Le secteur de l’énergie a connu un changement radical et le passage progressif à l’approvisionnement en énergies renouvelables est plus qu’évident. Néanmoins, tout ce qui semble durable ne le reste pas à la fin de son cycle de vie. C’est du moins l’inquiétude la plus courante concernant les panneaux solaires photovoltaïques (PV). Ils constituent une source d’énergie durable, dépendant uniquement du rayonnement solaire, et capables de fournir de l’électricité à nos foyers. Cependant, qu’advient-il des panneaux solaires lorsqu’ils ne sont plus performants ? Explorez leur parcours à travers le processus de recyclage dans l’infographie ci-dessous :
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La durée de vie des panneaux solaires
Combien de temps durent les panneaux solaires ? Une question que la plupart des gens ont en tête lorsqu’ils envisagent d’installer des panneaux solaires. Selon les études, la durée de vie des panneaux solaires est d’environ 30 ans avant leur mise hors service.
Pendant la durée de vie des panneaux photovoltaïques, une diminution de 20 % de la capacité de puissance pourrait se produire. Entre les 10 et 12 premières années, la diminution maximale du rendement est de 10 pour cent, et de 20 pour cent lorsqu’on atteint 25 ans. Ces chiffres sont garantis par la majorité des fabricants.
Pour autant, l’expérience montre qu’en réalité, le rendement ne diminue que de 6 à 8 % après 25 ans. La durée de vie des panneaux solaires peut donc être beaucoup plus longue que celle annoncée officiellement. La durée de vie des panneaux photovoltaïques de haute qualité peut même atteindre 30 à 40 ans, et être encore fonctionnelle par la suite, bien qu’avec une efficacité décroissante.
Élimination des panneaux solaires
D’un point de vue réglementaire, les déchets de panneaux photovoltaïques relèvent toujours de la classification générale des déchets. Une seule exception existe au niveau de l’UE, où les panneaux PV sont définis comme des déchets électroniques dans la directive sur les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE). La gestion des déchets de panneaux PV est donc réglementée par cette directive, en plus d’autres cadres juridiques.
Les fabricants de cellules solaires sont tenus par la loi de respecter des exigences légales et des normes de recyclage spécifiques afin de s’assurer que les panneaux solaires ne deviennent pas une charge pour l’environnement. C’est alors que les technologies de recyclage des panneaux solaires ont commencé à émerger.
Les producteurs de cellules photovoltaïques ont collaboré avec les institutions gouvernementales et ont trouvé quelques moyens de s’attaquer aux déchets solaires.
Déchets de panneaux solaires
En fait, si des processus de recyclage n’étaient pas mis en place, il y aurait 60 millions de tonnes de déchets de panneaux photovoltaïques gisant dans les décharges d’ici 2050 ; étant donné que toutes les cellules photovoltaïques contiennent une certaine quantité de substances toxiques, cela deviendrait vraiment une façon pas si durable de s’approvisionner en énergie.
Dans la carte interactive suivante, vous pouvez vérifier quels pays produisent le plus de déchets de panneaux solaires :
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La croyance commune selon laquelle les panneaux solaires ne sont pas recyclables est donc un mythe. Il s’agit toutefois d’un processus qui a besoin de temps pour être largement mis en œuvre et qui nécessite des recherches supplémentaires pour atteindre son plein potentiel de recyclage adéquat de tous les composants des panneaux solaires. Pour cette raison, il est nécessaire que les unités de conception et de recyclage collaborent étroitement afin que la capacité de recyclage soit assurée par des éco-conceptions attentives.
Processus de recyclage des panneaux solaires
Il existe deux principaux types de panneaux solaires, nécessitant des approches de recyclage différentes. Les deux types – à base de silicium et à base de couches minces – peuvent être recyclés à l’aide de procédés industriels distincts. Actuellement, les panneaux à base de silicium sont plus courants, bien que cela ne signifie pas qu’il n’y aurait pas une grande valeur dans les matériaux des cellules à base de couches minces.
Les études de recherche menées sur le sujet du recyclage des panneaux solaires ont abouti à de nombreuses technologies. Certaines d’entre elles atteignent même une étonnante efficacité de recyclage de 96 %, mais l’objectif est de placer la barre plus haut à l’avenir.
Recyclage des panneaux solaires à base de silicium
Le processus de recyclage des panneaux photovoltaïques à base de silicium commence par le démontage du produit réel pour séparer les parties en aluminium et en verre. La quasi-totalité (95 %) du verre peut être réutilisée, tandis que toutes les parties métalliques externes sont utilisées pour remouler les cadres des cellules. Les matériaux restants sont traités à 500°C dans une unité de traitement thermique afin de faciliter la liaison entre les éléments des cellules. Sous l’effet de la chaleur extrême, le plastique d’encapsulation s’évapore, laissant les cellules de silicium prêtes à être traitées ultérieurement. La technologie de soutien garantit que même ce plastique n’est pas gaspillé, il est donc réutilisé comme source de chaleur pour un traitement thermique ultérieur.
Après le traitement thermique, le matériel vert est physiquement séparé. 80 % d’entre eux peuvent être facilement réutilisés, tandis que le reste est encore raffiné. Les particules de silicium, appelées wafers, sont décapées à l’acide. Les plaquettes cassées sont fondues pour être réutilisées dans la fabrication de nouveaux modules en silicium, ce qui permet d’obtenir un taux de recyclage de 85 % du matériel en silicium.
Recyclage des panneaux solaires à base de couches minces
En comparaison, les panneaux à base de couches minces sont traités de manière plus radicale. La première étape consiste à les passer dans un broyeur. Ensuite, un broyeur à marteaux veille à ce que toutes les particules ne dépassent pas 4 à 5 mm, taille à laquelle la stratification qui maintient les matériaux intérieurs ensemble se brise et peut donc être retirée. Contrairement aux panneaux photovoltaïques à base de silicium, la substance restante est composée de matériaux solides et liquides. Pour les séparer, on utilise une vis rotative, qui maintient essentiellement les parties solides en rotation à l’intérieur d’un tube, tandis que le liquide s’égoutte dans un récipient.
Les liquides passent par un processus de précipitation et de déshydratation pour garantir leur pureté. La substance résultante passe par un traitement métallique pour séparer complètement les différents matériaux semi-conducteurs. Cette dernière étape dépend de la technologie réelle utilisée lors de la production des panneaux ; cependant, en moyenne, 95 % des matériaux semi-conducteurs sont réutilisés.
Les matières solides sont contaminées par des matériaux dits intercalaires, qui sont plus légers en masse et peuvent être éliminés par une surface vibrante. Enfin, le matériau passe par un rinçage. Ce qui reste est du verre pur, ce qui permet de conserver 90% des éléments de verre pour une refabrication facile.
Les avantages futurs de la gestion des déchets solaires
Maintenant que nous savons que les panneaux solaires peuvent être recyclés, la question est de savoir quels autres avantages cela apporte à l’économie – s’il y en a. De toute évidence, une infrastructure de recyclage des panneaux solaires appropriée devra être mise en place pour gérer les grands volumes de modules PV qui seront éliminés dans un avenir proche. Une fois que cela sera en place, nous assisterons à plusieurs facteurs positifs et à de nouvelles opportunités au sein de l’économie.
Non seulement le recyclage des PV créera plus d’opportunités d’emplois verts mais aussi environ 11 milliards de livres sterling en valeur récupérable d’ici 2050. Cet afflux permettra de produire 2 milliards de nouveaux panneaux sans avoir besoin d’investir dans des matières premières. Cela signifie qu’il y aura la capacité de produire environ 630 GW d’énergie rien qu’en réutilisant des matériaux déjà utilisés.
Grâce à la baisse constante des prix de l’énergie solaire, de plus en plus de ménages et d’entreprises choisissent d’investir dans des systèmes d’énergie solaire. Par conséquent, encore plus d’opportunités économiques dans le secteur du recyclage des cellules solaires vont émerger.