Alors que l'attention mondiale portée au changement climatique s'intensifie et que les stratégies de neutralité carbone progressent, l'énergie solaire est devenue une pierre angulaire de l'agenda mondial en matière d'énergie propre. En tant que source d'énergie propre et renouvelable, elle joue un rôle clé dans la transition énergétique.
- Selon les données publiées par l Société américaine de chimie (ACS Publications)La capacité photovoltaïque installée dans le monde est passée de 4 GW en 2000à 760 GW en 2020, ce qui représente près de 4% de la production mondiale d'électricité. (Bibliographie)
- Selon les données de Notre monde en donnéessur la base des statistiques de IRENALa capacité solaire installée cumulée dans le monde a atteint 1 422 GW d'ici à la fin de 2023. (Bibliographie)
- Le Programme de l'Agence internationale de l'énergie sur les systèmes photovoltaïques (AIE-PVPS)a indiqué qu'à la fin de l'année 2024En 2005, la capacité solaire cumulée au niveau mondial a atteint environ 2 246 GW (2,25 TW). (Bibliographie)
- Projections de Elsevier (ScienceDirect)estiment que la capacité solaire installée dans le monde dépassera 5 000 GW d'ici 2050. (Bibliographie)
Avec une durée de vie moyenne de 20 – 30 ansLes premiers systèmes photovoltaïques installés dans les années 2000 devraient être mis hors service à grande échelle entre le 1er janvier et le 31 décembre. 2025-2035. Par 2050Les déchets photovoltaïques mondiaux peuvent dépasser 78 millions de tonnes métriquesLa Commission européenne a également lancé un appel d'offres pour la mise en place d'un système d'échange de quotas d'émission de gaz à effet de serre, ce qui pose des défis majeurs en matière de récupération des ressources, de gestion environnementale et de réglementation. (Bibliographie)
Défis et risques environnementaux liés au recyclage des panneaux solaires
Les défis du recyclage
- Structure complexe: Les panneaux photovoltaïques sont constitués de cadres en alliage d'aluminium, de verre trempé, de cellules solaires à base de silicium, d'encapsulants EVA, de feuilles arrière en polymère et de traces de métaux précieux (par exemple, l'argent), ce qui rend la séparation des matériaux techniquement difficile.
- Matériaux de grande valeur négligés: La plupart des processus de recyclage actuels ne récupèrent que l'aluminium et le verre - qui représentent environ 80% de la masse des panneaux - alors que des matériaux précieux tels que l'argent, le cuivre et le silicium sont souvent mis au rebut ou perdus au cours du traitement.
- Encapsulants étroitement liés: Les couches d'EVA sont chimiquement réticulées et difficiles à délaminer, ce qui complique le démontage et augmente les coûts de traitement.
- Composants toxiques: Les anciens modules peuvent contenir des substances dangereuses telles que le plomb et le cadmium, qui présentent des risques de contamination du sol et de l'eau en cas de manipulation incorrecte.
- Faible efficacité manuelle: Le démantèlement manuel demande beaucoup de travail, est coûteux et ne convient pas aux opérations à grande échelle.
Faibles taux de recyclage et risques pour l'environnement
- Aux États-Unis, seulement environ 10%des panneaux photovoltaïques mis hors service sont recyclés ; la majorité d'entre eux sont recyclés. mise en décharge ou incinération.
- Lixiviation des métaux lourdsprovenant de panneaux non traités peuvent entraîner des dommages écologiques à long terme et présenter des risques pour la santé humaine.
Goulets d'étranglement techniques et économiques dans le recyclage des modules photovoltaïques
| Méthode | Avantages | Limites |
| Mécanique | Faible coût, fonctionnement simple | Séparation incomplète, faible pureté des matériaux |
| Thermique (pyrolyse) | Élimination efficace des encapsulants | Consommation d'énergie élevée, forte intensité d'équipement |
| Chimique | Taux de récupération élevé, bonne pureté des matériaux | Contrôle de la pollution coûteux et difficile |
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Défis et obstacles à long terme
| Catégorie | Questions d'actualité | Défis permanents |
| Processus de séparation | Composition complexe des matériaux ; difficile à démonter | Toujours tributaire d'un tri manuel ou d'un tri de précision coûteux |
| Efficacité thermique | Les équipements traditionnels s'usent rapidement | Inefficace pour les modules à haut volume et à dureté élevée |
| Gestion des coûts | Coûts intégrés élevés (démantèlement, transport, tri) | Faible marge bénéficiaire ; peu de mesures d'incitation axées sur le marché |
Les recherches indiquent que le recyclage d'un module photovoltaïque au silicium cristallin coûte environ $15-45alors que la mise en décharge ne coûte que $1-5. L'absence d'incitations économiques est devenue l'un des principaux obstacles au développement d'un système mondial de recyclage du photovoltaïque. (Bibliographie)
Solution de broyage et de recyclage : Le rôle central de la Broyeur à double arbre
Au cours de la phase de prétraitement, les broyeurs à deux arbres constituent une technologie essentielle pour permettre une récupération efficace des matériaux.
- Couple élevé et faible vitesse: Minimise la production de poussière et réduit l'usure de l'équipement.
- Adaptabilité polyvalente: Capable de déchiqueter des structures composites multicouches telles que le verre, les cadres métalliques et les films polymères.
- Taille de sortie uniforme: Facilite les processus de séparation en aval, y compris le tri magnétique, pneumatique et par courants de Foucault.
Configuration de l'équipement de base
| Composant | Description de la fonction |
| Broyeur à double arbre | Broyage primaire avec une largeur de particules de 40-60 mm |
| Système de contrôle intelligent (PLC) | Retour automatique/Mécanisme anti-blocage/Surchauffe |
| Lames en alliage résistant à l'usure | Acier allié D2 ou alliage dur personnalisé |
Équipement auxiliaire en option (pour optimiser l'efficacité de la récupération)
| Équipement auxiliaire | Fonction |
| Broyeur | Réduit encore le matériau à la taille cible (10-50 mm) |
| Séparateur magnétique | Extraction de métaux ferromagnétiques (par exemple, cadres en acier, vis) |
| Séparateur à courant de Foucault | Trie les métaux non ferreux (par exemple, l'aluminium, le cuivre, l'argent) |
| Bande transporteuse | Type de chaîne en PVC ou en métal ; alimentation automatique et contrôle de la vitesse d'éjection |
| Système de dépoussiérage | Prévient la pollution atmosphérique et les risques environnementaux secondaires |
| Tamis vibrant + classificateur à air | Séparation des matériaux légers (plastiques, fragments d'EVA) du verre |
Piliers stratégiques pour la mise en place d'un système mondial de recyclage des produits photovoltaïques : Technologie, politique et collaboration
Alors que le secteur solaire mondial s'approche d'une vague de mise hors service de modules photovoltaïques, le monde est confronté à des défis urgents en matière d'environnement et de ressources. Servir de solution critique en amont, Broyeur à double arbre améliorer l'efficacité du traitement et permettre la récupération de matériaux de grande valeur. Les pays devraient renforcer les cadres politiques, investir dans les technologies de recyclage et mettre en place de solides systèmes de collecte et de récupération pour exploiter pleinement le potentiel circulaire de l'énergie verte.
Notes supplémentaires :
Matériaux recyclables dans les modules photovoltaïques
Composant matériel |
Poids Part |
Valeur recyclable |
Application / Notes |
| Verre | ~70% | Modéré | Peut être recyclé en verre secondaire ou en matériaux de construction |
| Cadre en aluminium | ~10% | Haut | Refonte en vue d'une réutilisation ; valeur économique élevée |
| Cellules de silicium | ~5-6% | Relativement élevé | Le silicium de haute pureté peut être purifié et réutilisé |
| Argent (électrodes) | ~0.05% | Très élevé | Métal de grande valeur destiné à la revente ou à la refabrication |
| Cuivre (fils) | ~1% | Haut | Récupérable par fusion |
| Plastiques EVA/feuille d'appui | ~10% | Limitée | Difficile à réutiliser ; récupération thermique ou craquage chimique |
| Plomb/Cadmium/Chrome/Nickel | ~<0.1% | Dangereux | Non recyclable ; doit être confiné pour éviter les fuites |
Diverses voies de revenus dans le recyclage des produits photovoltaïques
| Source de revenus | Description |
| Recettes des ventes de matériaux | Clé : cadres en aluminium (~60-70% de valeur) ; secondaire : cuivre/argent |
| Subventions publiques | Crédits carbone ou incitations financières dans de nombreux pays |
| L'image de marque ESG de l'entreprise | La participation améliore l'évaluation ESG et la crédibilité verte des fabricants |
| Circularité matérielle | Les matériaux recyclés peuvent être réintroduits dans une nouvelle production photovoltaïque (circuit fermé). |