Cadmium Facts and Handy Comparison

Life Cycle Analysis of Photovoltaic Systems

E da www.renewable-energy-world.com :

Staying safe(Alasdair Cameron)

a. Il CdTe non è assimilabile al Cadmio metallico, poiché è un prodotto altamente stabile, ad alto punto di fusione e insolubile in acqua[1]. La temperatura che si raggiunge negli incendi delle abitazioni residenziali degli stati uniti, dove vi è molto materiale infiammabile (legno), arriva al massimo a 900°C sul tetto e 1000°C negli scantinati, mentre il punto di fusione di CdTe è a 1041°C e l'evaporazione comincia a 1050°C. Il punto di fusione del CdS è addirittura a 1750°C. Inoltre studi al "Brookhaven National Laboratory" e al "GSF Institute of Chemical Ecology" in Germania hanno indicato che alle temperature tipiche di un incendio i materiali del modulo fotovoltaico rimarrebbero inevitabilmente incapsulati all'interno del vetro fuso. Infine, in caso di incendio di un'abitazione, moltissimi altri materiali comuni sarebbero fonte di rischio incomparabilmente più grande che qualunque potenziale emissione causata dai sistemi fotovoltaici a base di CdTe[2].
b. Un modulo a base di CdTe contiene pochissimo Cadmio, meno dell'uno per mille in peso, e meno, per metro quadrato, di un'ordinaria pila al NiCd. Inoltre, come detto sopra, il Cadmio nel modulo è in una forma assolutamente stabile[3].
c. Nel modulo fotovoltaico il Cadmio è legato al Telluro e incapsulato, quindi la tecnologia fotovoltaica fornisce una soluzione efficace per il sequestro del Cadmio.
d. Meno del 3% del Cadmio attualmente usato in U.S.A. basterebbe per una produzione su grande scala (vari GW/anno) di moduli fotovoltaici a base di CdTe[4].
e. E' facile e vantaggioso riciclare completamente i moduli alla fine della loro vita, che comunque è di almeno 25-30 anni. Inoltre, data la loro natura, non è facile per l'utente disperdere i moduli nell'ambiente come succede invece spesso con le pile. Il riciclo dei moduli risolve completamente ogni problema di carattere ambientale[5]
f. Il Cadmio è un prodotto secondario dell'estrazione di altri metalli come zinco, piombo e rame. Il Cadmio viene quindi oggi prodotto in grande eccesso e viene perciò in gran parte immesso in discarica. Anche supponendo che le discariche minerarie siano controllate, la trasformazione del Cadmio nello stabile Tellururo di Cadmio e il controllo del ciclo di vita dei moduli, con la possibilità di recupero tramite riciclaggio, rendono sicuramente meno probabile il rilascio di Cadmio nell'ambiente, oltre a fornire un utilizzo ambientalmente vantaggioso del Cadmio stesso (si pensi solo alla riduzione delle emissioni serra legate alla generazione fotovoltaica).

Alla fine, risulta evidente che, paradossalmente, l'utilizzo di moduli al CdTe ridurrebbe in effetti la quantità di Cadmio rilasciata nell'ambiente. Si consideri anche il fatto che il 41,3% dell'esposizione umana al Cadmio deriva dall'utilizzo di fertilizzanti, il 22% dall'utilizzo dei combustibili fossili, oltre il 16% dalla produzione di ferro e acciaio e così via fino ad arrivare a un 2,5% legato dall'utilizzo di prodotti del Cadmio quali le batterie NiCd: non solo i moduli fotovoltaici al CdTe porterebbero sul mercato ancora meno Cadmio di quanto non lo facciano le batterie, ma anzi, alla fine si avrebbe una consistente diminuzione del rilascio di Cadmio nell'ambiente.

Ecco due interessanti articoli (in italiano) che mettono in paragone gli impatti ambientali delle diverse tecnologie di moduli:

FV-Fotovoltaici-Marzo/Aprile 2007

PV-Technology-Settembre 2007

Negli ultimi 30 anni sono stati usati da 16000 a 20000 tonnellate di Cd l’anno Per fare 1GW di elettricità da moduli a base di CdTe sono necessari 700 tonnellate di Cd che è minore del 4% rispetto al consumo totale

Il CdTe fonde a 1041°C ed evapora, a pressione atmosferica, a 1050°C

In caso di incendio fonde prima il vetro che incapsula il materiale

Esperimenti fatti con incendi reali indicano che non c’è rilascio di Cd nell’atmosfera:

CdTe PV modules during fires (cosa succede in caso di incendio ?)

Operation of CdTe and CIS modules (cosa succede se si rompe il modulo ?)

 

[1] Fthenakis V., Morris S., Moskowitz P., Morgan D. (1999). "Toxicity of cadmium telluride, copper indium diselenide, and copper gallium diselenide." Progress in Photovoltaics, 7, pp. 489-497. Bohland J., Smigielski K. (September 2000).
"First Solar's CdTe module manufacturing experience: environmental, health, and safety results". Proceedings of the 28th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Anchorage, AK.
[2] Drysdale D. (1985). "An Introduction to Fire Dynamics", pp. 329-330, Wiley, NY. Moskowitz P., Fthenakis V. (1990). "Toxic materials released from photovoltaic modules during fires; health risks", Solar Cells, 29, pp. 63-71.
[3] Anderson B. A. (2000). "Materials availability for large-scale thin film photovoltaics." Progress in Photovoltaics, 8, pp. 61-76. Zweibel K. (1997). "Reducing ES&H impacts from thin film PV." Environmental Aspects of PV Power Systems,Utrecht University, The Netherlands.
[4] Anderson B. A. (2000). Materials availability for large-scale thin film photovoltaics. Progress in Photovoltaics, 8, pp. 61-76. Cadmium Market Update Analysis and Outlook. (1995). Roskill Information Services Ltd., London, UK.
[5] Bohland J., Dapkus T., Kamm K., Smigielski K. (1998). "Photovoltaics as hazardous materials: the recycling solution." Proceedings of the 2nd IEEE World Photovoltaic Specialists Conference, pp. 716-719.
Fthenakis V. (2002). "Could CdTe PV modules pollute the environment?" Aug. 2002, Brookhaven National Laboratory,
Upton, NY 11973. www.pv.bnl.gov.