Ciclicamente riaffiora il dubbio che l’impiego di celle fotovoltaiche possa rilasciare veleni nell’ambiente e che i moduli stessi rappresentino un rischio ecologico. Rolf Frischknecht si occupa da 25 anni di bilancio ecologico nella produzione di energia: secondo lui l’energia solare porta a una combinazione energetica più ecologica.

Continua a correre la voce che la Svizzera sarebbe esposta a un’elevata presenza di cadmio in caso di impiego capillare delle celle fotovoltaiche. Che cosa dovrebbe succedere perché il cadmio venga rilasciato?
Esistono diverse tecnologie di celle fotovoltaiche: oltre alle celle di silicio con struttura cristallina esistono pannelli solari a film sottile. In questi pannelli vengono inseriti metalli pesanti come il cadmio o l’indio. Nei pannelli in tellururo di cadmio sono presenti indicativamente da 3 a 4 grammi di cadmio al metro quadrato. Tuttavia ciò avviene in modo tale che il cadmio non sia solubile. Il cadmio potrebbe tuttavia essere rilasciato ad esempio in caso di incendio. I pannelli devono pertanto superare dei test standardizzati di livello internazionale. E i pannelli venduti qui soddisfano i requisiti richiesti. In Svizzera, comunque, circa il 90 % dei moduli fotovoltaici installati è composto da celle con struttura cristallina, i cui semiconduttori vengono prodotti in silicio, ovvero in sabbia silicea. 

Questi moduli non sono realizzati però soltanto da celle in silicio. In essi si trovano anche componenti che potrebbero gravare sull’ambiente?
Nei moduli in silicio sono contenuti materiali quale argento e rame, che dal punto di vista del bilancio ambientale comunque sono un problema. L’estrazione di questi metalli è dispendiosa e in certe regioni estrattive potrebbe comportare un alto livello di inquinamento. Inoltre all’interno degli invertitori sono contenuti componenti elettronici standard e materiali diffusi anche nei PC o negli smart­phone di ciascuno di noi. 

Soprattutto in che modo le celle con struttura cristallina inquinano l’ambiente?
Il passo più importante dal punto di vista ambientale è dato dalla produzione delle celle stesse, in particolare la concentrazione con un accumulo intenso di energia e la pulizia del silicio. L’inquinamento ambientale derivato dalle celle fotovoltaiche viene prodotto per una percentuale indicativa compresa tra il 60 % e l’80 % durante i processi di estrazione della sabbia silicea fino alla produzione finale del pannello. Anche le sottocostruzioni dei pannelli contribuiscono negativamente all’inquinamento. All’elenco vanno aggiunti i componenti raffinati di un impianto fotovoltaico come gli invertitori e le installazioni elettriche. 

I moduli fabbricati in Cina hanno un impatto peggiore sul bilancio ambientale rispetto a quelli prodotti in Europa?
A seguito di colloqui intercorsi con i produttori cinesi, si evince che la maggior parte di essi utilizza corrente prodotta dalla rete locale per la pulizia del silicio. Tuttavia ciò rappresenta un problema, perché in Cina la percentuale di centrali a carbone, considerando il mix nazionale, si aggira intorno all’80 %. Ciò ha come conseguenza che i moduli prodotti in Cina causano fino al 70 % di emissioni di gas serra in più rispetto ai prodotti europei. Tornando in Svizzera, se consideriamo un pannello fotovoltaico montato e orientato correttamente, a seconda della tecnologia impiegata possiamo parlare di 50–100 grammi di CO2 e altri gas serra per ogni kilowattora di energia. Si può pertanto notare una notevole differenza per quanto concerne il bilancio ambientale, o quanto meno il bilancio climatico. Gli indicatori ambientali sopra citati e impie­gati in Svizzera relativi all’energia prodotta dagli impianti fotovoltaici considerano tra l’altro la quota elevata delle importazioni dei pannelli di produzione cinese.

Corre anche la voce che lo smaltimento dei moduli ­fotovoltaici inquini particolarmente l’ambiente. È possibile riciclare in maniera intelligente questi moduli?
Si può già ricorrere all’esperienza pluriennale maturata nel settore del riciclo di moduli a film sottile. Soltanto in questo settore, risultano già i volumi necessari per un funzionamento commerciale degli impianti di riciclaggio. I pannelli fotovoltaici, infatti, sono considerati scarti elettronici come gli smartphone e i computer portatili. Ciò significa che devono sottostare alle leggi in materia di riciclaggio. Per un riciclaggio corretto, attualmente in Svizzera si paga una tassa anticipata.

E per quanto concerne le celle con struttura cristallina?
Si sta lavorando per sviluppare tecniche di riciclaggio di celle con struttura cristallina. La maggior parte di queste celle sarà ancora in funzione per un periodo prolungato e pertanto oggi soltanto singoli moduli di ricarica e piccole quantità vengono riciclati. Ciò rende difficile la realizzazione di un sistema redditizio dal punto di vista commerciale. Al momento i pannelli con struttura cristallina vengono trasformati durante il processo di riciclaggio e utilizzati anche per i finestrini delle automobili (vetri laminati). Il telaio viene smontato, mentre il vetro e altre frazioni vengono rivenduti sotto forma di granulato. Soltanto una minima parte viene smaltita. L’obiettivo consiste però in futuro nel riutilizzare anche altre materie prime presenti nei pannelli, in particolare metalli come il rame o l’argento. Non appena verranno raggiunte le quantità necessarie per lo smaltimento, le ditte che desiderano svolgere questa mansione si faranno avanti senza esitare. Dai nostri ecobilanci relativi al riciclaggio dei pannelli dismessi abbiamo rilevato che i costi per il riciclaggio dei pannelli sono nettamente inferiori rispetto ai costi di produzione. 

Questo vale anche per il silicio? Anche in questo caso si riduce il costo energetico grazie al riciclaggio?
Il silicio riciclato dai wafer, dopo il suo recupero, dovrebbe essere nuovamente depurato. Ciò comporta pressoché lo stesso consumo di energia della produzione di wafer dalla sabbia silicea. Per i pannelli con celle fotovoltaiche con struttura cristallina è pertanto molto più importante dal punto di vista ecologico riuscire a recuperare i metalli: alluminio, rame e argento. Il silicio, per giunta, non viene considerato una materia prima che scarseggia.

Se in qualità di consumatore desiderassi installare un impianto fotovoltaico sul mio tetto in Svizzera producendo però il minor impatto possibile sull’ambiente, che cosa mi consiglierebbe?
Io mi soffermerei sul grado di efficacia dei pannelli, che si aggira tra il 15 e 20% abbondante. Impiegando pannelli molto potenti posso addirittura ottenere un rendimento superiore fino a un terzo a parità di superficie, lasciando pressoché inalterati i costi di produzione per metro quadrato di pannello. Inoltre, a seconda della situazione, sarebbe opportuno e sensato orientare i pannelli verso ovest o verso est, in modo tale che l’ente di approvvigionamento energetico locale non debba captare picchi troppo elevati a mezzogiorno. Anche l’utilizzo di impianti fotovoltaici che sostituiscono le tradizionali facciate degli edifici è sempre più frequente. Questo perché grazie a questi impianti integrati negli edifici posso risparmiare sulle spese del rivestimento convenzionale delle facciate. Sempre più enti di approvvigionamento energetico si stanno interessando agli impianti solari dotati di accumulatore a batteria. In questo caso, non bisogna tuttavia perdere d’occhio il bilancio ambientale, poiché la produzione delle batterie è abbastanza dispendiosa in termini di risorse.

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