RECICLAJE DE PANELES FOTOVOLTAICOS: ESTUDIO DEL TRATAMIENTO TERMOQUÍMICO-PIROLÍTICO Y DISEÑO DE LA ETAPA DE POST-COMBUSTIÓN

Abstract

La proyección de la instalación de la tecnología solar fotovoltaica se consolida como la principal fuente renovable del mix energético, superando a la eólica y representando cerca del 25% de la generación a nivel nacional. Sin embargo, este crecimiento exponencial genera un volumen de residuos clasificados como RAEE, estimado en 78 millones de módulos para 2050 a nivel mundial, lo que constituye un desafío ambiental significativo y refleja la otra cara de la transición energética. Con esta motivación, se desarrolla un estudio del escalado de la primera etapa industrial del reciclaje de paneles fotovoltaicos monofaciales de silicio cristalino (c-Si), identificando los principales cuellos de botella en la incorporación de la `Fase 1: Tratamiento¿ (Real Decreto 27/2021) en el desarrollo industrial. Además, se realiza un análisis de las distintas casuísticas del fin de vida útil y/o funcional de la tecnología solar, así como su modelo de gestión. En primer lugar, se establecen los parámetros de diseño para un prototipo de horno rotativo que garantice un gradiente térmico uniforme en la línea de tratamiento termoquímico, optando por el proceso de pirólisis convencional (30-45 minutos) para degradar los recubrimientos polímeros que representan el 10,01 %w/WT (EVA del doble encapsulante interno y lámina posterior PVF/PVDF). Una vez evaluado el balance de materia en el horno, se observa que el principal subproducto es el efluente gaseoso (¿68%) que, según normativa, requiere un sistema de tratamiento. Se caracteriza la corriente halogenada para el diseño de proceso de post-combustión, determinando que contiene 55% en volumen de nitrógeno, gas inerte empleado, pero con un poder calorífico inferior de 25,13 MJ/kg. Esto permite usarlo como combustible, convirtiendo el proceso en autosuficiente debido a su valorización energética. El biometano y su reducción (>99%) como consumo del combustible auxiliar con respecto a la hipótesis inicial, implica una reducción de ¿15.800 toneladas de CO2 anuales, lo que se traduce en un ahorro de 2,5 M€ en el principal gasto operativo de esta etapa de oxidación térmica. Como resultado del estudio integral, el tratamiento termoquímico-pirolítico eleva la tasa de reciclaje del 85,23% al 88,66%wt y la recuperación de materiales estratégicos, a la vez que impulsa la valorización energética alcanzando >95%wt, convirtiéndolo en una etapa autosuficiente junto al estudio de una alternativa en la incorporación de una caldera de generación de vapor para la generación de energía eléctrica (¿4,7 MW) en el aprovechamiento del calor residual de los gases de combustión. En este contexto, se presenta una oportunidad única: impulsar una primera etapa de industrialización del sector, desarrollando estrategias de reciclaje y valorización que convierten los residuos fotovoltaicos en recursos y establezca un ejemplo de modelo sostenible e impulso de la economía circular.