L’Economia circolare per valorizzare i rifiuti della transizione energetica

La Circular economy, che recupera e ricicla materie e risorse preziose, può essere alla base della sostenibilità della transizione europea alle energie rinnovabili. Come rimarca un rapporto dell’Agenzia europea dell'ambiente, gli scarti delle infrastrutture fuori uso necessarie per l'energia pulita aumenteranno fino a 30 volte nei prossimi 10 anni

Immagine distribuita da Pixabay con licenza CCO

I rifiuti che derivano dalle infrastrutture fuori uso necessarie per l’energia pulita aumenteranno fino a 30 volte nei prossimi 10 anni. Una montagna di scarti che – se riciclati, recuperati e riutilizzati – possono essere anche preziosi, possono trasformarsi in un’opportunità importante per ridurre il consumo di materie prime scarse, riciclando metalli e altre risorse indispensabili nei sistemi di produzione.

Per questo – come rimarca un rapporto su questi scenari realizzato dall’Agenzia europea dell’ambiente (EEA, European Environment Agency) – gli approcci e i processi dell’Economia circolare, come la riparazione e l’ammodernamento delle apparecchiature e il riciclaggio delle infrastrutture fuori uso, possono essere alla base della sostenibilità dalla transizione europea alle energie rinnovabili.

I rifiuti derivanti dall’uso di infrastrutture per l’energia rinnovabile “sono ricchi di risorse e comprendono elementi di terre rare e altri materiali preziosi come acciaio, rame e vetro”, fanno notare gli esperti dell’European Environment Agency, “il veloce ritmo dello sviluppo tecnologico determina che le apparecchiature possono essere soggette a un’obsolescenza relativamente rapida e possono generare flussi di rifiuti complessi, presentando così sfide tecniche e logistiche per la gestione di questi materiali nella fase di fine vita”.

Secondo gli addetti ai lavori l’applicazione dei principi dell’Economia circolare mitigherà gli impatti negativi se verranno realizzate attività adeguate, come ad esempio: applicare modelli di business circolari per mantenere la responsabilità del produttore sui rifiuti e scarti prodotti; progettare l’infrastruttura in modo circolare per facilitare il riutilizzo dei componenti; sostenere lo sviluppo del riciclo per massimizzare il recupero dei materiali.

Progettazione ecocompatibile e obiettivi di riciclaggio chiari

Il recupero dei materiali e il loro reinserimento nel ciclo produttivo devono affrontare diverse sfide: ad esempio, una gestione logistica complessa (con volumi elevati e materiale che spesso deve essere recuperato da località remote); un design che non tiene conto del fine vita o della riciclabilità; la presenza di sostanze pericolose.

Per dare soluzioni e risposte concrete a queste prospettive, “i responsabili politici e l’industria possono affrontare le sfide relative ai rifiuti e alle risorse associate al passaggio alle tecnologie dell’energia rinnovabile attraverso approcci di Economia circolare, come la progettazione ecocompatibile, obiettivi di riciclaggio specifici dei materiali e sistemi di responsabilità estesa del produttore”, sottolineano gli operatori dell’Agenzia europea dell’ambiente.

Il cambiamento climatico e il degrado ambientale sono diventati una minaccia epocale per l’Europa e il mondo. Per superare queste sfide, l’Unione europea ha una nuova strategia di crescita, il Green Deal, che trasforma la nostra economia in un’economia competitiva moderna, efficiente sotto il profilo delle risorse, circolare e climaticamente neutra. Ma se l’Ue vuole diventare climaticamente neutra entro il 2050, dovrà passare a un modello energetico sostenibile a basse emissioni di carbonio.

Migliorare la circolarità delle energie rinnovabili

“La velocità con cui questi cambiamenti devono avvenire per consentire una riduzione netta del 55 % delle emissioni di gas serra entro il 2050 è un’altra sfida da affrontare e da vincere”, osserva il Report dell’EEA.

E rileva: “all’interno del settore energetico dell’Ue, l’elettricità rinnovabile deve diventare il principale motore energetico entro un solo decennio. Ciò richiederà un ridisegno quasi completo del settore per accogliere le tecnologie emergenti più efficaci, come ad esempio il solare fotovoltaico e l’energia eolica, supportato da un’ampia diffusione delle tecnologie di accumulo di energia. La nuova infrastruttura dovrà anche essere mantenuta durante il suo ciclo di vita e sostituita con il miglioramento della tecnologia”.

Questa grande trasformazione e transizione richiederà notevoli risorse materiali e genererà grandi quantità di nuovi tipi di rifiuti. Ciò crea “un’opportunità unica per l’Unione europea di anticipare il cambiamento e preparare un quadro politico per applicare i principi dell’Economia circolare a questo nuovo modello da una fase iniziale”.

Opportunità e punti critici dell’Economia circolare

L’Europa dispone di un’importante infrastruttura per la produzione di energia eolica e solare e per l’accumulo di energia e l’uso di batterie portatili. Poiché questa infrastruttura viene sostituita da strutture più moderne e poiché il ciclo di manutenzione richiede la sostituzione di parti, l’applicazione dei principi dell’Economia circolare è fondamentale per sfruttare il potenziale di risorse dei rifiuti generati e ridurre al minimo l’impatto della sua gestione.

La produzione di rifiuti in questo settore subirà un forte aumento in futuro e questo aumento sarà difficile da gestire, anche se ci sono forti potenziali benefici perché gran parte dei rifiuti che ne derivano appartengono a sistemi di riciclaggio consolidati (ad esempio acciaio, vetro, alluminio); o sono materie prime critiche di alto valore.

Recuperare questi materiali e reintrodurli nei cicli di produzione presenta diversi ostacoli e criticità da superare, come: difficoltà di lavorazione dovute all’uso di materiali compositi; presenza di sostanze pericolose e basse concentrazioni di elementi più pregiati; apparecchiature non progettate per facilitare gli aspetti di fine vita e riciclabilità. E anche: capacità e tecnologie di riciclaggio sottosviluppate; condizioni di mercato che non valutano adeguatamente le esternalità dell’utilizzo di materiali vergini rispetto a quelli riciclati; problemi logistici dovuti alle località remote, alle dimensioni e ai requisiti di sicurezza associati alle infrastrutture energetiche.

Sviluppare modelli di business circolari innovativi

Lo sviluppo di modelli di business circolari innovativi “è inoltre ostacolato”, rimarcano gli osservatori dell’Agenzia europea dell’ambiente, “perché i vantaggi ecologici e climatici dell’utilizzo di materiali riciclati non sono ancora completamente contabilizzati nei costi dei materiali. Pertanto, i materiali secondari adatti devono regolarmente competere sul prezzo con i materiali primari che sono spesso più economici”. Come sempre, in pratica, i vantaggi economici hanno un peso determinante per accelerare o affossare le politiche Green e di transizione energetica sostenibile.

Nel settore del fotovoltaico, gli esperti stimano che il 95% dei materiali può essere riciclato (ad esempio vetro, rame, alluminio, eccetera). Le sfide chiave nel riciclaggio del fotovoltaico, sia in termini economici che tecnologici, “sono la delaminazione, la separazione e la purificazione del silicio dal vetro e dal film sottile del semiconduttore”, fa notare la European Environment Agency. Altre sfide per il riciclaggio dei moduli fotovoltaici derivano dalla presenza di sostanze pericolose come cadmio, arsenico, piombo, antimonio, fluoruro di polivinile. Altre difficoltà sorgono anche a causa di problemi di accesso per interventi su pannelli installati in quota, spesso non previsti in fase di progettazione degli impianti fotovoltaici.

Scarti preziosi e materie prime critiche da recuperare

Per quanto riguarda invece la produzione di energia rinnovabile da fonti eoliche, il 90% delle risorse può essere riciclata (come acciaio, alluminio, rame, ghisa e calcestruzzo). Materie prime critiche (come neodimio, praseodimio, boro, disprosio e niobio) potrebbero rendere redditizio il riciclaggio dei generatori a magneti delle turbine eoliche.

L’infrastruttura di riciclaggio è ancora in fase di sviluppo per le pale delle turbine realizzate con materiali leggeri come fibra di carbonio, fibra di vetro e materiali compositi, e sono necessarie ulteriori ricerche e implementazioni. Ma in altri casi le enormi dimensioni delle lame possono rendere proibitivi i costi di trasporto per spostamenti a lunga distanza verso impianti di riciclaggio situati lontano.

Nel settore invece degli impianti e sistemi di accumulo dell’energia, tutti i metalli utilizzati nelle batterie possono essere riciclati. Il cobalto e il nichel potrebbero essere abbastanza preziosi da rendere redditizio il riciclaggio, a seconda dei livelli di prezzo e degli importi recuperabili all’interno delle batterie. E una maggiore circolarità in questo ambito può essere aiutata attraverso una progettazione modulare e standardizzata per promuovere la rigenerazione, e informazioni migliorate sul contenuto dei materiali ad alto impatto ambientale.

“A partire da oggi e per gli anni futuri è essenziale sviluppare ovunque un sistema circolare di energia pulita”, ammonisce tirando le fila il Report, “e sfruttare l’opportunità di aumentare la circolarità delle infrastrutture e dei loro flussi di rifiuti emergenti richiede l’applicazione dei principi dell’Economia circolare durante tutto il ciclo di vita delle tecnologie di approvvigionamento energetico”.

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