Viva rápido, morra jovem: um estudo do MIT propõe o uso de painéis de 10 anos

Pesquisas descobriram que mesmo painéis solares de curta duração, com 10 a 15 anos de duração, poderiam fornecer desempenho suficiente para projetos bancários. Os pesquisadores acreditam que os custos dos painéis, juntamente com uma mentalidade industrial que agora é fixada no preço final da energia solar, em vez dos custos por quilowatt instalado, podem abrir oportunidades para produtos fotovoltaicos atualmente rejeitados devido ao seu curto ciclo de vida.

Painéis "descartáveis" seriam ótimas notícias para os fabricantes de energia solar, mas eles criariam montanhas de resíduos a menos que fossem reciclados.

Os produtos fotovoltaicos mais eficientes e de menor custo, com uma vida útil mais curta que o padrão da indústria de 25 a 30 anos, podem abrir novas oportunidades para desenvolvedores de projetos e proprietários de usinas nos próximos anos, de acordo com uma estudo realizado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT para as iniciais do nome em inglês).

No artigo “Acelerando a entrada no mercado fotovoltaico com substituição de módulos”, publicado em Joule , os pesquisadores apresentaram uma estratégia de substituição de módulos que permite que os proprietários do projeto atinjam um custo de energia nivelado e econômico (LCOE) com módulos fotovoltaicos com ciclo. vida útil esperada inferior a 15 anos.

De acordo com o estudo, a substituição de painéis poderia ajudar a integrar as tecnologias fotovoltaicas de menor vida útil atualmente excluídas do mercado, desde que durem pelo menos dez anos, com uma eficiência de conversão superior a 20% e seu custo não exceda US $ 0,30 / W.

"As tecnologias fotovoltaicas emergentes com uma vida inicial inferior a 15 anos podem alcançar um LCOE competitivo", diz o relatório.

A chave do LCOE

A principal mudança que pode abrir a porta para painéis com vida útil mais curta é a redução nos preços dos painéis, que garantiu o equilíbrio dos custos do sistema, que agora representam a maior parte dos gastos com projetos solares. "Isso significa que, desde que os novos painéis solares sejam elétrica e fisicamente compatíveis com os sistemas elétricos, pode fazer sentido econômico substituir os painéis por novos e melhores à medida que estiverem disponíveis, enquanto o restante do sistema é reutilizado". O estudo aponta.

Os pesquisadores analisaram um parque solar de 100 MW construído com um sistema de monitoramento, uma instalação comercial na cobertura de 200 kW e um complexo residencial de 6 kW. Para a análise, eles foram baseados em parâmetros de referência do Laboratório Nacional de Energia Renovável do Departamento de Energia dos Estados Unidos; suposições sobre o futuro desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica, financiamento e reciclagem de módulos; e quatro ferramentas independentes para calcular o LCOE.

“Nos três tipos de instalação que encontraram - dependendo das particularidades das condições locais - a substituição de novos módulos após 10 a 15 anos pode, em muitos casos, fornecer vantagens econômicas, mantendo os numerosos benefícios ambientais e a redução de custos. emissões de energia solar ”, afirmou a equipe de pesquisa.

Os autores do artigo esperam que suas descobertas ajudem a mudar a crença de que é necessária uma vida útil mínima de 25 anos para obter lucratividade. "Se alguém inventa uma nova tecnologia com uma vida útil de dez anos, ninguém vai olhar para ela", disse o estudo. "Isso é considerado domínio público em campo e é um pouco paralisante."

Impacto na indústria de reciclagem

A adoção de tecnologias fotovoltaicas “mais descartáveis” ofereceria um fluxo de renda mais sustentável para os fabricantes de energia solar e teria implicações enormes na reciclagem de produtos solares. O setor de reciclagem fotovoltaica está avançando no conhecimento de que os primeiros volumes significativos de painéis ao final de sua vida útil surgirão na próxima década.

Segundo Bertrand Lempkowicz, diretor de comunicação, marketing e relações públicas da PV Cycle, um painel de dez anos poderia oferecer benefícios aos investidores, com base em um período de reembolso de seis a sete anos. "Mas, de uma perspectiva ecológica, um painel com uma vida útil de 25 anos deve ser mais interessante", disse Lempkowicz à revista pv . "Do ponto de vista da recicladora, ter uma vida útil mais curta significa mais desperdício e deve ajudar a reduzir o preço da reciclagem".

Outro fator importante, de acordo com Lempkowicz, é que os painéis fotovoltaicos de 20 anos podem continuar a fornecer 80% de sua energia inicial duas décadas após a instalação, com um desempenho que tende a ser maior em sistemas residenciais. "Quanto às instalações industriais, onde se espera uma repotenciação porque a capacidade dos novos módulos está aumentando constantemente, uma vida útil de 10 ou 15 anos deve ser suficiente", disse ele. "Para eles, mudar a usina mais cedo é um investimento e esses módulos provavelmente nunca chegarão 20 ou 25 anos antes de serem substituídos".

Três toneladas de painéis fotovoltaicos reciclados no Panamá

A associação PV Cycle coleta e recicla módulos fotovoltaicos em todo o mundo. Depois de tratar mais de 30.000 toneladas de painéis desde a sua criação, a entidade estima que 150.000 toneladas de módulos podem chegar ao fim de sua vida útil em 2030.

Imagem: Ciclo PV

Nascida de uma iniciativa da indústria solar para reciclagem, a associação PV Cycle lançou há um ano e meio o PV Cycle Global Membership, um programa aberto a produtores de fora da Europa para a coleta e tratamento de painéis fotovoltaicos. “Na Europa, a legislação regula a reciclagem e temos um sistema de coleta e processamento [de painéis solares] que funciona muito bem. Fora da Europa, no entanto, não há legislação e há cada vez mais solicitações de membros pedindo ajuda [para a coleta e reciclagem] de painéis ”, disse Bertrand Lempkowicz, chefe de comunicação da PV Cycle à revista pv .

Desde a implementação deste programa, três toneladas de resíduos foram coletadas no Panamá e 25 toneladas no Senegal. Os painéis instalados nessas regiões não estão realmente no final de sua vida útil, que atualmente tem entre 20 e 30 anos, mas são elementos defeituosos, quebrados em alguns casos durante o transporte ou a construção. "Na América Latina, por exemplo, onde o mercado fotovoltaico está em expansão, estima-se que 1% do que é instalado em 5 anos possa ser reciclado, e isso é uma boa quantidade de painéis", acrescentou Lempkowicz.

Os painéis do Panamá e do Senegal foram repatriados por navios na Europa, mais precisamente na Bélgica, para o porto de Antuérpia, que fica perto de um centro de reciclagem. Embora o transporte seja otimizado especialmente usando recipientes de tamanho apropriado, o ideal seria reciclar no local. “A eficiência no nível de CO2 não é a mesma que teríamos na Europa porque o transporte é mais longo, mas a implementação de uma unidade de reciclagem localmente hoje não faz sentido. Isso vai acontecer no futuro ”, explicou Lempkowicz.

O PV Cycle não possui centros de reciclagem próprios e opera centros administrados por empresas privadas. "Se não houver gigawatts suficientes instalados em uma região, as empresas não investirão em um centro de reciclagem porque não seria lucrativo", acrescentou Lempkowicz. Por enquanto, a associação tem contatos na América do Sul que eventualmente permitirão a reciclagem in situ. No continente africano, uma empresa será responsável pelo agrupamento dos painéis da África Oriental, que serão repatriados na Europa assim que as quantidades forem suficientes para encher completamente os contêineres.

No entanto, agora, ainda na perspectiva de reduzir suas emissões de CO2, a PV Cycle está organizando uma missão para recuperar quase 10.000 painéis na Guiana ... em canoas.

Carros elétricos poluem mais? Alemanha diz que sim

Os germânicos corroboram que os carros elétricos poluem mais que a diesel ou a gasolina.

Apartir de um estudo realizado na Alemanha, o professor da Universidade de Colônia, Christoph Bucha, concluiu que os carros elétricos são mais poluentes do que os veículos alimentados por combustíveis fósseis.

Neste estudo, aparece enfatizado que o carro elétrico pode ter um impacto ambiental maior do que o carro a diesel ou a gasolina. Ao que acresce as fontes de alimentação serem mais poluentes do que os carros ‘térmicos’.

Sublinha-se ainda que todo o processo de extração dos componentes que dão forma à bateria, como o lítio, o cobalto ou o manganês, tornam as emissões na produção do veículo elétrico superiores à que emite um equivalente a gasóleo ou a gasolina durante a sua vida.

Segundo os especialistas, que também participaram neste estudo, neste processo é também avaliado o impacto industrial e ecológico da extração do lítio.

O estudo conclui que, para níveis de autonomia semelhantes, os carros elétricos terão maior impacto no que toca a emissões, do que um carro a diesel ou gasolina.

O lado sujo da energia solar

A energia solar é atualmente percebida como uma das muitas tecnologias renováveis ​​que servem como um farol de esperança na próxima mudança da produção de energia baseada em carbono. Embora possa não ter atualmente a presença nos EUA de que a energia eólica tenha atingido, o custo de produção de um painel solar caiu significativamente, mesmo desde o início dos anos 2000 [1].

Semelhante à Lei de Moore, o efeito Swanson prevê a diminuição do custo da energia solar ao longo do tempo [1].

No entanto, como esse impulso para a comercialização da energia solar se torna mais urgente e mais iminente, é essencial que o impacto negativo dessa tecnologia seja avaliado e gerenciado ao longo da vida útil do painel. 

Ciclo de vida de um painel solar [2].

Este ciclo de vida continua até o eventual descarte ou reciclagem do produto [2]. Em todo o processo, tanto o fabricante quanto o usuário final devem assumir a responsabilidade pela poluição e pelo desperdício que geram. 

A fabricação de painéis solares, como a produção da maioria dos produtos eletrônicos, requer o uso de uma variedade de substâncias químicas nocivas, como ácido fluorídrico e pó de kerf, um subproduto da produção de wafer de silício [3]. Além disso, os combustíveis fósseis são consumidos na aquisição de matérias-primas e na produção das células [4]. A Califórnia relata que, de 2007 a 2011, mais de 46,5 milhões de libras de resíduos perigosos foram criados por fabricantes de painéis solares somente no estado [5]. Com a produção aumentando na China e menos regulamentação governamental, esses materiais estão sendo despejados de forma inadequada no meio ambiente [6]. 

À medida que o preço da eletricidade aumenta, os residentes em locais ensolarados começaram a procurar a energia solar para fornecer eletricidade. No entanto, ao final da vida útil do painel, é importante que os indivíduos tenham a capacidade de descartá-los adequadamente. Embora isso possa não desempenhar um papel tão importante quanto a fabricação dos painéis, se esses painéis forem simplesmente enviados para um aterro sanitário, sérios riscos à saúde surgem da capacidade do soldado líder nos painéis de contaminar o solo e as águas subterrâneas locais [3]. ]. Outros materiais, como vidro e alumínio, também poderiam ser reciclados, reduzindo a necessidade de novas fontes de matéria-prima [3]. No momento, os fabricantes têm autonomia total sobre a reciclagem de painéis solares [7], no entanto, a criação de regulamentação em toda a indústria é necessária para gerenciar os resíduos em todos os estágios do ciclo de vida do painel solar.

Atualmente, a energia solar pode ser uma fonte de energia renovável, mas, para se tornar uma fonte sustentável, é necessária uma combinação de regulamentação governamental e educação pública. Exigir a responsabilização pela poluição e pelos resíduos criados ao longo da existência de um painel solar é a melhor maneira de garantir um futuro que poderia ser totalmente movido a energia solar [4]. 

[1] http://www.economist.com/blogs/graphicdetail/2012/12/daily-chart-19

[2] http://livingworkinggreen.wordpress.com/2011/04/05/life-cycle-impact-of-solar-goes-beyond-hot-water/

[3] http://www.oregon.gov/odot/hwy/oipp/docs/life-cyclehealthandsafetyconcerns.pdf

[4] http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=solar-cells-prove-cleaner-way-to-produce-power

[5] http://articles.washingtonpost.com/2013-02-10/business/37026307_1_solar-panels-hazardous-waste-panel-makers

[6] http://articles.washingtonpost.com/2008-03-09/business/36778308_1_polysilicon-plants-solar-energy-chinese-companies

[7] http://generalengineering.sjsu.edu/docs/pdf/mse_prj_rpts/fall2011/METHODS%20AND%20CONCERNS%20FOR%20DISPOSAL%20OF%20PHOTOVOLTAICS.pdf