I pannelli solari per l'ambiente e la salute umana sono meno virtuosi delle taniche di benzina? I pannelli fotovoltaici, spesso visti come una soluzione pulita e sostenibile per la produzione d’energia, sono circondati da leggende metropolitane, secondo le quali generano grandi quantità di rifiuti tossici difficili da riciclare. Queste false informazioni hanno la spiacevole conseguenza di confondere il pubblico, creando dubbi sulla fattibilità delle energie rinnovabili.

E’ pur vero che i pannelli solari non sono del tutto privi d’impatto ambientale. Ma sono davvero peggiori dei combustibili fossili? Per scoprirlo, alcuni ricercatori americani hanno esaminato, in uno studio pubblicato sulla rivista Nature Physics, alcuni dei miti persistenti che accompagnano i pannelli solari: ad esempio, il costo ambientale della loro produzione, il presunto diluvio di rifiuti elettronici e la tossicità dei materiali per la salute umana e l’ambiente.

Le cifre reali dei rifiuti fotovoltaici

Quanti rifiuti genera l'industria fotovoltaica?

Nel 2016, l'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA) ha pubblicato un rapporto molto discusso che ha richiamato l'attenzione sul potenziale problema dei rifiuti fotovoltaici. Il rapporto stima che entro il 2050 il mondo potrebbe accumulare tra 54 (proiezione bassa) e 160 (proiezione alta) milioni di tonnellate di rifiuti derivati dai pannelli solari.

È molto? Per scoprirlo, basta confrontare questo dato con altri dell'industria dei rifiuti. A titolo di esempio, entro il 2050 saranno prodotti oltre 12.000 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica ed oltre 1.800 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici. Entro il 2050, l'industria dei combustibili fossili avrà prodotto oltre 45.000 milioni di tonnellate di ceneri di carbone e 249 milioni di tonnellate di fanghi oleosi, per non parlare delle emissioni di gas serra. In altre parole, anche nello scenario più pessimistico, i rifiuti dei pannelli solari rappresentano solo una frazione dei rifiuti prodotti dai combustibili fossili.

Pannelli solari più efficienti... e più ecologici

La produzione di pannelli solari consuma risorse come silicio, argento, alluminio e tellurio di cadmio. Richiede anche energia, soprattutto se i materiali sono prodotti all'estero e devono essere spediti su lunghe distanze. Alcuni produttori di pannelli solari delocalizzano la loro produzione all'estero mentre altri produttori applicano standard ambientali più corretti. L'impronta di carbonio dell'alluminio, del litio e del silicio prodotti in Europa, inoltre, è ben al di sotto della media mondiale, secondo uno studio condotto nel 2022 dall’UC Lovanio.

Negli ultimi anni sono stati compiuti notevoli progressi tecnologici per aumentare l'efficienza dei pannelli solari che consentono di produrre più energia con meno materiale, riducendo il costo per watt installato ed il peso dei pannelli solari. Riducendo inoltre la dipendenza da alcuni materiali critici, come il silicio, il rame e l'argento.

I pannelli solari tradizionali, basati su celle solari in silicio monocristallino o policristallino, richiedevano una notevole quantità di silicio puro. In seguito, sono emerse nuove tecnologie, come le celle solari a strato sottile (amorfe, composte da sottili strati di rame, indio, gallio e selenio - CIGS), che richiedono una quantità di materiali rari molto inferiore.

• Processi di produzione più efficienti hanno ridotto l’uso di rame, argento e silicio. Allo stesso tempo, la miniaturizzazione dei componenti elettrici ed elettronici nei pannelli solari contribuisce a ridurre la quantità di rame ed altri metalli utilizzati nei cablaggi e nelle connessioni.
• Nuove tecnologie, come le celle solari in perovskite, promettono di aumentare notevolmente i rendimenti.
• Nuovi materiali, come i polimeri conduttori utilizzati per catturare la luce solare nelle celle solari organiche, limitano la necessità di metalli rari.
• I progressi nella progettazione dei pannelli, nei rivestimenti antiriflesso e nelle strutture delle celle hanno contribuito a questo miglioramento.
• Anche i posizionatori fotovoltaici hanno migliorato l’efficienza. Si tratta di dispositivi meccanici che regolano costantemente l'angolo e la direzione dei pannelli solari per seguire il percorso del sole durante la giornata. Ciò consente di catturare la luce solare in modo ottimale durante tutto il giorno e di generare fino a 55 % d’elettricità in più d’un pannello solare fisso.

La sfida del riciclaggio

Il riciclaggio a fine vita svolge naturalmente un ruolo importante nel limitare l'impronta ambientale dei pannelli solari. I metalli che contengono possono essere recuperati attraverso il riciclo, riducendo la necessità di estrarre nuove risorse. Gli attuali pannelli solari fotovoltaici sono progettati per avere una vita media di circa 25-30 anni, ma l'industria si sta muovendo verso una durata di vita fino a 50 anni. Estendere questa durata significa limitare la quantità di rifiuti prodotti ogni anno.

Solo in Francia, il fabbisogno ricavato dal riciclaggio è stimato in 150.000 tonnellate da qui al 2030 da Soren, l'organizzazione ecologica responsabile del riciclaggio dei pannelli solari in Francia. Contrariamente a quanto si crede, i pannelli solari possono essere riciclati al 99%. Tuttavia, il riciclaggio non viene sempre spinto al limite, perché sarebbe troppo costoso. Di conseguenza, il punto di “pareggio economico” oggi si aggira intorno al 95% dei materiali riciclati.

Tossicità in questione

Tra gli argomenti avanzati contro l'energia solare c'è l'idea che alcuni dei materiali utilizzati nei moduli fotovoltaici si accumulino nell'ambiente e causino danni alla salute umana. Il cadmio, in particolare, utilizzato in alcune tecnologie solari, è considerato dall'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) un cancerogeno certo per l’essere umano.

I tumori associati sono quelli del tratto respiratorio, in particolare del polmone. Il cadmio è anche sospettato di essere cancerogeno per la prostata ed i reni.

Detto questo, una cosa è la tossicità dei materiali, un'altra il rischio d’esposizione. Quali sono i rischi d’esposizione a questi prodotti, rispetto ai dispositivi elettronici di uso quotidiano? Secondo un articolo pubblicato sulla Renewable and Sustainable Energy Review, i rischi effettivi per la salute umana derivanti dall'inquinamento ambientale dei pannelli solari - ad esempio dalle perdite sotto la pioggia - sono trascurabili. Secondo un altro studio, esiste un rischio per la salute umana quando l'arsenico ed il berillio sono presenti nell'aria. Tuttavia, i moderni metodi di produzione hanno eliminato questo rischio.

Inoltre, la stragrande maggioranza dei moduli fotovoltaici è prodotta in silicio cristallino, che non comporta rischi per la salute dell'utente finale, per cui i rischi associati al processo di produzione sono stati notevolmente ridotti negli ultimi anni. Questo tipo di tecnologia è di gran lunga la più diffusa, costituendo una quota del 95 % del mercato mondiale nel 2022.

E se si dovesse rigiocare la partita tra solare e fossile?

Torniamo al confronto tra rifiuti fotovoltaici e combustibili fossili.

In termini di tossicità, la cenere di carbone è molto più problematica. È considerata altamente tossica e cancerogena per l'uomo, perché contiene una serie di metalli pesanti, come piombo, cadmio, arsenico, cromo, nichel ed altri. Questi metalli pesanti sono tossici per le cellule umane perché ne alterano il funzionamento.

Quando vengono rilasciati nell'atmosfera si trasformano in particelle sottili che possono essere inalate in profondità nei polmoni. Queste particelle sottili sono associate a gravi problemi respiratori e sono anche collegate ad un aumento del rischio di cancro ai polmoni.

Durante il loro ciclo di vita, i moduli fotovoltaici inquinano molto meno del petrolio o del carbone. La loro adozione su larga scala come mezzo per ridurre le emissioni di gas serra e combattere il cambiamento climatico è dunque essenziale sia dal punto di vista economico che della salute umana.

Si veda, Les panneaux solaires, fer de lance de la transition ou casse-tête pour le recyclage ? Le vrai du faux