Sostenibilità del fotovoltaico: l’Europa si muove per garantire caratteri green e circolarità

Per garantire la sostenibilità al fotovoltaico occorre prevedere molti aspetti, tra cui il suo percorso “fine vita”. In un articolo pubblicato su Nature si prevede che tra il 2016 e il 2050, la produzione di rifiuti solari dovrebbe ammontare a un quantitativo tra 54 e 160 milioni di tonnellate: anche se molto ampio il margine, sarà comunque molto più lieve rispetto ai RAEE e decisamente meno dei rifiuti urbani. Secondo gli autori della ricerca, rappresenterà meno di un decimo dei flussi di rifiuti elettronici e almeno il 99,6% in meno delle ceneri di carbone e dei rifiuti urbani.

In ogni caso è bene pensare ora a come ridare vita a parti e componenti, dato che il fotovoltaico ha già raggiunto nel 2022 il traguardo di 1 TW a livello cumulativo su scala globale, in termini di silicio cristallino. Non solo: la crescita attesa nei prossimi anni sarà esponenziale.

Per questo l’Europa si sta muovendo da tempo per cercare di rendere quanto più sostenibile e circolare lo smaltimento e il riuso dei pannelli fotovoltaici e di tutti i componenti e materiali. «A livello normativo europeo si sta seguendo un doppio percorso: da un lato si lavora alla sostenibilità del fotovoltaico come settore, dall’altro si intende utilizzare la sostenibilità come una forma di “protezionismo” per i prodotti realizzati in Europa, impiegandola quindi come leva per far ripartire la filiera manifatturiera UE», ha affermato David Moser, Research Group Leader, presso l’Institute for Renewable Energy di Eurac Research, nel corso di un recente convegno organizzato da Prospecta Formazione e Infobuildenergia.

Per quanto contenuto possa essere l’impatto ambientale del singolo componente fotovoltaico (modulo, inverter ecc.), la crescita del solare nel mondo potrebbe creare criticità in termini di volumi da gestire, una volta terminato il suo ciclo, specialmente se ci si avvia alla transizione energetica.

Ecco, allora, la necessità di porre le basi utili per farne un elemento sempre più performante e con un ridotto impatto ambientale. L’Unione Europea sta lavorando su più fronti.

Sostenibilità del fotovoltaico: l’UE e il monopolio della Cina

È bene dire, sempre a proposito di sostenibilità del fotovoltaico, che le soluzioni per garantire il riciclo e dei moduli si stanno sviluppando ora, come pure il discorso sul riuso. In ogni caso è bene cercare di creare i presupposti per garantire un ridotto LCA, ma anche cercare di restituire competitività all’industria manifatturiera europea del settore, oggi minimale.

La Cina attualmente realizza l’85% circa della produzione mondiale. Inoltre detiene la grande maggioranza della supply chain del fotovoltaico. Considerando la catena del valore del silicio e dei materiali, la Repubblica Popolare esercita una posizione prevalente, passando dalla materia prima (dove ha in mano il 50% nel totale mondiale) ai componenti (89%) e l’assemblato (70%).

L’Unione Europea ha una posizione minimale, dal 6% delle materie prime all’1% nell’assemblato fino a essere pressoché nulla nei componenti. Per questo intende recuperare il terreno perduto. «L’Europa si è data degli obiettivi difficilmente raggiungibili al 2025 perché si pensava di riuscire a riportare 30 GW di capacità produttiva, mentre oggi siamo vicini probabilmente a 7-8 GW solo lato moduli», ha affermato Moser, ricordando che a marzo 2023 è stato presentato parte del Green Deal Industrial Plan, il nuovo pacchetto per la competitività dell’industria europea a zero emissioni. Esso è suddiviso in due temi per quanto riguarda i moduli e i sistemi fotovoltaici: uno è il Net Zero Industry Act e l’altro è il Critical Raw Materials Act (CRMA). Nel primo caso si tratta di un’iniziativa (ancora a livello di bozza) finalizzata ad aumentare la produzione di tecnologie che supportano la transizione verso l’energia pulita; nel secondo è una legge (su cui l’UE ha raggiunto un accordo provvisorio) per garantire materie prime essenziali per le catene di approvvigionamento dell’UE.

Con il draft del Net Zero Industry Act si afferma che almeno un 30% dei bandi pubblici debbano contenere dei criteri di pre-qualificazione per valutare il contributo di sostenibilità e resilienza dell’asta, ma prevede anche incentivi per un terzo circa dei bandi, che potrebbero considerare criteri di sostenibilità.

«Per quanto riguarda invece il Critical Raw Materials Act la parte più interessante, oltre all’intenzione di mappare i materiali critici lungo la catena del valore del fotovoltaico, riguarda la volontà di diversificare l’import, stabilendo accordi con Paesi extraeuropei con affidabilità consolidata finalizzati a rafforzare la capacità dell’Europa in termini di fornitura, migliorandone la circolarità e la sostenibilità».

Il CRMA fissa obiettivi per 17 materie prime, considerando non solo quelle critiche, ma comprende anche le materie prime strategiche, concetto introdotto per la prima volta dalla Commissione UE nel 2023, definendo quelle necessarie per le produzioni industriali che ricadono in settori di impiego strategici, come le fonti rinnovabili e l’emobility. 

Gli obiettivi da valutare per il fotovoltaico sostenibile

Nel considerare il tema della sostenibilità del fotovoltaico è necessario valutare anche il suo ridotto impatto ambientale. Quale vicepresidente della European Technology and Innovation Platform PV (ETIP PV), Moser ha ricordato la pubblicazione, nel 2021, della Strategic Research and Innovation Agenda. Si tratta di un documento di rilevanza strategica internazionale nonché fonte di ispirazione per bandi di finanziamento. In essa sono stati fissati target e Key Performance Indicator suddivisi in cinque priorità, comprendendo tutto ciò che riguarda l’efficienza e i costi a livello di cella e modulo e di singolo componente, fino alla vita utile e la sostenibilità. Tale agenda è incentrata sulla tecnologia solare fotovoltaica come aspetto importante degli impegni dell’UE rispetto agli obiettivi di energia pulita e di sostenibilità globale.

Si mettono in chiaro obiettivi relativi a: aumento della vita utile; riduzione d’uso dei materiali; minor degradazione e minor carbon footprint in produzione; diminuzione dell’impatto ambientale (in kg di CO2 per Watt) in tutta la vita utile.

«I fattori trainanti che hanno portato a questa riduzione dell’impronta e l’incremento di efficienza sono costituiti dalla riduzione dell’utilizzo del silicio per cella e la riduzione dell’utilizzo dell’argento – ha segnalato ancora il Research Group Leader di Eurac Research –. Solo considerando i dati storici, si nota come l’impronta GHG dei sistemi fotovoltaici in silicone monocristallino e la domanda energetica per produrre un modulo FV risultano più che dimezzati dal 2010 in poi, e i costi sono calati del 90%».

Tali dati, ulteriormente migliorati negli ultimi anni, mettono in evidenza come il settore «abbia compiuto notevoli passi avanti anche nella direzione della sostenibilità non soltanto nella direzione del taglio dei costi e il miglioramento continua».

Fotovoltaico: riuso e riciclo

Un altro elemento importante nel discorso sulla sostenibilità del fotovoltaico riguarda la circolarità, in termini di riuso e di riciclo a livello europeo. «Il riuso è una tematica complessa in quanto da un punto di vista ambientale i componenti vengono costruiti per avere una vita utile di 25 30 anni. In realtà, soprattutto su impianti incentivati, si assiste al fenomeno crescente di revamping e repowering, che di fatto portano a considerare moduli fotovoltaici o componenti del sistema fotovoltaico come rifiuti, malgrado potrebbero continuare a lavorare bene sul campo. In questo caso le questioni attinenti riguardano i costi (testare un componente costa di più che comprarne uno nuovo) e la sicurezza. Occorre essere certi che un determinato componente non presenti problematiche se installato o riutilizzato in un altro impianto, in un eventuale mercato di seconda mano».

Sarebbe opportuno pensare alla creazione di una etichetta per il riuso. In assenza di una normativa specifica, in Francia ci ha pensato SOREN, il sistema di ritiro senza scopo di lucro accreditato dallo Stato. Ha proposto di recente – in presenza di incentivi – un protocollo per ottenere un’etichetta dedicata.

Per quanto riguarda il riciclo, fervono i lavori per la definizione del Recyclability index per moduli e inverter, misura della capacità di un materiale di riacquistare le sue preziose proprietà attraverso un processo di riciclo. «L’’intenzione è creare un punteggio relativo all’indice di riciclabilità che verrà poi utilizzato all’interno della normativa Ecodesign in dirittura d’arrivo per quanto riguarda moduli e inverter fotovoltaici», ha ricordato ancora Moser.

Fotovoltaico e rifiuti elettronici: la direttiva RAEE in discussione

Oggi è in discussione anche la direttiva RAEE, entrata in vigore nel 2003 e sottoposta a revisione ufficializzata nel 2012, anno in cui sono entrati nel campo di applicazione anche i moduli fotovoltaici. Pur avendo ottenuto risultati significativi nei suoi vent’anni, con un incremento della raccolta RAEE da 300mila tonnellate nel 2005 a circa 4,9 milioni di tonnellate nel 2021, c’è ancora molto da fare perché l’obiettivo era raggiungere circa 10 milioni di tonnellate di RAEE raccolti nel 2020.

Oggi si ragiona sull’idoneità della direttiva, valutando se è necessaria una revisione. La tempistica prevista è fissata al terzo trimestre 2024. «In questo momento si ragiona sull’idoneità della direttiva soprattutto per componenti elettronici che hanno una lunga vita utile come i moduli fotovoltaici e gli inverter. L’esito di questa attività di consulenza, che dovrebbe terminare alla fine di quest’anno, dovrebbe portare a capire quali sono gli elementi da correggere, eventualmente all’interno di una nuova direttiva» ha ricordato ancora il dirigente Eurac Research.

Il fotovoltaico è pronto all’Energy Label

A proposito di etichette, una questione significativa, per quanto riguarda i moduli e i sistemi fotovoltaici, è l’introduzione dell’Ecodesign e dell’Energy label. «Le tematiche che la Commissione UE può considerare sulla sostenibilità del fotovoltaico riguardano i requisiti minimi obbligatori (Ecodesign) e l’introduzione di Energy Label già impiegata per gli elettrodomestici, incoraggiando il Green public procurement, ovvero l’utilizzo di bandi pubblici con requisiti di sostenibilità, e l’Ecolabel, iniziativa volontaria che permette di distinguere la sostenibilità di un componente rispetto a un altro».

L’Ecodesign – relativamente a moduli fotovoltaici e inverter – include questioni legate all’affidabilità, all’impronta del carbonio, ai requisiti di informazione e alla riparabilità per gli inverter. L’obiettivo è spingere nel mercato componentistica ad alta efficienza e a basso impatto ambientale a prescindere dalla provenienza dei prodotti e componenti.

Per quanto riguarda l’Ecolabel è possibile immaginare all’impiego di un’etichetta per il fotovoltaico in cui siano riportate informazioni utili quali la stima di produzione energetica lungo la vita utile, tasso di degradazione prevista, dimensioni…

Sempre sul tema, è bene ricordare la recente pubblicazione delle Linee guida sull’End-of-Life Management da parte dell’associazione Solar Power Europe, primo documento nel suo genere che intende fornire una panoramica completa sulla gestione dei pannelli solari a fine vita.

Consiglia questo approfondimento ai tuoi amici

Commenta questo approfondimento