La cara fosca dels panells solars fotovoltaics

Segons l'Agència Internacional d'Energia l'ús d'energies alternatives per generar electricitat creixerà un 50% en cinc anys per la instal·lació de panells solars fotovoltaics. Aquest fet suposarà una disminució de  les emissions de gasos d'efecte hivernacle i la reducció de l'impacte que aquestes generen a l'atmosfera. Però degut a la manca de reciclatge i a la petjada ambiental que deixa la fabricació de les plaques amb elements cars i tòxics, la reducció d'emissions de CO₂ no sembla suficientment bona en relació a l'impacte que genera. Segons un estudi d'Argonne National Laboratori publicat a Nature energy es preveu que els equips de panells solars generin 80 milions de tones de residus en només tres dècades i que a més augmentin la petjada de carboni dels països que decideixin instal·lar-los. Això suposaria un impacte al medi ja que pocs països incorporen mesures de gestió ambiental per desfer-se dels materials tòxics amb els que estan fets els panells solars. 

A tot això, Alejandro del Amo, Director General d'Abora-solar, intenta aportar una visió més optimista afirmant que el centre d'investigació basc CIC energiGUNE, està estudiant nous materials i processos per al desenvolupament de bateries més sostenibles i segures, i que així van avançant cap al panell del futur.

Camp de panells solars fotovoltaics

El País 29/03/2021

Un estudio calcula que los paneles solares generarán 80 millones de toneladas de residuos en tres décadas

La falta de reciclaje y la huella ambiental que deja la fabricación de placas con elementos caros, costosos y tóxicos ensombrece el saldo positivo en reducción de emisiones 

Planta de panells fotovoltaics

La capacidad de generación energética a partir de fuentes renovables, según la Agencia Internacional de Energía (IEA, por sus siglas en inglés), crecerá un 50% en cinco años, en especial por la instalación de paneles solares fotovoltaicos, que absorberán el 60% de este aumento frente al 25% que saldrá de los sistemas eólicos. Este incremento, de incontestables beneficios por la reducción de emisiones, deja no obstante una huella que empieza a preocupar: la fabricación, transporte y mínimo reciclaje de los paneles solares deja tras de sí un rastro contaminante. Solo los equipos que llegarán al final de su vida útil en nueve años supondrán ocho millones de toneladas de residuos. Esta cifra se multiplicará por 10 a mediados de siglo y supondrá más del 10% del total de basura electrónica mundial, según un estudio publicado en Nature energy.

Alejandro del Amo, director general de Abora-Solar, una compañía respaldada por el Consejo Europeo de Innovación, destaca el ahorro de kilogramos de CO₂ que supone la generación de energía fotovoltaica frente a la contaminación generada por fuentes no renovables y el avance conseguido en 15 años: “En 2006 se necesitaba una década para compensar las emisiones, pero ese plazo se ha reducido a solo dos años”.

La generación de electricidad mediante energía solar fotovoltaica requiere grandes superficies para las instalaciones y precisa de materiales valiosos, costosos de producir y tóxicos

Pero llegar a esos beneficios deja un rastro de contaminación indirecta. La generación de electricidad mediante energía solar fotovoltaica requiere grandes superficies para las instalaciones y precisa de materiales valiosos (como la plata), costosos de producir (silicio) y tóxicos (cadmio y plomo, entre otros).

A la contaminación que genera la extracción y producción de los componentes hay que sumar la generada en el transporte. Según un estudio de Argonne National Laboratori, la huella de carbono generada por los paneles producidos en China, principal exportador de estos sistemas, es el doble que la que producen los fabricantes europeos.

Del Amo afirma que el objetivo es reducir al máximo tanto la contaminación directa como indirecta. Para evitar la primera, las estrategias apunta en varias direcciones: aumentar la eficacia de los paneles (los más antiguos aprovechan solo un 20% de la energía solar que llega mientras los más avanzados aspiran a llegar al 80%), incrementar los usos (electricidad, agua caliente sanitaria, calefacción y aire acondicionado) y ampliar la vida útil de las instalaciones (de 20 a 40 años), lo que permitiría no solo una mayor compensación de gases frente a la generación con recursos no renovable, sino también retrasar la acumulación de residuos.

Se avanza hacia el panel del futuro, elaborado con materiales 100% reciclables ALEJANDRO DEL AMO, DIRECTOR GENERAL DE ABORA-SOLAR

La contaminación indirecta es más difícil, aunque Del Amo afirma que “se avanza hacia el panel del futuro, elaborado con materiales 100% reciclables”. Pero por ahora, es más un objetivo que una realidad, pese a los beneficios que supondría. Según el estudio publicado en Nature: “Incorporar materiales recuperables generaría un ahorro de 12.617 millones de euros y permitiría utilizarlos para producir 2.000 millones de nuevos módulos con capacidad para generar 630 GW”.

Pocos países (EE UU, Alemania, Francia o Japón) incorporan políticas de reciclaje en los paneles solares. Europa ha conseguido recuperar en un año 4.500 toneladas de teluro de cadmio de los paneles fotovoltaicos. Pero estas acciones no son suficientes, según la misma investigación: “Estas prácticas no logran recuperar componentes como la plata, el cobre, el silicio y el plomo, que constituyen la mayor parte del valor potencial de un módulo y el mayor impacto ambiental”. Además, la reutilización de estos elementos supone también un coste energético y económico. En este sentido, el director de Abora-Solar admite: “Lo económico sigue siendo la clave. Manda el euro, la rentabilidad”.

Para satisfacer la creciente demanda se necesitan alternativas de bajo costo y más eficientes que las células solares basadas en silicio (las más utilizadas en la actualidad). Están surgiendo nuevos materiales, como las perovskitas de haluro de plomo, pero estas son inestables y contienen plomo, uno de los elementos más contaminantes. Un equipo de ingenieros de la Universidad de Washington propone en una investigación publicada en Chemistry of Materials un semiconductor más estable y menos tóxico como el óxido de perovskita.

Sumar baterías domésticas no es económicamente rentable en las condiciones actuales, según un estudio, y las más comunes, basadas en iones de litio, aún están lejos de los niveles deseados de coste, seguridad e impacto ambiental

A la huella que dejan los procesos de extracción, fabricación y transporte de todos los elementos implicados en los paneles fotovoltaicos hay que añadir uno más: el ahorro máximo en la factura eléctrica para los consumidores se genera si se combina la producción de energía con baterías, lo que permitiría reducir el gasto de los hogares hasta en un 70%, según un estudio publicado en Applied Energy. Pero el mismo estudio admite que esta opción “no es económicamente rentable en las condiciones actuales” y las baterías más comunes, basadas en iones de litio, aún están lejos de los niveles deseados de coste, seguridad e impacto ambiental

En este sentido, el centro de investigación vasco CIC energiGUNE, estudia nuevos materiales y procesos para el desarrollo de baterías de sodio-ion (Na-ion), cuya tecnología se perfila como alternativa más sostenible y segura.