El peligroso y poco conocido impacto ambiental de la energía solar

Por Ignacio Inhargue – Amigo de ED

7/06/2021 

La energía solar es sinónimo de energía limpia y amigable con el medio ambiente. Sin embargo, finalizada la vida útil de los paneles solares se generan residuos voluminosos y extremadamente tóxicos. Este problema debe encararse y solucionarse de manera inmediata para no comprometer el medio ambiente del futuro en un intento de solucionar un problema actual.

Contexto actual

Durante la última década, la producción de energía eléctrica a través de energía solar presenta un incremento exponencial de casi un 200% (medido en GWh) a nivel mundial. Esta tendencia surge como respuesta a los esfuerzos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, disminuyendo la generación de energía a través la quema de combustibles fósiles. Además, facilita la autonomía energética, permitiendo a los consumidores aislarse casi por completo de la red eléctrica local.  

Al día de hoy, alrededor del 3% de la energía eléctrica mundial proviene del sol, y se estima que para el año 2050 alcanzará un peso del 17%. Si bien a primera instancia esto se destaca por ser un hito positivo, es necesario tomar medidas urgentes para evitar que se transforme en un colapso ecológico. Detrás de estos avances, existe un serio problema que hoy en día prácticamente no se tiene en cuenta: los desechos de las celdas fotovoltaicas de los paneles solares.

¿Cómo está compuesto un panel solar?

Los paneles solares están compuestos por celdas fotovoltaicas que, gracias al efecto fotoeléctrico, generan electricidad a partir de ondas electromagnéticas (como por ejemplo, la luz solar). Las celdas tienen una vida útil estimada de entre 25 y 40 años, y se componen principalmente de silicio puro. 

Si bien el silicio y el resto de los componentes de los paneles son reciclables, para aumentar la eficiencia se introducen materiales adicionales como plomo y cadmio. Esto dificulta el reciclado de los paneles, ya que la extracción de los metales agregados resulta extremadamente difícil y requiere una gran cantidad de energía. 

Problemas en el manejo de residuos

El proceso de reciclado consiste en remover las partes de la estructura que puedan ser reutilizadas (vidrio, cobre, plata y plástico) y fundir el resto de los componentes contaminados en hornos de cemento, para minimizar su volumen y permitir posteriores tratamientos. Sin embargo, este proceso es extremadamente costoso por la energía y tiempo que requiere, y lleva a que empresas y gobiernos desechen los restos de paneles solares en vertederos o terrenos que funcionan como basurales. Por lo general, el costo de reciclar un panel supera al de fabricar uno nuevo.

Un vertedero correctamente construido e impermeabilizado puede servir para contener temporalmente los residuos, pero este tipo de construcción no suele ser el común denominador. En la mayoría de los casos (sobre todo en países menos desarrollados), los vertederos son simplemente terrenos donde se depositan los restos de los paneles, generando que los contaminantes, con el viento y la lluvia, se liberen de las celdas, se depositen en el suelo y se filtren hasta las napas. Los metales pesados como el plomo y el cadmio son extremadamente tóxicos para el medio ambiente y el ser humano. 

La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) estimó en 2016 que existían 250.000 toneladas de desechos de paneles solares a nivel mundial. Dada la creciente adopción de esta tecnología, se proyecta que para el año 2050 habrá en el planeta 80 millones de toneladas de restos de paneles, implicando cerca de 1800 de toneladas de metales contaminantes como el plomo y el cadmio. 

                                                                         Residuos según fuente de energía

¿Es responsabilidad de los fabricantes?

Si bien es necesaria una mayor concientización y acción por parte de los fabricantes en cuanto al reciclaje y los desechos, la complejidad de la situación no puede atribuirse únicamente a las empresas productoras de paneles solares. Este error en la adjudicación de responsabilidades ya fue cometido y produjo únicamente demoras en la producción de energía solar y la quiebra de varios fabricantes. 

Cualquier mecanismo o regulación que obligue a financiar los costos de reciclaje con las ganancias de la empresa no es sustentable, aumentando las probabilidades de bancarrota (en la mayoría de los casos garantizándolas), ya que el costo de reciclar un panel supera a la fabricación de uno nuevo. Entre el 2016 y 2020, grandes empresas como Sungevity, Beamreach, Verengo Solar, SunEdison, Yingli Green Energy, Solar World, y Suniva se declararon en bancarrota por este motivo.

Luego de estas experiencias, queda claro que la responsabilidad de una energía solar limpia en todo su ciclo recae de manera compartida entre empresas fabricantes, gobiernos, agencias de control y clientes y consumidores.

Posibles soluciones

Aun utilizando un vertedero impermeable y construido con las consideraciones adecuadas, esto no puede considerarse como una solución, sino una medida temporaria de almacenamiento de desechos. Por este motivo, la única solución es el reciclaje. El desafío radica en adoptar medidas para lograr que este proceso sea viable y sustentable económicamente.

Una opción que se encuentra en proceso de análisis en Estados Unidos es incluir una tarifa adicional en el precio de venta de los paneles para financiar un fondo federal de reciclaje y almacenamiento de desechos. De esta forma, el costo sería absorbido en parte por los usuarios y generaría recursos adicionales para tratar los paneles solares una vez finalice su vida útil. Además, el resto de la inversión y manejo del reciclaje recae sobre el estado, sirviendo como beneficio para empresas de energía solar y asegurando el tratamiento de desechos aún de paneles de empresas que hayan caído en bancarrota.

Es necesario contar con regulaciones y medidas a nivel nacional e internacional sobre el manejo de residuos de paneles solares. Actualmente, China y Estados Unidos son los principales productores de energía solar, pero ninguno de los dos países cuenta con regulaciones específicas. Esto sí ocurre en la Unión Europea, en donde se otorgan beneficios impositivos a los fabricantes y se les requiere que recolecten y afronten el costo del reciclaje de todos los paneles cuya vida útil ha finalizado.

Otra solución al problema es desarrollar nuevas tecnologías para captar y transformar la energía solar, permitiendo un reciclaje sencillo y económico. Este es el caso de las celdas fotovoltaicas de perovskite, fabricadas con cristales de plomo o metales de características similares. Representan una ventaja frente a las celdas tradicionales (requieren silicio de altos grados de pureza), ya que son más económicas y fáciles de fabricar. Diversas empresas chinas ya las están fabricando a partir de restos de plomo encontrados en baterías de litio-ion recicladas. 

Si bien el proceso de reciclaje de celdas de perovskite es similar al que se realiza con la tecnología de silicio, el costo de producción es significativamente menor. De esta forma, las empresas podrán afrontar los costos de reciclaje sin afectar el precio de venta al consumidor final ni sus ganancias, en comparación con la situación actual.

Actuar ahora en beneficio del futuro

A pesar de los residuos generados y la complejidad en su reciclaje y tratamiento, la energía solar sigue representando una de las mejores opciones de producción de energía limpia al reemplazar la quema de combustibles fósiles. Su adopción debe seguir siendo fomentada para disminuir la emisión de gases tóxicos, de efecto invernadero, y para facilitar la autonomía energética, especialmente en zonas rurales, aisladas o con escaso acceso a la red eléctrica.

El tratado de los restos de los paneles solares debe ser regulado por estados y organismos internacionales, pero la responsabilidad de llevar estas medidas a cabo debe ser compartida entre gobiernos, empresas fabricantes y usuarios finales, empezando por la concientización del problema en cuestión.

Beneficios económicos a las empresas para el reciclaje, educación a los usuarios y consumidores y las nuevas tecnologías en desarrollo permitirán eventualmente que la energía solar sea una fuente limpia en todo su ciclo. De esta forma, logrará posicionarse como la puerta hacia un futuro en el cual la producción energética no comprometerá al medio ambiente. 

Bibliografía

  • Bruckner, Bashmakov, Mulugetta (2014). “Energy Systems”. IPCC. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_chapter7.pdf
  • Michael Shellenberger (2018). “If solar panels are so clean, why do they produce so much toxic waste?”. Forbes. https://www.forbes.com/sites/michaelshellenberger/2018/05/23/if-solar-panels-are-so-clean-why-do-they-produce-so-much-toxic-waste/?sh=585c5c14121c
  • Conor Prendergast (2020). “Solar panel waste: The dark side of clean energy”. Discover Magazine. https://www.discovermagazine.com/environment/solar-panel-waste-the-dark-side-of-clean-energy

Contacto:

Ignacio Inhargue, ingeniero electrónico.

iminhargue@gmail.com

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