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Progetto FRELP

Recupero integrale pannelli fotovoltaici (Full Recovery End Life Photovoltaic)

Progetto finanziato dal bando europeo LIFE+ 12 – ENV/IT/000904

Coordinatore: Sasil S.p.A. - L. Ramon – e-mail: Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo.
Partners: Stazione Sperimentale del Vetro - PV CYCLE

logo sasil logo SSV logo PV cyclewww.frelp.info

DESCRIZIONE DEL PROGETTO

BACKGROUND DEL PROGETTO

Lo stock di pannelli fotovoltaici (PV) è aumentato notevolmente negli ultimi anni ed è attualmente stimato a circa tre milioni di tonnellate nell'UE.

Tuttavia, le soluzioni sostenibili per il recupero dei pannelli fotovoltaici non sono ancora ben sviluppate perché, se non smaltiti correttamente, possono causare problemi di salute sia ambientali e umani.

Si prevede che, a partire dal 2015, saranno smaltite in Europa circa 30.000 t/anno, e, nel corso dei prossimi 20 anni questa cifra potrebbe raggiungere 500.000 t/anno, di cui:

  • 390.000 t/anno di vetro;
  • 55.000 t/anno di alluminio;
  • 35.000 t/anno di materie plastiche;
  • 11.500 t/anno di celle in silicio cristallino.

Dal 2012 il fotovoltaico è stato incluso nella direttiva europea WEEE, che impone ai produttori e agli importatori di facilitare e finanziare il ritiro ed il riciclaggio dei prodotti a fine vita scartati.

Le tecnologie attuali riciclano il vetro a basso valore, come la fibra di vetro o per isolamento. Esse non consentono il recupero di metalli, in particolare del silicio cristallino, utilizzato in più del 90% delle celle fotovoltaiche mondiali. La produzione di silicio implica costi energetici che sono equivalenti a tre anni di energia fotovoltaica, che rappresenta un grave inconveniente in termini di prestazioni ambientali in vista di un approccio stile ciclo di vita (life-cycle approach).

OBIETTIVI

Il progetto FRELP ha lo scopo di testare e sviluppare tecnologie innovative per recuperare il 100% dei pannelli fotovoltaici a fine vita in un modo economicamente sostenibile.

Sono due le principali soluzioni ambientali proposte:

  • il recupero di vetro ad alta qualità extra chiaro, da utilizzare nell'industria del vetro cavo e del vetro piano, riducendo in modo molto significativo sia il consumo di energia sia le emissioni di CO2 nel processo di fusione del vetro;
  • il recupero di silicio metallico, da utilizzare come ferro silicio nelle leghe a ferro-silicio o, se abbastanza puro, trasformato in silicio amorfo per la produzione di film sottili,  riducendo notevolmente il consumo energetico e le emissioni di CO2 associate alla produzione primaria di silicio.

ATTIVITA' PREVISTE

FRELP è progettato per sviluppare 4 fasi di trattamento che corrispondono allo stesso numero di scelte tecnologiche: ogni fase è interessata ad una particolare parte del processo di recupero, e complessivamente si intende raggiungere l'obiettivo di recuperare il 100% dei pannelli fotovoltaici:

1. RAC: Recupero di Alluminio e connettori

2. REV: Recupero di EVA e vetro

3. PES: Recupero di energia e cenere dal sandwich di EVA

4. RSM: Recupero di silicio e metalli dalla cenere

Il progetto sarà sviluppato in 3 fasi tecniche principali, che sono accompagnate da una serie di attività di monitoraggio e valutazione, diffusione e gestione.

Caratterizzazione e ottimizzazione

Durante il primo anno, saranno recuperati 10-30 campioni di fotovoltaico dal partner PV Cycle e conferiti al partner SSV per eseguire un'analisi dettagliata dei diversi componenti che caratterizzano i pannelli fotovoltaici dismessi.

Sulla base di questi risultati, nel corso dei prossimi 9 mesi, saranno ottimizzate le  tecnologie per i seguenti processi di recupero più complessi:

- ottimizzazione delle tecnologie per la separazione vetro-EVA per applicazioni industriali

- ottimizzazione del cracking termico di materiale plastico in ambiente inerte

- ottimizzazione del processo di recupero dei metalli

Progettazione e costruzione dei prototipi

Sulla base dei risultati della fase precedente, durante i 6 mesi seguenti saranno progettati 2 prototipi:

- il sistema robotizzato per la separazione e il recupero di alluminio e connettori (RAC);
- il sistema per la separazione del polimero EVA dal vetro e il recupero di entrambi i componenti (REV).

I prototipi saranno costruiti e avviati nel corso dell'anno successivo.

Verrà adattato un forno di pirolisi presente nella sede di produzione Sasil per il recupero dell'energia  e  delle ceneri dall'EVA.  Nel frattempo, un altro reparto esistente sarà adattato per il recupero di silicio e metalli dalla cenere.

Prove con i prototipi

Dopo due anni dall’inizio del progetto gli impianti pilota saranno pienamente operativi per iniziare i test con le tecnologie per la separazione dell'alluminio, dei connettori, del polimero EVA e del vetro. A tal fine, PV Cycle fornirà circa 3.500 tonnellate di pannelli fotovoltaici dismessi.

Tre mesi dopo, terminato l'adattamento del reparto esistente per le successive fasi di trattamento,  sarà prodotto abbastanza materiale dagli impianti pilota per poter eseguire le prove delle ultime fasi di trattamento, finalizzate al recupero di energia, silicio e metalli. In totale le prove dureranno 15 mesi.

Monitoraggio e valutazione

Durante l'intera durata del progetto, sarà monitorato l'impatto ambientale delle tecnologie. Sarà anche effettuato un Life Cycle Assessment (LCA) sui risultati del processo di trattamento sviluppato e sperimentato. Infine, si realizzerà una valutazione degli impatti socio-economici.

Dissemination

Una vasta gamma di attività di diffusione sarà sviluppata nel corso del progetto per informare target group e stakeholders sugli obiettivi dello stesso, sulle sue principali attività e i suoi risultati.

Come principali stakeholders sono considerate le associazioni di categoria del settore fotovoltaico, i produttori di pannelli fotovoltaici, associazioni, consorzi e imprese che si occupano di riciclaggio e smaltimento, così come gli esperti del settore energetico e le autorità pubbliche. Anche i rappresentanti delle industrie che saranno in grado di valorizzare i prodotti finali di FRELP saranno coinvolti come stakeholders, considerato che i loro input potrebbero risultare utili per la definizione dei requisiti di output.

I destinatari delle attività di diffusione saranno prevalentemente  i produttori di moduli solari a film sottile e fotovoltaico cristallino; i produttori di sistemi solari integrati e sistemi di montaggio per impianti fotovoltaici; i produttori di vetro e le industrie metallurgiche; i gruppi di interesse ambientale sul fotovoltaico; le autorità pubbliche, il mondo accademico e scientifico.

Iniziando da una mailing list che sarà aggiornata nel corso del progetto, sarà prodotta e diffusa una brochure informativa del progetto (in italiano e in inglese); nei momenti chiave e in occasione di eventi saranno realizzati ed inviati comunicati stampa; saranno promosse presentazioni del progetto in occasione di conferenze in tutta Europa; saranno organizzati un seminario di medio termine e una conferenza finale; e sono previsti workshop e visite agli impianti su richiesta degli interessati.

Una bacheca informativa sarà collocata nella sede di ogni partner per informare i visitatori sul progetto che li vede coinvolti e alla fine del progetto sarà realizzato un Layman’s report per divulgare i risultati al più vasto pubblico possibile. Un sito web, regolarmente aggiornato, raccoglierà tutte le notizie e i prodotti pubblicabili del progetto, in modo da offrire un canale di comunicazione continua verso gli interessati.

Management

Il progetto sarà gestito su base giornaliera da un team di gestione e governato da un Gruppo di Coordinamento che rappresenta tutti i partner. Per favorire la cooperazione dei partner su questioni tecniche o attività di diffusione possono essere creati specifici Gruppi di attività. La gestione del progetto si occupa anche della corretta contabilità e revisione finale delle spese, delle attività di networking con altri progetti LIFE ove si presentassero reciproci benefici, e dello sviluppo di un after-life communication plan, per la promozione del progetto una volta concluso.

SCHEMA TECNICO DEL PROGETTO

Schema tecnico del progetto FRELP

RISULTATI ATTESI

I risultati attesi, dimostrati con un impianto pilota per il trattamento di 3.500 tonnellate di pannelli fotovoltaici sono:

  • completo recupero dell’alluminio e dei connettori per il loro riciclaggio nei rispettivi comparti industriali;
  • sviluppo di una nuova tecnologia per il miglioramento del distacco dell’EVA (etilen vinil acetato) dal vetro, preservando la purezza del vetro per il suo riciclo integrale come vetro piano e cavo di alto valore;
  • recupero di energia dal processo di distacco del silicio cristallino e dei metalli dal sandwich di EVA;
  • sviluppo di una nuova tecnologia di lisciviazione acida per il pieno recupero di silicio metallico, per essere usato come nelle leghe di ferro-silicio o silicio amorfo per la produzione di film sottili;
  • recupero integrale dei metalli attraverso la micro e nano filtrazione di eluato, da utilizzare per il riciclaggio nei rispettivi comparti industriali;
  • recupero da 3.500 t di pannelli fotovoltaici di:
    • 2.800 t di vetro;
    • 350 t di alluminio;
    • 35 t di connettori;
    • 90 t di combustibile;
    • 70 t di gas;
    • 157,5 t di gasolio;
    • 24 t di puro silicio;
    • 3,15 t di metalli;
    • 0,35 t di rifiuti organici;
  • una notevole riduzione del consumo di energia di emissioni di CO2 dovute all'uso di rottame di vetro nel forno di fusione, alla sostituzione del silicio vergine con il silicio riciclato e alla produzione di energia dalla scomposizione dell’EVA.

NOTICE BOARD

Notice Board Progetto Frelp

Layman's report

 
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