23.06.2021 - 19:50
En un món que obtingui tota l’energia a partir de renovables caldran milions de molins eòlics, plaques solars i bateries. A més, amb la tecnologia actual s’hauran de renovar completament cada vint anys. Això pot generar un volum de residus fora de mida, com diuen sovint veus crítiques amb les energies renovables. Imatges de plaques solars, pales de molins eòlics i bateries disposades en abocadors i colgades amb terra han ajudat a tenir aquesta percepció. Però, realment, aquesta n’és l’única solució? Què podem fer quan se n’acaba la vida útil?
Molins eòlics: cap a un reciclatge 100% i l’allargament de la vida útil
Actualment, alguns dels primers parcs eòlics que es van instal·lar al món arriben al final del disseny d’operació durant vint anys i s’han de desmuntar. La facilitat o dificultat de reciclatge varia segons la part del molí. L’element més fàcil de reciclar és la gran torre, que normalment és feta d’acer i es pot vendre molt fàcilment a preu de mercat sense processar-la gaire. Fins i tot es poden fondre i tornar a fer servir per a construir les noves torres. A més, s’avalua la possibilitat de fer-les de formigó, cosa que podria allargar-ne la vida útil i no requeriria tanta energia.
Un altre element voluminós són els fonaments del molí. En el cas de l’eòlica terrestre, són de formigó i bigues d’acer. La solució menys desitjable seria deixar-los on són. Se’n treu el primer metre i es cobreix el forat amb sòl orgànic. És com deixar una gran pedra soterrada. Si s’ha de posar un molí al mateix lloc, es pot aprofitar el fonament –si és en bon estat– i fusionar-lo amb el nou, que normalment és més gran perquè els molins moderns també ho són. La darrera opció, i la més laboriosa, és extreure tot el fonament i separar el formigó de l’acer. El metall es fon per tornar a ser utilitzat i el formigó es pot esmicolar per fer-lo servir en unes altres obres. Quant a l’eòlica marina, els pilons d’acer i formigó es poden extreure del tot.
La següent part a reciclar és la góndola, situada a dalt de la torre i darrere les pales. És la que conté el generador, els eixos del rotor, el multiplicador de velocitat (“canvi de marxes”) i uns altres components elèctrics i electrònics. Hi ha principalment acer, alumini i coure. Tots aquests elements es poden reciclar en més d’un 90%. Amb totes aquestes parts es recicla al voltant del 85-90% del molí. Però manquen dues de les parts més complicades. Les terres rares que formen part dels imants que generen l’electricitat i les grans pales dels molins. Per a les terres rares, que tot i el nom que tenen no ho són més que els altres materials, es fan recerques per a millorar-ne la recuperació –com ara amb microbis–, però també s’intenta de fer servir materials alternatius més comuns amb propietats magnètiques, com ara la ferrita.
Les pales dels molins eòlics són fetes normalment de compòsit, material on s’entrellacen fibres de vidre i carboni amb acer o fusta en una matriu de polímer termosegellada. Això dificulta molt la separació dels components. Normalment les pales es llencen en abocadors o es cremen en incineradores o plantes de producció de ciment. Més enllà d’això, s’investiguen nous materials per facilitar-ne el reciclatge. Aquest mes de maig passat l’empresa danesa Vestas anunciava que havia fet progressos en aquesta línia, i espera tenir en tres anys uns compòsits nous que permetin el reciclatge complet i la fabricació de pales noves a partir de les velles. Alhora, se cerquen mètodes físico-químics nous per a reciclar compòsits, un material que es fa servir en unes altres indústries i pel qual hi ha un interès comú. Fins i tot es podrien fer servir materials tèxtils en la fabricació de les pales, perquè són més fàcils de recuperar.
Un altre objectiu principal és allargar-ne la vida útil, és a dir, passar dels vint-i-cinc anys actuals a més de quaranta. I, alhora, fer el disseny de molins i components pensant a facilitar-ne el reciclatge. Un altre camí que s’explora és la restauració i reutilització dels components per a donar-los una segona vida. A més de no haver de canviar els molins completament, permet d’anar fent operacions d’actualització progressiva. En conclusió, actualment s’intenta assolir un percentatge de reciclatge pròxim al 100%. Quan s’acabi aquesta etapa d’expansió de l’eòlica, la quantitat de materials nous per a renovar els parcs serà mínima. L’objectiu final és una economia circular, en què els nous molins es fabriquin amb els materials dels antics sense generar cap residu.
Plaques solars: jase’n pot reciclar el 95%
Les plaques solars solen tenir garanties típiques de vint anys a vint-i-cinc. Però això és tan sols la que dóna el fabricant i que assegura que, passat aquest temps, les plaques continuaran produint el 80% de l’electricitat inicial pel cap baix. Amb una pèrdua d’eficiència entre el 0,5% i l’1% anual, és d’esperar que les plaques puguin continuar produint electricitat durant més anys sense problemes. Hi ha exemples de plaques solars que es van instal·lar a final dels setanta del segle passat i que encara generen electricitat. Segons alguns estudis, gairebé el 80% de les plaques solars superen el temps de garantia. En qualsevol cas, els fabricants avancen en diverses línies. Per una banda, a augmentar encara més la vida útil de les plaques. Per una altra, a millorar-ne l’eficiència. Les plaques solars actuals tenen una eficiència d’un 20%. Al laboratori ja s’ha arribat al 47% i s’espera superar el 50%. En cas d’assolir-se a escala industrial, això equivaldria a reduir gairebé d’un terç el nombre de plaques necessàries per a proveir-nos.
Però què passa quan les hem de canviar? En primer lloc, quant a la reutilització, el mercat de segona mà augmentarà considerablement. Alguns particulars i empreses poden canviar les plaques solars perquè tenen una superfície limitada i l’única manera d’augmentar la producció és canviar-les per unes de més eficients, encara que continuïn produint electricitat. Però al final, siguin reutilitzades o no, s’hauran de retirar en algun moment. El reciclatge de plaques solars té un primer problema: el volum. Als EUA, per exemple, les empreses del sector calculen que, per a compensar el cost econòmic de les plantes, cal reciclar 10.000 plaques solars el dia, cosa que encara no passa a molts llocs.
A Occitània hi ha una planta de reciclatge de plaques solars.
A la UE es van recollir 27.000 tones mètriques de mòduls solars el 2018, cosa que demostra la importància de reciclar-los per no tenir una crisi de residus. La legislació europea obliga que un mínim del 85% de les plaques siguin recollides, i el 80% sigui reciclable, d’acord amb la directiva sobre residus elèctrics i electrònics, que fou ampliada als productes solars el 2012. Per aquest motiu a l’estat francès es va establir una planta de reciclatge a la ciutat occitana de Rosset, a prop de Marsella. Actualment processa 40.000 tones de plaques l’any, amb una recuperació del 95%. Una xifra excepcional que compleix àmpliament els requeriments legals, i que tan sols poden superar indústries com la de les llaunes d’alumini per a begudes. Això demostra que la idea que els mòduls solars són molt difícils de reciclar i s’han d’acabar llençant en abocadors no és certa.
Com es recicla una placa solar? Les basades en silici, les més comunes, són formades per un 76% de vidre, un 10% de plàstic, un 8% d’alumini, un 5% de silici i un 1% d’uns altres metalls –com ara coure i argent. Les basades en film (flexibles) tenen un 89% de vidre, un 4% de plàstic, un 6% d’alumini i un 1% d’uns altres metalls. En tots dos casos es fan servir mètodes físics i químics, incloent-hi la combustió, per a recuperar entre el 90% i el 95% del vidre –un material comú–, el 100% dels metalls i el 95% dels semiconductors. Però, com hem vist, hi ha un 5% que encara no es pot recuperar. És principalment la pols que es genera quan es trituren les plaques i que és retinguda en filtres. S’espera de poder reciclar-la, utilitzar-la com a substitut de la sorra de la construcció o bé incinerar-la. La làmina negra que dóna el color característic de les plaques solars, de vinil, es podria emprar en la fabricació de pintures, però cal molta aigua per a netejar-la, cosa que tindria un gran impacte ambiental. Mentre no es trobi un mecanisme alternatiu, s’opta per incinerar-la i produir energia.
Sigui com sigui, i tot esperant millores tècniques, amb un 95% de recuperació es pot dir que, un cop establerta la base de plaques solars necessàries per a cobrir les necessitats energètiques, la renovació periòdica pot requerir molt pocs materials addicionals. Renovació, per una altra banda, que amb molta probabilitat s’haurà de fer més enllà dels 20-25 anys de les garanties oficials.
Bateries: una indústria per desenvolupar, però en què ja es recupera el 90% dels metalls
Les bateries poden significar un volum de residus encara molt més gran que no pas els molins eòlics i les plaques solars, perquè s’utilitzaran en massa en molts sectors, com ara l’automoció o l’energia. Amb una vida útil de 5-15 anys, la generació de residus de bateries pot ser astronòmica. És per això que els fabricants se centren, també, a augmentar-ne la vida útil, amb més cicles de càrrega i descàrrega. Però, una volta acabada, es poden reciclar?
Les bateries de liti, que són les que sembla que dominaran la indústria, són formades fonamentalment per níquel o ferro –depenent de la tecnologia–, i en menor mesura per manganès, liti i cobalt, a més de coure, alumini o fins i tot acer. Tots són metalls que es poden recuperar a priori. Tanmateix, un dels principals obstacles en la recuperació de les bateries és que tenen una estructura complexa, amb moltes parts que van unides amb caragols o amb cola adhesiva. La indústria de reciclatge de bateries no s’ha desenvolupat fins ara perquè en la major part de vehicles la bateria no ha arribat al final de la vida útil, i fins ara se n’han venut pocs. Ara mateix no se’n recicla ni el 5%. Cada vegada hi ha més iniciatives per a recuperar aquests metalls, que ara tenen un gran valor econòmic perquè el volum de vendes puja molt de pressa.
N’és un exemple l’empresa sueca Northvolt, que per a proveir les principals marques automobilístiques. Des de bon començament, la planta s’ha dissenyat per a incorporar els materials reciclats de bateries velles a la producció. Northvolt ha arribat a acords amb Volvo per a rebre les bateries dels vehicles elèctrics una vegada s’hagin exhaurit. També ha desenvolupat un nou mètode de reciclatge. Primer, descarrega les bateries i les desmunta, i tot seguit les esmicola amb una trituradora i n’obté una pols negra. Fins ací el procés habitual, que continua amb una fase pirolítica, amb altes temperatures. Però Northvolt utilitza un procés hidrometal·lúrgic que químicament separa els metalls, incloent-hi el liti, i en redueix el consum energètic. Segons l’empresa, en les proves han recuperat el 90% de les bateries i esperen augmentar-ne el percentatge. A més, els materials obtinguts es fan servir directament per fabricar bateries noves. L’objectiu és que el 2030, quan la producció de bateries encara serà en expansió, el 50% dels materials de les noves peces provinguin del reciclatge.
Una altra de les referències del sector és Tesla. La companyia nord-americana diu que cap de les seves bateries no acaba en un abocador. Totes es reciclen. Un dels seus màxims dirigents històrics, l’enginyer J.B. Straubel, va anar-se’n de la companyia per centrar-se en el reciclatge de bateries i va fundar Redwood Materials. La companyia, amb instal·lacions prop de la gigafactoria de Tesla a Nevada (EUA), diu que processa 45.000 bateries l’any i que recupera entre el 95% i el 98% dels metalls. De la mateixa manera que amb les plaques solars, totes aquestes iniciatives faran que, quan s’hagin electrificat tots els vehicles i les bateries s’hagin incorporat a la xarxa elèctrica, pràcticament no calguin nous materials perquè les noves es faran a partir de les velles, indefinidament.
La legislació és clau
D’un punt de vista tecnològic, la recuperació és pràcticament total. Però el cost econòmic, en alguns casos, pot ser massa alt. També hi pot haver companyies a qui no interessi per a tenir avantatge competitiu, o que hagin desaparegut quan s’acabi la vida útil i no se’n puguin fer càrrec. És per això que la legislació esdevé clau. A la UE hi ha lleis sobre reciclatge, i a mesura que es desenvolupin els tres sectors, és previsible i s’ha d’exigir que la normativa sigui més estricta. Fins i tot ho poden demanar els fabricants com a element competitiu. Per exemple, fa pocs dies, l’associació eòlica europea WindEurope va demanar a la UE que prohibís de llençar les pales dels molins en abocadors a partir del 2025.
Si bé a Europa es pot considerar un problema solucionat, no passa igual en alguns altres llocs del món. La Xina és especialment preocupant pel volum que genera, i en el futur probablement ho seran països com ara l’Índia i continents com l’africà. La tecnologia hi és i segurament millorarà. Els factors clau seran les mesures polítiques i la pressió social.
