Los módulos fotovoltaicos más duraderos pueden aliviar la presión sobre las materias primas

El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos, NREL ha publicado un informe sobre la economía circular de los módulos fotovoltaicos pone de manifiesto las preocupaciones acerca de los residuos, el impacto de los materiales y la justicia energética, especialmente considerando lo rápido que debe crecer la fotovoltaica para cumplir con los objetivos de descarbonización. Según el estudio, los módulos con una mayor vida útil pueden llegar a reducir en un 3% la demanda de materiales para la fabricación de módulos fotovoltaicos.

Para cumplir con sus objetivos climáticos para 2050, Estados Unidos necesitará instalar 20 veces más módulos fotovoltaicos que los que tiene instalados en la actualidad. Dado que todos los enfoques requerirán de un importante crecimiento de la fabricación e instalación de módulos fotovoltaicos, un nuevo informe de NREL sugiere que los módulos fotovoltaicos de larga duración pueden liberar una cantidad importante de los materiales y la fabricación necesarios.

Estos son dos de los hallazgos clave de un equipo de investigadores de NREL, que han realizado uno de los primeros análisis cuantitativos sobre cómo la vida útil y las tasas de reciclaje de los módulos fotovoltaicos pueden afectar a los flujos de materiales fotovoltaicos hasta 2050 en una red 100% descarbonizada en Estados Unidos. Su modelización de diferentes escenarios “qué pasaría si…” está detallada en un artículo titulado Circular Economy Priorities for Photovoltaics in the Energy Transition.

Cuando se piensa en la sostenibilidad de la cadena de suministro fotovoltaico, se tiende a saltar directamente al reciclaje como la solución, cuando en realidad hay un montón más de palancas de economía circular para intentar antes, como la extensión de vida.

Cómo afectan la vida útil de los módulos y su tasa de reciclaje a los nuevos materiales y los residuos

Entre los 336 escenarios que consideraron los autores, que combinan diferentes rangos de vida útil de los módulos y tasas de reciclaje, dos escenarios representan los límites superior e inferior de los posibles enfoques para una economía circular de módulos fotovoltaicos: módulos con una vida útil extendida de 50 años y módulos de 15 años con una alta tasa de reciclaje en circuito cerrado (lo que significa que los materiales se reutilizan en módulos nuevos en lugar de reciclarse en productos más simples). Estos se compararon con un escenario de referencia, que asume una vida útil del módulo de 35 años y una baja tasa de reciclaje, reflejo de la tecnología actual. Si bien es poco probable que se produzcan módulos de 15 años y los módulos de 50 años aún no están disponibles, los dos escenarios sirven como puntos de comparación.

Los módulos de vidas útil más larga podrían reducir la demanda de nuevos materiales en un 3% con respecto al escenario de referencia, al reducir la necesidad de un despliegue solar adicional para lograr los mismos objetivos en Estados Unidos. Debido a que los módulos de menor duración requieren 1,2 TW adicionales de módulos de reemplazo para mantener la capacidad de generación fotovoltaica hasta 2050, deben alcanzar tasas de reciclaje en circuito cerrado del 95% o más para evitar la necesidad de cantidades mayores de materiales nuevos que el escenario de referencia de 35 años. El modelado solo consideró el flujo de materiales para los módulos de silicio cristalino, que dominan el mercado fotovoltaico actual, pero se puede aplicar a otras tecnologías fotovoltaicas.

Si bien este modelo se centró en los flujos de materiales, sin considerar aún aspectos como la demanda de energía y la intensidad de carbono de la fabricación, la equidad y la economía, los autores apuntan tres tendencias importantes:

• Los módulos de larga duración no solo reducen la demanda de nuevos materiales, sino que también brindan un tiempo extra más largo para desarrollar e implementar procesos de reciclaje o refabricación al final de su vida útil, ya que pasará más tiempo hasta que comiencen a retirarse.
• Los módulos de vida más corta deben lograr altas tasas de recolección y reciclaje/refabricación para evitar el consumo de nuevos materiales adicionales.
• El vidrio compone la mayoría (en masa) de los módulos fotovoltaicos actuales. Al desarrollar procesos de reciclaje o refabricación, será importante considerar el vidrio fotovoltaico para garantizar un suministro constante de vidrio de alta calidad además de silicio y metales.