Il percorso di transizione energetica pianificato dal Green Deal europeo non può dimenticarsi della circolarità. Le materie e i materiali usati per generare o stoccare energia pulita da moduli fotovoltaici, pale eoliche e sistemi di accumulo necessitano impianti di riciclo efficienti e scalabili. Secondo le stime di Irena, entro il 2050 a livello mondiale si produrranno 78 milioni di tonnellate di rifiuti di pannelli solari fotovoltaici, con un in giro d’affari di 15 miliardi di dollari.
Visti i prezzi delle materie prime, i margini di riciclo stimati e la Responsabilità Estesa del Produttore che obbliga a una gestione corretta dei rifiuti, la Regione Sardegna ha organizzato il webinar “Riciclo nelle energie rinnovabili" proprio per approfondire la questione lasciando la parola a professionisti del settore.

Cosa si ricicla dei pannelli fotovoltaici?

Ecoem Servizi è un sistema collettivo nazionale per l'applicazione dell’EPR nella gestione dei Raee, lavora con più di 500 aziende e ha in gestione oltre 3,5 milioni di moduli fotovoltaici. “In Italia ci sono quasi un milione di impianti fotovoltaici installati – dice Luca Fasolino, amministratore delegato di Ecoem Servizi -. Stiamo assistendo ad una crescita significativa del settore dato che solo nel 2021 sono stati installati 80mila impianti. A livello normativo i moduli fotovoltaici sono iper regolati per il loro fine vita, bisogna seguire diversi livelli di norme prima di poterli trattare. Invece, per quanto riguardo lo storage, le apparecchiature come gli accumulatori ricadono sulla direttiva dedicata agli accumulatori”.
Mentre Fasolino parla di un 97% di moduli fotovoltaici di tipo cristallino in commercio, le stime di Andrea Modica, responsabile di Nike, ci restituiscono una diffusione crescente dei moduli in silicio amorfo che negli ultimi 10 anni sono arrivati a rappresentare circa l’8%. I pannelli al silicio poli e monocristallino sono i più diffusi ed efficienti, ma il loro grande nemico è il caldo: infatti all’aumentare della temperatura calano di efficienza. Al contrario, reagiscono bene i moduli a film sottile che sopportano meglio le alte temperature. “Per i riciclatori gestire moduli diversi è una difficoltà in più – spiega Modica durante il webinar-. A seconda delle percentuali di materiali che compongono i pannelli, ogni tipologia richiede trattamenti diversi”.
Come spiega Modica, i moduli fotovoltaici rientrano nella definizione di rifiuti Raee, ma la normativa non distingue la chiavetta usb da un pannello o da una lavatrice. Nike ha una linea di smaltimento dedicata al fotovoltaico, ma le necessità di trattamento sono notevolmente differenti, così come le complessità. “Nel mondo dei pannelli ci sono delle sotto-categorie che rendono la questione del riciclo una sfida molto più complessa di quanto si possa immaginare. Il nostro processo segue diverse fasi: doppio stadio di triturazione, separazione dei metalli, vagliatura, granulazione e infine otteniamo le materie prime seconde destinate alle industrie del settore. Il processo è completamente meccanico, quindi a basso impatto energetico ed emissivo”.
L’attuale percentuale di riciclo di Nike è dell’88%, ma l’azienda punta a raggiungere il 97%. Ma che fine fa il 12% restante? “Questa percentuale è costituita da plastiche e silicio che non va in discarica. I materiali vengono recuperati attraverso processi idrometallurgici. Bisogna tener presente che il silicio riciclato non possiede un alto grado di purezza e quindi viene destinato ad applicazioni più povere”, precisa Andrea Modica. Un pannello non ha una composizione standard, però tendenzialmente è fatto da un 15% di alluminio, 70% di vetro e il restante 15% è un mix di collante, silicio, contatti elettrici e rame. Il decreto legislativo 49/2014 impone di recuperare 85% del pannello in peso, il che significa recuperare prevalentemente vetro e alluminio.

Le criticità del riciclo delle batterie agli ioni di litio

Se la situazione del riciclo dei moduli sembra piuttosto buona, quella delle batterie lo è molto meno. Il gruppo Seval possiede otto impianti di trattamento rifiuti che raccolgono in gran parte batterie e pile.
“La dimensione di mercato delle batterie ioni di litio è ancora molto piccola – spiega Alessandro Danesi, referente del gruppo Seval e responsabile di uno dei principali impianti di trattamento di batterie sul territorio nazionale – e questo non consente l’installazione di impianti industriali. L’anno scorso solo il settore automotive italiano ha immesso nel mercato circa 60mila batterie che fra diversi anni dovranno essere smaltite. Oggi le tecnologie di trattamento sono mature ma non ci sono impianti di riciclo per batterie agli ioni di litio a livello industriale”.
Secondo Danesi anche in Europa la situazione non è migliore. “Le tecnologie sono complicate, richiedono competenze particolari. I progetti sono spesso frenati da un quadro normativo ancora in divenire. C’è una bozza di regolamento che dovrebbe uscire nel 2023: impone di riciclare almeno due terzi del litio presente all’interno delle batterie. Ma il litio sul peso totale delle batterie rappresenta solo il 2-3% . È un materiale poco presente all’interno della batteria”. Le batterie al litio inoltre sono considerate merci pericolose per il trasporto. Sono altamente infiammabili e se sono danneggiate devono seguire misure di sicurezza molto rigide.
Riciclare con processo termico le batterie agli ioni di litio significa sostanzialmente scioglierle producendo lingotti, che però hanno poco mercato. “La criticità degli impianti termici – aggiunge Danesi - è che hanno un costo importante, il litio finisce nelle scorie o nei fumi quindi è complicato da recuperare”.
L’altra tecnologia a disposizione si basa sulla pirolisi e prevede che le batterie vadano prima scaricate. Dopa la fase di pirolisi, si prosegue con la macinazione, vagliatura e infine un trattamento idrometallurgico. “Il vantaggio di questa tecnologia è che è molto scalabile e non ha alti costi energetici. Dall’altra parte abbiamo due grossi svantaggi: non si tratta di impianti di grande capacità e la pirolisi viene considerata al pari dell’incenerimento, quindi non è ben vista”.

Immagine: Biel Morro (Unsplash)