Film sottile: l’impatto ambientale dei moduli in Tellururo di Cadmio

Le tecnologie fotovoltaiche per la produzione di energia elettrica sono in continuo sviluppo su vari fronti,  con l’obiettivo prioritario di migliorare i rendimenti di conversione e il rapporto costo-beneficio. In quest’ottica tra le tecnologie che hanno subito un incremento prestazionale e un aumento della qualità produttiva, con un notevole progresso rispetto alle altre tecnologie più “tradizionali” (silicio cristallino), c’è sicuramente il Film Sottile ed in particolare i moduli in Tellururo di Cadmio.

 

Delle caratteristiche costruttive e prestazionali dei pannelli in CdTe abbiamo già parlato in altri articoli. Oggi approfondimao alcuni aspetti legati all’impatto ambientale dei materiali che costituiscono i moduli in Tellururo di Cadmio.  L’importanza della tecnologia solare al CdTe nel promuovere la generazione di energia FV risiede principalmente nel suo ottimo rapporto costo beneficio. La tecnologia FV a base di CdTe infatti, coniuga durevolezza, alta efficienza di conversione e prestazioni elevate in condizioni di alta temperatura con un basso costo di produzione. Grazie a queste caratteristiche, la tecnologia FV al CdTe offre il più basso tempo di recupero energetico (energy payback time o EPBT) e la più bassa impronta di carbonio (carbon footprint) di tutte le tecnologie disponibili.

 

Il più basso tempo di recupero energetico equivale a dire che il Fotovoltaico a base di CdTe è tra i più veloci nel restituire sotto forma di energia solare la quantità di energia convenzionale necessaria al suo intero ciclo di produzione e dismissione (inclusi restituzione e riciclo).

 

La più bassa impronta di carbonio significa un minor livello di emissioni serra nel corso del ciclo di produzione e dismissione. Potendo contare sul più basso tempo di recupero energetico e la più bassa impronta di carbonio, l’industria FV a base di CdTe è in grado di sostenere una crescita più rapida pur mantenendo un profilo di impatto ambientale positivo.

 

La tecnologia al CdTe è una tecnologia sicura, con la parte attiva del dispositivo che è costituita da un film sottile realizzato tramite una giunzione tra il solfuro di cadmio  ed il CdTe. Per quanto riguarda il solfuro di cadmio, lo stesso è presente in una quantità del 3% e non viene considerato nel nome della tecnologia che fa riferimento al solo Tellururo di Cadmio. Il CdTe è più stabile di entrambi i suoi costituenti (ovvero il cadmio e il tellurio),  e il solfuro di cadmio è più stabile del cadmio.  Questi materiali sono depositati e incapsulati all’interno di lastre di vetro, proteggendolo di fatto dagli agenti atmosferici e da possibili danni accidentali, inoltre grazie alla qualità delle tecnologie di produzione e alla stabilità dei materiali, si puo considerare la tecnologia CdTe a emissione zero di cadmio.

 

Quindi mentre con le tecnologie CdTe il cadmio non viene emesso,  quello immagazzinato dai combustinili fossili viene emesso durante i processi di combustione. L’unica possibile emissione diretta di cadmio da parte della tecnologia CdTe può avvenire durante i processi produttivi o durante lo smaltimento. Numerosi studi della comunità scientifica hanno preso in considerazione la possibilità di emissione, a partire dall’approvvigionamento dei materili grezzi, sino allo smaltimento o al riciclo, passando atraverso il processo di lavorazione.  Il risultato definisce trascurabile l’emissione diretta di cadmio durante tutto il ciclo produttivo. Inoltre l’emissione diretta di cadmio durante il suo ciclo di vita è inferiore di 100 volte rispetto a quella derivante da una centrale a combustibile fossile.

 

Un esempio lo fornisce First Solar,  azienda leader nella produzione di moduli in CdTe, con i suoi prodotti che sono stati certificati come rifiuto non pericoloso e potrebbero essere smaltiti teoricamente in una normale discarica, anche se in ogni caso il IV Conto Energia e le sue regole applicative hanno stabilito che dal luglio 2012 le richieste di tariffa incentivante dovranno essere accompagnate da certificato rilasciato dal produttore dei moduli fotovoltaici, attestante l’adesione dello stesso a un sistema o consorzio europeo che garantisca, a cura del medesimo produttore, il riciclo dei moduli fotovoltaici utilizzati al termine di vita utile (leggi ulteriori approfondimenti). E a parte le normative il riciclo a fine vita è da tutti considerato il percorso principale per migliorare l’impronta verde della tecnologia fotovoltaica.

 

(fonti: studio First Solar, Sommario della valutazione di impatto sull’ambiente, la salute e la sicurezza di installazioni fotovoltaiche al CdTe attraverso il loro intero ciclo di vita. Paola Finetti, Ugo Bardi, Università di Firenze – Dipartimento di Chimica)

 

Altri studi di First Solar sulla tecnologia CdTe:

 

First Solar Fast Facts | Cadmium Telluride (CdTe) Photovoltaics

 

Abstract | Emissions from PV Life Cycles

 

Summary Report | Environmental, Health, and Safety (EHS) Aspects of First Solar Cadmium Telluride (CdTe) Photovoltaic (PV) Systems — French Ministry of Ecology, Energy, Sustainable Development, and the Sea

 

Summary Report | Peer Review of Major Published Studies on the Environmental Profile of Cadmium Telluride (CdTe) Photovoltaic (PV) Systems

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