En las últimas dos décadas se han instalado millones de paneles solares y, dado que su vida útil suele estar en torno a entre los 25 años y 30 años, muchos de ellos están a punto de retirarse, un proceso que probablemente culminará en un vertedero. Pero nuevos esfuerzos para reciclar estos paneles podrían reducir tanto la cantidad de residuos como los trabajos de minería para extraer materias primas.

Solo alrededor del 10 % de los paneles en EE. UU. se reciclan; ninguna ley federal obliga a las empresas a hacerlo, y el proceso de reciclaje actual es mucho más costoso que limitarse a deshacerse de ellos. Pero los materiales de los paneles solares que desechan cada año podrían valer más de 1.700 millones de euros hasta 2050. Por eso, varias nuevas iniciativas, entre las que se incluye el método de la empresa francesa ROSI, intentan recuperar estos valiosos materiales, especialmente la plata y el silicio, para que el reciclaje de los paneles sea más viable económicamente.

La expansión de la producción de energía solar es clave para reducir las emisiones en todo el mundo. A nivel mundial, los paneles solares produjeron 720 teravatios-hora de energía en 2019, lo que representa alrededor del 3 % de la generación de electricidad mundial. Y se necesitaron alrededor de 46 millones de toneladas métricas de paneles solares para llevarlo a cabo.

A nivel mundial, alrededor de ocho millones de toneladas métricas de paneles solares fuera de servicio podrían acumularse hasta 2030. En 2050, ese número podría llegar a 80 millones de toneladas métricas. El reciclaje de estos paneles podría proporcionar una nueva fuente de materiales que de otro modo tendrían que extraerse (quizás en condiciones de trabajo inseguras o de explotación), y convertiría a la energía solar una pieza más sostenible del rompecabezas de la energía limpia.

¿Qué hay en un panel solar?

Los paneles solares están dispuestos como un sándwich, con células en el centro. Aproximadamente el 90 % de los paneles solares comerciales utilizan silicio como semiconductor, que convierte la luz en electricidad. Unas tiras delgadas de metal, generalmente plata, atraviesan la superficie de los cristales de silicio en cada celda y trasladan la electricidad hacia el cableado de cobre del panel. Las células solares están encerradas en una barrera protectora, generalmente de plástico transparente EVA. Otra capa de vidrio va por encima y un tipo diferente de plástico, como PET, cubre la parte posterior. Todo está envuelto en un marco de aluminio.

Esta estructura en capas protege las celdas de los elementos mientras deja pasar la luz solar, pero puede resultar difícil de desmontar cuando los paneles han llegado al final de su vida útil.

Una segunda vida

Algunas empresas intentan reacondicionar y reutilizar los paneles que han perdido eficiencia, o al menos rescatar algunos de sus componentes. La reutilización es la forma más sencilla y económica de reciclar los paneles: requiere un menor procesamiento y se vende a un precio más alto.

Un panel puede costar alrededor de 47 euros, mientras que un panel usado puede revenderse por alrededor 19 euros. Por su parte, los componentes del panel usado podrían venderse por un total de hasta 15,4 euros, según el profesor de ingeniería en la Universidad Estatal de Arizona (EE. UU.) y fundador de la start-up de reciclaje de paneles solares TG Companies, Meng Tao.

Aunque algunos revendedores suelen vender paneles usados a clientes residenciales, no les supone mucho ahorro de precio. Los paneles solo representan, aproximadamente la mitad del coste de una placa solar residencial, como mucho, y el resto se va en los demás equipos y permisos. Dado que los paneles usados no generan tanta electricidad como los nuevos, el ahorro inicial puede no merecer la pena.

Los paneles usados que no se pueden revender acaban en el vertedero o en algún tipo de reciclaje. Como no existen mandatos a nivel federal de EE. UU., Washington (EE. UU.) ha aprobado sus propios requisitos de reciclaje para fabricantes, y otros estados están considerando seguir su ejemplo. Por su parte, la UE exige que los fabricantes recojan y reciclen los paneles solares usados y que financien investigaciones sobre soluciones para el final de la vida útil de la tecnología que producen.

Aproximadamente ocho millones de toneladas métricas de paneles solares fuera de servicio podrían acumularse hasta 2030.

Algunas instalaciones de residuos pueden reciclar paneles solares mediante métodos mecánicos. La mayoría desprenden el marco de aluminio y muelen todo el vidrio, el silicio y otros metales en una mezcla denominada vidrio recuperado, que se puede vender para distintos materiales de construcción u otras aplicaciones industriales.

Pero el vidrio recuperado no vale mucho, alrededor de 2,56 euros por el valor de la mezcla de un panel. Y no se sabe si habrá compradores para todo el vidrio recuperado resultante del reciclaje de muchos más paneles solares, resalta Tao. Poder extraer materiales puros y valiosos ayudaría a que el reciclaje sea más rentable.

En 2018, la empresa de gestión de residuos Veolia, con sede cerca de París (Francia), abrió lo que, según ellos, era la primera línea de reciclaje desarrollada específicamente para reciclar paneles solares. La planta también utiliza un proceso de reciclaje mecánico, aunque como está diseñada para paneles solares, se reciclan más componentes por separado que en las instalaciones que utilizan equipos generales de reciclaje de desechos electrónicos. Pero algunas empresas apuestan a que otros métodos, como los procesos térmicos y químicos, serán aún más eficientes.

Minería de paneles antiguos

La start-up francesa fundada en 2017 ROSI Solar anunció recientemente sus planes para construir una nueva planta de reciclaje en Grenoble (Francia). El CEO de ROSI, Yun Luo, asegura que la empresa ha desarrollado un proceso para extraer la plata, el silicio y otros materiales de alto valor de paneles usados. La planta debería abrir antes de finales de 2022 con un contrato de la asociación comercial francesa Soren.

Soren también trabaja con la empresa de logística francesa Envie 2E Aquitaine, que intentará encontrar otros usos para los paneles solares fuera de servicio. Si los paneles no funcionan, la empresa quitará el marco de aluminio y el vidrio antes de pasarlos a ROSI para el reciclaje, explica Luo.

ROSI se centra en recuperar la plata y el silicio de alta pureza, ya que estos dos materiales representan más del 60 % del coste de un panel. La empresa utiliza un proceso químico patentado en las capas restantes, eliminando los diminutos hilos plateados que transmiten la electricidad a través de un panel solar activo.

Luo no ha querido entrar en detalles, pero afirma que la empresa puede recuperar casi toda la plata en forma sólida, por lo que resulta más fácil separarla de otros metales, como el plomo y el estaño. Asegura que la compañía también recupera el silicio en una forma lo suficientemente pura para procesar y reutilizar en nuevos paneles o baterías de vehículos eléctricos.

Para ser rentable, ROSI necesitará reciclar al menos entre 2.000 y 3.000 toneladas de paneles al año, resalta Luo. Soren espera recoger alrededor de 7.000 toneladas de paneles en 2021, y ese número probablemente se duplicará con creces hasta 2025.

Sin embargo, los precios de los materiales reciclados pueden ser bastante volátiles. Cuando Tao publicó un artículo de revisión sobre el reciclaje de paneles solares en junio de 2020, calculó que el valor de las materias primas que podrían extraerse de un panel usado rondaría los 8,55 euros. Y asegura que ese número casi se duplicó hasta junio de 2021, a 16,24 euros, debido a un aumento en el precio del silicio de grado solar. Por eso se ha replanteado el proceso de reciclaje que está desarrollando para su propia start-up.

Esta volatilidad de precios significa que la economía del reciclaje sigue siendo incierta. Y como la plata es tan cara y limitada, algunos investigadores trabajan para reducir o incluso sustituir la plata en los nuevos paneles solares. Aunque esto podría provocar que su precio baje aún más, también reduciría el nivel económico del reciclaje, subraya Tao.

Lo que queda por ver es el impacto ambiental de los esfuerzos de reciclaje en sí. Cuantificar los efectos que tendrán sobre la contaminación y las emisiones ayudaría a decidir el mejor enfoque para el problema de los desechos solares, opina el analista sénior de sostenibilidad energética del Laboratorio Nacional de Energía Renovable Garvin Heath. Heath es experto en análisis del ciclo de vida, que calcula los impactos ambientales de una tecnología desde su producción hasta el final de su vida útil.

La forma en la que una tecnología afecta el medio ambiente mientras está en uso no siempre representa la historia completa. La fabricación, el transporte y la eliminación de cualquier tecnología generan emisiones, y es importante tener todo eso en cuenta, según Heath. Cómo se fabrica y recicla un panel exactamente ayuda a determinar lo útil que es realmente para disminuir las emisiones.

Se trata de un cálculo que deberíamos considerar para la mayor parte de la tecnología que usamos todos los días, añade Heath. La cantidad total de residuos electrónicos globales podría alcanzar los 120 millones de toneladas métricas anuales hasta 2050, según un informe de la ONU.

Y concluye: "Toda tecnología tiene un final de vida, y hay que gestionar estas tecnologías en esos momentos".