Energia: ENEA con Enel Green Power nel progetto UE per la produzione pannelli fotovoltaici da riciclo

04 Novembre 2021 Ultima modifica: 08 Febbraio 2022

Sviluppare soluzioni tecnologiche innovative per massimizzare il recupero di materie prime da pannelli fotovoltaici a fine vita e creare una filiera industriale europea per produrne di nuovi in un’ottica di economia circolare.

È l’obiettivo del progetto Ue PHOTORAMA[1], finanziato dal programma Horizon2020 con 8,4 milioni di euro, che vede la partecipazione di 13 tra istituti di ricerca e aziende, tra cui ENEA ed Enel Green Power (EGP) per l’Italia e l’ente francese CEA[2] nel ruolo di coordinatore.

“La tecnologia che svilupperemo grazie a questo progetto permetterà di recuperare dai pannelli a fine vita quasi il 100 per cento dei materiali e con una grado di purezza mai raggiunto prima. Oggi non esiste nessun processo industriale al mondo che sia in grado di fare ciò. Centrare questo obiettivo aiuterebbe l’intera industria solare a compiere un enorme passo in avanti rispetto agli attuali standard di riciclaggio e, soprattutto, a ridurre la dipendenza dell’Europa dalle importazioni di materie prime critiche”, spiega Massimo Izzi, responsabile per ENEA del progetto PHOTORAMA e ricercatore del Laboratorio Ingegneria per l’Industria Fotovoltaica.

La ricerca ENEA sarà focalizzata sull’eco-design dei moduli fotovoltaici per elaborare una tecnica produttiva che renda il pannello facilmente riciclabile in tutti i suoi componenti. Enel Green Power si occuperà di valutare la migliore tecnologia di riciclo dei moduli fotovoltaici e di validare l’utilizzo - nella manifattura di moduli fotovoltaici - di componenti prodotti con le materie prime recuperate, incrementando la circolarità dei moduli della fabbrica 3SUN di Catania.

La nuova linea industriale utilizzerà un’innovativa tecnologia di delaminazione che è in grado di separare in modo efficiente le celle solari dalla lastra di vetro, mentre processi chimico-fisici innovativi consentiranno di recuperare tutti i materiali senza ricorrere alle attuali e poco efficienti tecniche di triturazione dei moduli fotovoltaici in cui le celle, la parte pregiata del modulo, finiscono in una catena di recupero di basso valore economico (il cosiddetto down-cycling). Il nuovo processo tecnologico si tradurrà in un “up-cycling” con il recupero di materiali di alto valore (come l’alluminio dal telaio e il vetro e i polimeri dalle lastre) e metalli dallo strato delle celle solari (critici come silicio, indio e gallio, e preziosi come l’argento).

“La nuova tecnologia di recupero e riciclaggio consentirà così l’implementazione di un business case economico rilevante attraverso un’alta percentuale di recupero, superiore al 98% dei materiali fotovoltaici a fine ciclo vita a livello industriale. Allo stato attuale si tratta della percentuale più alta di riciclo che si conosca a livello mondiale”, conclude Izzi.

Nel rapporto “End of Life: Solar Photovoltaic Panels” dell’International Renewable Energy Agency (IRENA) si prevede che si passerà da 10 milioni di tonnellate nel 2030, a circa 78 milioni di tonnellate nel 2050 di pannelli disponibili, con i quali sarebbe possibile realizzare oltre 2 miliardi di nuovi pannelli e generare un giro di affari di 15 miliardi di dollari. La gestione del futuro dei moduli fotovoltaici, quindi, può diventare un’opportunità in grado di dare vita a un giro di affari, legato ai componenti recuperabili, di 450 milioni di dollari al 2030. Inoltre, si prevede che la crescita della produzione di elettricità solare raggiungerà una capacità cumulativa di 2.840 GW entro il 2030 e 8.519 GW entro il 2050, che equivale a diciotto volte la capacità globale del 2018. Sebbene i pannelli fotovoltaici forniscano una generazione di energia a emissioni zero per una durata complessiva di circa 25-30 anni, è fondamentale garantire sempre di più prodotti sostenibili e a basso impatto ambientale per sostenere la transizione ecologica prevista dal New Green Deal europeo.

obiettivo è quello di produrre combustibili puliti come l’idrogeno o miscele idrogeno/metano partendo da materiali a base carboniosa di basso valore, attraverso un processo che utilizza energia rinnovabile e che non emette sostanze inquinanti nell’ambiente. Si tratta quindi di una via puramente termochimica per la produzione di idrogeno e al tempo stesso per la valorizzazione energetica dei rifiuti”, spiega il ricercatore ENEA Alberto Giaconia, inventore del brevetto insieme ai colleghi Silvano Tosti, Giampaolo Caputo e Alfonso Pozio.

A differenza dei comuni processi di gassificazione e combustione, questo trattamento si basa su un’operazione di “idrogassificazione” che consiste nel trattare il rifiuto grezzo, anche umido, con idrogeno.

“Di fatto, l’idrogassificazione permette di convertire il rifiuto in metano utilizzando idrogeno. Il metano viene poi trattato in un processo sostenuto con calore proveniente da fonti rinnovabili”, prosegue Giaconia.

I prodotti ottenuti sono la CO₂ in forma concentrata che, a differenza di quella ottenuta dai normali processi combustione, è facilmente separabile per essere eventualmente trasportata e riutilizzata, e l’idrogeno, parte del quale andrà ad alimentare (come reagente) il processo di idrogassificazione.

L’idrogeno prodotto in eccesso rappresenterà il combustibile “pulito” generato dal processo, che potrebbe essere immesso in un mercato emergente fortemente promosso dal piano di resilienza, come ad esempio il settore della mobilità sostenibile e dell’industria.

”Possiamo prevedere che il processo sia vantaggioso anche a livello economico perché utilizziamo un rifiuto per ottenere un combustibile commerciale. Basti pensare a quanto un Comune come quello di Roma debba oggi pagare per esportare rifiuti che invece potrebbero essere valorizzati. La trasformazione inoltre prevede l’immagazzinamento di energia rinnovabile con un sistema relativamente semplice e con elevata efficienza”, conclude Giaconia.