Pensar em reduzir o consumo de materiais industrializados e gerar menos resíduos também significa construir de forma eficiente.
A energia solar fotovoltaica (PV) é uma tecnologia modular que pode ser fabricada em grandes plantas, o que gera economias de escala, mas também pode ser implantada em pequenas áreas, permitindo uma ampla gama de aplicações, desde pequenos sistemas residenciais até instalações para geração de energia em escala de serviços públicos.
O crescimento excepcional na implantação de energia solar fotovoltaica nos últimos anos precisará continuar e aumentar para seguir o cenário mundial de emissões líquidas zero até 2050 (IEA).
A capacidade instalada de energia solar fotovoltaica está prestes a superar a do carvão até 2027, tornando-se a maior do mundo, segundo projeções do IEA. A capacidade fotovoltaica cumulativa quase triplica na previsão, crescendo quase 1.500 GW durante o período, superando o gás natural em 2026 e o carvão em 2027. As adições anuais de capacidade solar fotovoltaica aumentam a cada ano nos próximos cinco anos.
Parcela da capacidade cumulativa de energia por tecnologia, 2010-2027 (IEA, 2022).
Apesar dos atuais custos de investimento mais altos devido aos preços elevados das commodities, a energia solar fotovoltaica em escala de utilidade pública é a opção menos dispendiosa para a geração de eletricidade em uma maioria significativa de países em todo o mundo. A energia solar distribuída nos telhados dos edifícios, também está definida para um crescimento mais rápido como resultado dos preços mais altos da eletricidade e do crescente apoio de políticas públicas para ajudar os consumidores a economizarem dinheiro em suas contas de energia, migrando de matrizes energéticas poluentes e/ou ambientalmente agressivas para uma matriz energética descentralizada e renovável.
Visão geral mundial dos produtores de painéis fotovoltaicos e a capacidade instalada cumulativa (IRENA, 2016).
A geração solar fotovoltaica aumentou em um recorde de 270TWh (aumento de 26%) em 2022, atingindo quase 1300TWh. Ele demonstrou o maior crescimento absoluto de geração de todas as tecnologias renováveis em 2022, superando o vento pela primeira vez na história. Essa taxa de crescimento da geração corresponde ao nível previsto de 2023 a 2030 no Cenário de Emissões Líquidas Zero até 2050.
Essa taxa de crescimento tem gerado questionamentos sobre a geração de resíduos desses materiais utilizados em larga escala e as possibilidades econômicas e sociais de manejo dessas peças, sabendo que a vida útil de funcionamento dos painéis é de aproximadamente 25 anos, o que será feito após esse período?
A crescente concentração geográfica da fabricação de energia solar fotovoltaica e os desafios contínuos da cadeia de suprimentos desde a crise do Covid-19 estão levando os governos a implementar políticas para estimular a fabricação doméstica. No entanto, a maior parte da discussão política global tem sido focada no em como reforçar a implementação de energia fotovoltaica num primeiro momento. Essas políticas foram bem-sucedidas em alcançar reduções de custo e implantação rápida na última década, mas pouca atenção foi dada às políticas para estimular a fabricação local ou ao papel da reciclagem no suprimento de necessidades futuras de materiais.
Atualmente, menos de 10% dos módulos fotovoltaicos são reciclados nos Estados Unidos, enquanto essa parcela é de quase 95% na União Europeia, onde políticas nacionais específicas exigem a reciclagem de módulos fotovoltaicos (NREL, 2021).
A União Europeia foi pioneira em adotar um regulamento de resíduos específico para painéis fotovoltaicos, obrigando a reciclagem de todos os módulos fotovoltaicos solares e estabelecendo requisitos mínimos e metas para coleta e reciclagem. Este mandato foi implementado de acordo com a revisão de 2012 da Diretiva de Resíduos de Equipamentos Elétricos e Eletrônicos (WEEE) (2012/19/UE) e, desde então, foi transposto para as leis nacionais nos estados membros da UE.
A estrutura de uma economia circular e a clássica redução de desperdício dos 3Rs (reduzir, reutilizar e reciclar) podem também ser aplicadas a painéis fotovoltaicos. A opção preferida entre elas está na redução de material em painéis fotovoltaicos e, portanto, um aumento na eficiência.
Um mercado em forte crescimento, escassez de matérias-primas e a pressão sobre os preços dos painéis impulsiona uma produção em massa eficiente, uso de menos materiais, substituições de materiais por novas tecnologias mais eficientes. Além das edificações mais eficientes necessitarem um menor uso de geração de energia, isso tudo influencia para reduzir a demanda de materiais e componentes no mercado sem impedir o crescimento da energia solar.
A opção de reutilização segue a opção reduzir. Abrange reparos e reutilização de peças. A reciclagem é a opção final (além do descarte) e só ocorre após as duas primeiras opções. É o processamento e tratamento de painéis fotovoltaicos e pode desbloquear matérias-primas para a fabricação de novos painéis fotovoltaicos
ou outros produtos.
Geração de renda com a reutilização
A maioria dos sistemas fotovoltaicos foi instalada nos últimos seis anos o que significa
que estes envelheceram a uma perda precoce de 20% da vida útil média esperada. Se defeitos são descobertos durante a fase inicial de um painel fotovoltaico os clientes podem reivindicar garantias. A maioria dos painéis defeituosos são devolvidos ao fabricante para inspeção e reparo.
Os painéis fotovoltaicos reparados podem ser revendidos como substitutos. Alternativamente, eles podem ser revendidos como painéis usados em um preço de mercado reduzido em aproximadamente 70% do
preço de venda original em comparação com painéis novos. Um mercado de painéis usados já surgiu apoiado por plataformas virtuais como www.secondsol.de e www.pvXchange.com. Com mais sistemas instalados, o número desses painéis ou componentes de segunda mão podem aumentar.
De acordo com as estatísticas de Weibull uma proporção de painéis instalados
pode permanecer intacto mesmo após um tempo de vida médio de 30 anos. Se um sistema fotovoltaico for desmontado após sua vida útil nominal, esses painéis podem ser reutilizados após uma verificação de qualidade. Isso cria oportunidades para um importante mercado secundário de painéis novos e usados no futuro.
Reciclagem de matéria prima
As tecnologias de reciclagem para painéis fotovoltaicos avançaram nos últimos 15 anos, fornecendo base para o desenvolvimento de usinas de reciclagem especializadas por empresas de energia solar fotovoltaica incluindo AEG, BP Solar, First Solar, Pilkington, Sharp, Solar, Siemens Solar, Solar International e outras. Os processos de reciclagem futuros precisarão para acompanhar as inovações em células e painéis em andamento
para obter os melhores resultados possíveis a custos aceitáveis. Tais processos terão que recuperar componentes principais como vidro, alumínio, cobre e outros potencialmente
escassos ou valiosos (por exemplo, prata, índio) em qualidade suficiente para venda no mercado mundial. Eles pode igualmente precisar lidar com quantidades modestas de
materiais tóxicos (por exemplo, cádmio). Os principais componentes dos painéis atualmente (vidro, alumínio e cobre) podem ser recuperados em mais de 85% (IRENA).
No Brasil, não há legislação específica para a reciclagem de painel solar. A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS, instituída em 2010 pela Lei n°12.305/10) incentivou a logística reversa e estabeleceu metas para evitar a destinação desses resíduos aos lixões. A Norma Brasileira Regulamentadora (NBR) 16156 de 2013, intitulada “Resíduos de equipamentos eletroeletrônicos – Requisitos para atividade de manufatura reversa” determina condições para minimizar impactos ao meio ambiente ao realizar-se a manufatura reversa de resíduos eletroeletrônicos.
Empresas específicas do ramo estão ofertando serviços de coleta, separação e reutilização dos materiais, criando um importante campo econômico que beneficia toda a cadeia produtiva e a sociedade.
Nos próximos anos, os formuladores de políticas públicas, pesquisadores e indústria devem se preparar para a ascensão de resíduos desses materiais utilizados nos painéis fotovoltaicos e e pensar em modelos para capitalizar sobre as oportunidades resultantes. O mercado do fim de ciclo de vida para sistemas de energia solar fotovoltaica deverá prosperar como um importante pilar da infraestrutura
de um futuro energético sustentável.
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