Op steeds meer Nederlandse daken liggen zonnepanelen. Die gaan doorgaans zo’n 25 jaar mee. Maar wat als de panelen het einde van hun levensduur hebben bereikt? Recyclen lijkt het logische antwoord. Dat is echter zo makkelijk nog niet.
Vanaf 2030 zullen steeds meer zonnepanelen aan vervanging toe zijn, verwacht het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM). In 2035 zullen naar schatting, alleen al in Nederland, zo’n 5 miljoen zonnepanelen worden afgeschreven. Dit komt neer op 100.000 ton afval.
Het probleem is dat een zonnepaneel moeilijk te recyclen is. Dat heeft te maken met de samenstelling ervan. Een doorsnee paneel heeft een bovenlaag van glas, daaronder bevindt zich de hechtlaag die de ondergelegen zonnecellen op hun plaats houdt. Deze cellen zetten het zonlicht om in elektrische energie. Hieronder zit weer een hechtlaag, vóór de kunststof achterkant (zie afbeelding ”Opbouw zonnepaneel”). Om het paneel zit ten slotte een frame, veelal van aluminium.
De hechtlagen zitten stevig vastgelijmd aan het glas en de zonnecellen. Fabrikanten doen dat om de kwetsbare zonnecellen te beschermen tegen allerhande weersinvloeden. Binnensijpelend regenwater kan bijvoorbeeld al funest zijn.
Het is dus de kunst om deze hechtlagen zodanig van het glas en de zonnecellen los te krijgen dat alle onderdelen weer opnieuw te gebruiken zijn. Daarvoor zijn nu technieken in ontwikkeling, zoals de hot knife-methode –waarbij een tot 300 graden verhit snijmes de verschillende lagen van elkaar scheidt zonder ze kapot te maken–, maar die methodes staan nu nog in de kinderschoenen. Het gaat sowieso nog minstens enkele jaren duren voordat die op grote schaal zouden kunnen worden toegepast.
Daarom belandt een groot deel van een zonnepaneel nog altijd in de shredder, om uiteindelijk te eindigen als vulmateriaal in fundering voor wegen of beton. Het glas kan soms nog in laagwaardige isolatietoepassingen worden hergebruikt.
Opboksen
Waarom hebben de makers van zonnepanelen niet over het recyclen nagedacht? Volgens Martin Späth, zonnepanelenexpert bij de Nederlandse Organisatie voor toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO), waren fabrikanten begin deze eeuw vooral bezig met de vraag hoe een paneel –met het oog op productgarantie– minstens 25 jaar lang mee kan gaan. „Daarbij wilden de producenten panelen met een zo hoog mogelijk rendement tegen zo laag mogelijke productiekosten”, weet hij.
Dat de producenten streefden naar lage productiekosten, kan hun nauwelijks kwalijk worden genomen, vindt Späth. De consumentenprijzen voor gas, olie en kernenergie waren destijds relatief laag. „Daar moesten de zonnepaneelbedrijven tegen opboksen. Om huishoudens te verleiden toch panelen te kopen, moesten de fabrikanten de aanschafprijs zo laag mogelijk zien te houden.”
„Ik zie het nog wel gebeuren dat er in Nederland een bloeiende recyclingsindustrie op gang komt” - Martin Späth, zonnepaneelexpert TNO
Het onderdeel dat het lastigst te recyclen is, zijn de zonnecellen. Die zijn gemaakt van silicium, een element dat onder meer voorkomt in kwartszand. Silicium is in overvloed beschikbaar. Niet minder dan een kwart van de aardkorst bevat dit element, maar dan wel in de vorm van kwartszand in combinatie met andere bestanddelen. Spath: „Daarom moet silicium altijd nog worden gezuiverd.”
Want alleen van hoog gezuiverd silicium kunnen zonnecellen worden gemaakt. Na een energie-intensief proces levert dit uiteindelijk ”nine nines” silicium op. „Dat wordt zo genoemd omdat achter de twee negens voor de komma, er nog zeven negens achter de komma volgen”, weet Späth. „Kortom, dit goedje is dan voor 99,9999999 procent zuiver.”
Elektrische auto
Het zuiveringsproces kost dus veel energie: 60 kilowattuur per kilogram. Ter vergelijking: een rit van zo’n 350 kilometer met een doorsnee elektrische auto vraagt ongeveer evenveel energie. Daarbij levert het zuiveren ook nog eens een relatief hoge uitstoot op. De hoeveelheid CO₂die bij het reinigen van een kilogram silicium vrijkomt, staat –om in autotermen te blijven– gelijk aan de uitstoot van een gemiddelde benzineauto bij het rijden van ongeveer 250 kilometer. Volgens Späth wordt deze „geïnvesteerde energie’’ echter wel ruimschoots terugverdiend tijdens de levensduur van een zonnepaneel.
„Maar door de huidige recyclemethoden gaat die energie nu nog verloren als een paneel wordt afgedankt”, stelt Späth. Dat komt doordat het zuiveringsproces dan grotendeels weer van voren af aan in gang moet worden gezet. „Door het recyclen raakt het silicium namelijk verontreinigd door ander paneelmateriaal”, legt de zonnepanelenexpert uit. „Als het op de een of andere manier lukt om dit bestanddeel in hoog zuivere vorm terug te winnen, dan bespaar je daarmee dus toch weer een aanzienlijke hoeveelheid energie. Maar die techniek is er nog niet.”
Een zonnepaneel weegt doorgaans zo’n 20 kilogram. De zonnecellen, die dus gemaakt zijn van silicium, nemen daarvan 1 kilogram voor hun rekening. Toch zit de economische waarde van een zonnepaneel voornamelijk in de zonnecellen, zegt Späth. „Dat komt door het kostbare zuiveringsproces van silicium. Daar hangt, mede vanwege het hoge energieverbruik, een gepeperd prijskaartje aan. Ook vanuit economisch oogpunt is het dus verstandig om de komende jaren in te zetten op het recyclen van dit element.”
Brussel
In hoeverre kan Nederland de afvalstroom aan van zonnepanelen, die vanaf 2030 steeds meer zal aanzwellen? Späth maakt zich daar absoluut geen zorgen over. „Het gaat rond die tijd mondiaal om miljoenen tonnen afval. Dat lijkt ongelofelijk veel, maar in vergelijking met ander elektronisch afval, dat minstens honderd keer zo veel is, valt het alleszins mee.”
De industrie zal de afgedankte zonnepanelen ook vanaf 2030 met gemak kunnen verwerken, maar dat wil natuurlijk nog niet zeggen dat dit op een milieuvriendelijke en kostendekkende manier gebeurt. Want als het gaat om het recyclen van zonnepanelen, gaat het volgens Späth vooral daarover: het is jammer dat een zonnepaneel, waarmee energie op een groene manier wordt opgewekt, na gebruik toch een aanslag doet op het milieu.
In Nederland zijn er volop mogelijkheden om zonnepanelen te recyclen, meent Späth. Omdat in ons land grote plastic- en metaalverwerkers aanwezig zijn, is de technologie hiervoor al voor een belangrijk deel aanwezig, stelt hij. „Ik weet wel zeker dat deze bedrijven er geïnteresseerd in zijn om een belangrijk nationaal centrum te worden voor het recyclen van zonnepanelen. Ik zie het nog wel gebeuren dat we hier in Nederland een bloeiende recyclingindustrie kunnen krijgen.”
„In China hebben fabrikanten geen prikkel om panelen te maken die beter te recyclen zijn” - Martin Späth, zonnepaneelexpert TNO
Wat zou de overheid kunnen doen om het recyclen van zonnepanelen te stimuleren? In de eerste plaats zou een importheffing op zonnepanelen uit China kunnen worden overwogen, om de productie binnen de EU te bevorderen, zegt Späth. Volgens voorlichtingsorganisatie Milieu Centraal komen vier op de vijf zonnepanelen op de Nederlandse daken uit dit Aziatische land. „De Chinezen hebben geen prikkel om panelen te maken die beter te recyclen zijn. Vanwege de lage kostprijs blijft Europa ze toch wel importeren.”
Daarin zou volgens Späth verandering kunnen komen als Brussel dus een extra toeslag gaat rekenen voor de moeilijk te recyclen panelen uit China. In de eerste plaats worden de Chinezen zo aangezet om zelf naar milieuvriendelijker alternatieven te kijken. In de tweede plaats wordt hierdoor het prijsverschil verlaagd met zonnepanelen van Europese makelij die makkelijker te recyclen zijn. „Hierdoor komen deze panelen meer in trek bij de consument en kan de doorontwikkeling ervan verder van de grond komen”, stelt Späth.
Circulair
Het Nederlandse bedrijf Solarge maakt in Weert zonnepanelen die volledig kunnen worden gerecycled. Het bedrijf bestaat sinds 2018 en schroeft jaarlijks de productie op. Momenteel maakt het bedrijf zo’n 150 panelen per dag. „Dat komt neer op een totaal van 50.000 per jaar”, rekent medeoprichter Gerard de Leede voor.
De Leede vindt dat zijn zonnepanelen aan twee voorwaarden moeten voldoen: ze moeten volledig circulair zijn en ze mogen geen giftige stoffen bevatten, dus geen PFAS en antimoon. „Die giftige stoffen leveren geen problemen op zolang de panelen op het dak liggen”, weet De Leede. „Maar als je ze gaat recyclen komen ze vrij.”
De zonnepanelen van Solarge zijn grotendeels gemaakt van kunststof; glas en aluminium zijn dus niet meer nodig. Daarnaast bevatten de panelen van het bedrijf geen schadelijke stoffen die wel in conventionele zonnepanelen zitten. Door geen glas te gebruiken is De Leede bijvoorbeeld meteen af van het antimoon dat hierin zit.
Zijn de kunststof zonnepanelen van het bedrijf van De Leede wel net zo efficiënt als conventionele? In ieder geval wel als het aankomt op het weren van weersinvloeden, zegt hij. Wat het doorlaten van zonlicht betreft, presteren zijn panelen net wat minder. „Als een conventioneel paneel 100 procent zonlicht doorlaat, zitten die van ons op een percentage van 98 procent. Uit de praktijk blijkt dat een zonnepaneel van Solarge echter evenveel energie opwekt als een conventioneel paneel.”
Consument
Solarge maakt ook gebruik van warmte om de zonnepanelen aan het eind van hun levensduur uit elkaar te halen. De Leede: „Dat doen we op een temperatuur van meer dan 100 graden. Bij conventionele zonnepanelen gebeurt het vaak dat het glas kapotspringt als het van de aluminium omlijsting wordt afgehaald. Het silicium kan door de glasscherven dan ook niet meer worden hergebruikt. Doordat de lagen bij ons dus van kunststof zijn gemaakt, kan zoiets bij ons bedrijf nooit gebeuren.”
Helemaal zonder uitstoot zijn de panelen van Solarge niet. Tijdens het productieproces komt er nog CO₂ vrij. „Maar dat is wel aanzienlijk minder dan bij conventionele panelen”, verzekert De Leede. „Dat komt doordat ons bedrijf voornamelijk gebruikmaakt van kunststof. De uitstoot daarvan ligt fors lager dan bij het maken van glas en aluminium. Daarbij is het gewicht van de kunststof de helft van het gewicht van glas en aluminium, dus er is sprake van aanzienlijk minder materiaalgebruik.”
„Vanaf 2025 kan de consument milieuvriendelijke panelen bij ons kopen” - Gerard de Leede, mede-oprichter Solarge
Is De Leede niet bang dat zijn circulaire zonnepanelen straks overbodig worden als er technieken zijn om de doorgaans goedkopere conventionele panelen op een milieuvriendelijke manier te recyclen? Nee, antwoordt hij resoluut. Het recyclen van gewone zonnepanelen zal volgens hem relatief veel energie blijven kosten. „Omdat onze panelen makkelijk te recyclen zijn, blijft onze methode aantrekkelijker. Ik verwacht ook dat onze aanpak goedkoper zal blijven.”
De milieubewuste consument kan nog geen panelen kopen bij Solarge. Het bedrijf levert momenteel alleen aan commerciële partijen. De Leede moet eerst de productie opschalen voordat hij zijn panelen voor een schappelijke prijs aan de consument kan aanbieden. Mede door de komst van een tweede fabriek verwacht hij dat de productie in een jaar tijd kan worden vervijfvoudigd. „Als dat straks zover is, kan de consument voor zijn zonnepanelen ook bij ons terecht.”
