99, 999 %. Náklady na mechanické operace jsou kolem 5 Kč za kilogram, náklady na chemické loužení a rafinaci stříbra 10 Kč za kilogram. Výsledná bilance tedy dramaticky záleží na vstupním obsahu stříbra. „Obecně z našich zkušeností vyplývá, že do obsahu stříbra 0,08 % na vstupní váhu panelu se chemické malotonážní zpracování nevyplatí a recyklaci je výhodné ukončit po mechanické separaci skla a hliníkových rámů“ uvádí společnost AQUATEST. Při obsahu stříbra 0,08–0,13 % je výsledná ekonomika zpracování v kladné nule, při vyšším obsahu stříbra je možné dostat se do kladné bilance. Dle našich zkušeností většina panelů vyrobená do roku 2010 tuto podmínku splňuje, ale musíme brát na vědomí výrazný pokles této komodity na burze drahých kovů.

Solární budoucnost po roce 2020

Celkové reálné náklady na zpracování se dnes pohybují kolem 17–23 Kč/kg, přičemž recyklační poplatek, který inkasovaly kolektivní systémy, čítá 8,50 Kč/kg. Výrobní odpady jsou dnes již prakticky nulové a množství poškozených panelů je v řádu nízkých desítek tun za rok, pro které se nevyplatí investovat do specializovaného podniku, která by zlevnila vlastní recyklaci.

Přesto smyslem recyklace zůstává získání vzácných kovů a odstranění solárního odpadu. Když porovnáme výrobu nových panelů s recyklací, osvědčuje druhá varianta. Recyklace má ekologického hlediska patrný přínos pro všechny použité materiály, kromě plastů. Energetická náročnost je nižší, dochází také k minimalizaci dopadů na životní prostředí, kdy by veškeré prvky musely být znovu vytěženy a upraveny do potřebné kvality. Recyklace v sobě tak skýtá nejen ekonomickou, ale především ekologickou stránku, která má v dnešní době omezených primárních zdrojů své opodstatnění.

Článek vyšel rovněž v časopisu Odpadové forum 10/2018