Na území České republiky dopadne přibližně 800–1340 kWh sluneční energie na metr čtvereční, které proměňují na šetrnou energii fotovoltaické panely (dále FV). Prakticky nevyčerpatelný zdroj energie, který odráží ekologický aspekt zodpovědnosti nakládání s nerostnými surovinami a téměř neovlivňuje životní prostředí, a při jehož provozu nevznikají žádné emise nebo škodlivé látky. Na straně druhé nabývá na důležitosti proces recyklace vysloužilých FV panelů, o kterém je zveřejněno nedostačující množství informací.
Převládající teoretické analýzy a studie interpretují názor, že recyklaci zaplatí získané stříbro, popřípadě další obsažené cenné suroviny, a proto je nesmyslné tvořit výraznější rezervu pro jejich ekologické odstranění. Většina těchto premis se zakládá na odhadech či laboratorních výzkumech pocházejících z čistě akademických propočtů.
Počátky solární energie v Česku
Instalaci dnešních přibližně 180 000 tun solárních panelů s běžnou živostností 25 let datujeme od devadesátých let minulého století. Výraznému množství solárních panelů určených pro recyklaci tak budeme čelit od roku 2020. V České republice se poli výzkumu recyklace solárního odpadu začala mezi prvními věnovat společnost AQUATEST a.s., člen skupiny PURUM KRAFT, již od roku 2009. V té době se jednalo už o 150–200 tun mechanicky poškozených panelů, ať již přírodními vlivy, špatnou manipulací při montáži, nebo poškozením panelu při výrobě. Vlastním výzkumem vznikly analýzy a technologie zpracování jednotlivých typů odpadů od polámaných křemíkových destiček, přes destičky zatavené do plastu (EVA), až po kompletní FV panely, včetně hliníkových rámů.
Historie recyklace
Pro první recyklaci byla využita kombinace mechanických a chemických postupů. Typické postupy lze ilustrovat na zpracování odpadních křemíkových destiček, které jsou tvořeny 88 % křemíkem, 10 % hliníkem a 2 % stříbra. Chemickým postupem se získalo ryzí stříbro a křemík o čistotě 99,9 % byl používán jako surovina na legování hliníku. V letech 2009–2015 se zpracovalo na 300 tun solárních odpadů, ať již se jednalo o křemíkové destičky zatavené v EVA folii či destičky, včetně nalepených sběrných drátků. Vytěženo bylo na 1 000 kg stříbra a výstupem byly také mokré frakce skla znečištěné křemíkem a jemnou drtí plastů. Využití těchto odpadů bylo testováno, ale nebyla pro ně nalezena ekonomická varianta.
Výzkum se stal zákonem
Od roku 2015 směrnice EU 2012/19/EU ukládá povinnost zajistit při zpracování solárních panelů 70 % recyklaci a 80 % využití. Pouze zbylých 20 % lze odstranit uložením na skládku. Pro splnění nových požadavků byla společností AQUATEST a.s. vyvinuta jedinečná technologie mechanické separace skla. Ekonomiku recyklace je tak možné ukázat na reálných číslech z provozu unikátní recyklační linky. Sklo tvoří 70–80 % hmotnosti FV panelu a výtěžnost činí 90 %. Zbylá procenta hmotnosti jsou tvořena hliníkem a stříbrem, jejichž recyklační účinnost je 99 % a měď, které se zpětně vytěží na 90 %. Dále plasty, které se nerecyklují kvůli emisi halogenů a křemík, který se také nerecykluje kvůli své ceně okolo 40 Kč/kg. Těmito parametry je naplněn recyklační požadavek a od roku 2015 bylo doposud zpracováno dalších více než 300 tun FV panelů.
Zaplatí získané stříbro recyklaci?
Doposud jsme zpracovali přes 600 tun solárního odpadu a jediným ekonomicky významným výstupem zůstává stříbro. Využití skla zaplatí náklady dopravy do skláren, směs plastů s obsahem fluoru je možné zpracovávat ve specializovaných zařízeních, a cena křemíku je ve skutečnosti stokrát nižší, než je uváděno v teoretických rozborech, kde se počítá s jeho vstupní cenou při čistotě 99,999 %. Významným nákladem je také logistika, nebo skladování odpadů, které se řeší pro malá množství.
Náklady na mechanické operace jsou kolem 5 Kč za kilogram, náklady na chemické loužení a rafinaci stříbra 10 Kč za kilogram. Výsledná bilance tedy dramaticky záleží na vstupním obsahu stříbra. „Obecně z našich zkušeností vyplývá, že do obsahu stříbra 0,08 % na vstupní váhu panelu se chemické malotonážní zpracování nevyplatí a recyklaci je výhodné ukončit po mechanické separaci skla a hliníkových rámů,“ uvádí společnost AQUATEST a.s. Při obsahu stříbra 0,08–0,13 % je výsledná ekonomika zpracování v kladné nule, při vyšším obsahu stříbra je možné dostat se do kladné bilance. Dle našich zkušeností většina panelů vyrobená do roku 2010 tuto podmínku splňuje, ale musíme brát na vědomí výrazný pokles této komodity na burze drahých kovů.
Solární budoucnost po roce 2020
Celkové reálné náklady na zpracování se dnes pohybují kolem 17–23 Kč/kg, přičemž recyklační poplatek, který inkasovaly kolektivní systémy, čítá 8,50 Kč/kg. Výrobní odpady jsou dnes již prakticky nulové a množství poškozených panelů je v řádu nízkých desítek tun za rok, pro které se nevyplatí investovat do specializovaného podniku, která by zlevnila vlastní recyklaci. Recyklace solárních panelů má i po započtení výnosů z prodeje získaných surovin prozatím negativní bilanci, přesto problematika recyklace nabývá na důležitosti, jak z pohledu ekonomického, tak především ekologického.
