Ipotesi 3 : uso del coprodotto

La terza ipotesi viene sviluppata come la prima, la differenza principale riguarda l‟esclusione dei prodotti evitati che non sono inseriti nell‟analisi.

In tale supposizione si considera il concetto del co-prodotto; i due prodotti sono rappresentati dalla funzione di riciclo dell‟impianto FV primario e dall‟impianto secondario.

L‟allocazione degli impatti ambientali avviene in base all‟energia non rinnovabile consumata dai co-prodotti. Alla funzione di riciclo devono essere attribuiti i processi di trasporto, di trattamento termico del pannello (stadio di separazione dei materiali) e di smaltimento in discarica dei materiali che non possono essere recuperati, mentre tutti gli altri processi vanno atribuiti all‟impianto secondario.

L‟energia non rinnovabile complessiva consumata in tutto il processo Riciclo pannello e impianti

connessi ipotesi 3(tr.term. e ch.)Jesi 070211 è di 32080 MJ, quella relativa al trasporto è di 962,46

MJ, l‟energia consumata durante i trattamenti termici è pari a 226,577 MJ( = 201,26 MJ + 25,317 MJ), mentre quella per lo smaltimento in discarica è di 10,4912685 MJ (ottenuta sommando i singoli contributi dei materiali inviati nella stessa). Perciò l‟energia consumata dal riciclo è di

169

1199,528268 MJ ( =962,46 MJ + 201,26 MJ + 25,317 MJ + 10,49126825 MJ), invece quella da attribuire all‟impianto secondario è pari a 30880,47173 MJ ( = 32080 MJ – 1199,528268 MJ). A questo punto siamo in grado di definire i coefficienti di allocazione: il 96,26% (= 300880,47173 MJ/32080 MJ *100) dell‟impatto ambientale dovrà essere attribuito all‟impianto secondario ed il 3,74% dovrà essere assegnato alla fase di riciclo.

7.1.3.1 Il processo dell’ipotesi 3

Prodotti Valore U.d.M % Impiego

Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 3(tr.term. e ch.)Jesi 070211

342,586 kg 3,74

Trasporto dei pannelli;processi di trattamento chimico; produzione dei secondari dei metalli e del vetro; discarica per i materiali non riciclabili

Secondario pannello e impianti connessi ipotesi 3(tr.term. e ch.)Jesi 070211

342,586-26,46478163 kg 96,26

En. non rinnovabile tot consumata(processo multioutput):32080MJ; en non rinnovabile consumata nella funz di riciclo (Raccolta rifiuti +calore dei trattamenti termici+ smaltimento scarti dovuti al riciclo); En non rinnovabile consumata nella funz di produzione del secondario 32080MJ- 1199.528=30880.47173MJ; Allocazione del primario 1199.528268/32080=0.0374; Allocazione del secondario 30880.47173/ 32080=0.9626; Unità Funzionale è la differenza tra il peso del pannello e gli scarti che vanno in discarica(26,46478163kg). 7.17 Prodotti del processo Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 3(tr.term. e ch.)Jesi 070211.

Materiali/Combustibili Quantità Valore U.d.M Impiego

Potassium hydroxide, at regional

storage/RER U 150*1,165*882,62 154237,8 g

150ml/cella; densità sol1.165g/ml Nitric acid, 50% in H2O, at

plant/RER U 250*882,62 220655 g

HNO3 al 65% 250 ml/cella

Hydrogen fluoride, at plant/GLO U 150*882,62 132393 g HF al 40% 150 ml/cella Acetic acid, 98% in H2O, at

plant/RER U 150*882,62 132393 g CH3COOH 150ml/cella Bromine 3*3,12*882,62 8261,323 g Br2 3ml/cella con3.12g/ml

7.18 Materiali e Combustibili del processo Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 3(tr.term. e ch.)Jesi 070211.

Elettricità/Trasporti Quantità Valore U.d.M Impiego

Transport, lorry >28t, fleet

average/CH U 342,586*1200 411103,2 kgkm Trasporto pannello1200km Heat, natural gas, at

industrial furnace >100kW/RER U (61,85193*880+212,94*795+2,6314 5*385+30,2589*700+34,397*502+0 ,50672*232)*580E-6 152,71179 MJ Riscaldamento del pannello da 20°C (tambiente) a 600°C; Q1=m*Cp*DT

170

Heat, natural gas, at industrial furnace >100kW/RER U

92*6*580/1000*1/60 5,336 kWh

Mantenimento del forno a 600°C; Q2=k/s*S*DT; tempo di riscaldamento a 600°C: 1min(hp); E2=Q2*trisc Heat, natural gas, at

industrial furnace >100kW/RER U

(30,2589*700+0,12893*880+0,1983

1*232)*(70-20)*1E-6 1,0670348 MJ

Riscaldamento delle celle da 20 a 70°C (rimozione dell'Al con KOH) per 2- 3min: Q1=m*Cp*DT

Heat, natural gas, at industrial furnace >100kW/RER U

92*6*50*2.5/60*1E-3 1,15 kWh

Riscaldamento a 70 °C (separazione Al): fase di mantenimento della temperatura del forno a 70° per 2,5 min. Q2=k/s*S*DT; E2=Q2*trisc Heat, natural gas, at

industrial furnace >100kW/RER U

(30,2589*700+0,19831*232)*(40-

20)*1E-6 0,4245448 MJ

Riscaldamento celle senza Al da 20 a 40°C

(rimozione Ag,giunzione n-p e strato AR) per 9sec:Q1=m*Cp*DT

Heat, natural gas, at industrial furnace >100kW/RER U

92*6*20*9/3600*1E-3 0,0276 kWh

Riscaldamento a 40 °C(separazione del Si e Ag e atri metalli): fase di mantenimento del forno a 40°C per 9 sec;

Q2=k/s*S*DT; E2=Q2*trisc Aluminium, secondary, from

old scrap, at plant/RER U 2,6294*23,474 61,722536 kg

Produzione Al secondario dall'Al del pannello (riciclo 100%)

Packaging glass, green, at

plant/RER U 0,9*10,079*23,474 212,935 kg

Produzione vetro secondario dal vetro del pannello (riciclo 90%) Copper, secondary, from

electronic and electric scrap recycling, at refinery/SE U

0,95*0,11269*23,474 2,5130208 kg

Produzione Cu secondario dal Cu del pannello (riciclo 95%)

Nickel, secondary, from electronic and electric scrap recycling, at refinery/SE U

0,95*0,00016277*23,474 0,0036298 kg

Produzione Ni secondario dal Ni del pannello (riciclo 95%)

Copper, secondary, from electronic and electric scrap recycling, at refinery/SE U

0,95*0,606*0,0087647*23,474 0,118446 kg

Produzione Cu secondario dal Cu del pannello (riciclo 95%)

Zinc, secondary, at regional storage/RER (da Zinc, primary con Zinc scrap)

0,95*0,404*0,0087647*23,474 0,078964 kg

Produzione Zn secondario dallo Zn del pannello (riciclo 95%) Silver, secondary, at

precious metal refinery/SE U

0,95*0,8383*0,0073964*0,93241*2

3,474 0,1289251 kg

Produzione Ag secondario dall'Ag del pannello (riciclo 95%) Lead, secondary, from

electronic and electric scrap recycling, at plant/SE U

0,95*0,0505*0,0073964*0,93241*2

3,474 0,0077666 kg

Produzione Pb secondario dal Pb del pannello (riciclo 95%)

Silver, secondary, at

precious metal refinery/SE U

0,95*0,6767*0,004931*0,93241*23,

474 0,0693823 kg

Produzione Ag secondario dall'Ag del pannello (riciclo 95%) Lead, secondary, from

electronic and electric scrap recycling, at plant/SE U

0,95*0,0808*0,004931*0,93241*23,

474 0,0082845 kg

Produzione Pb secondario dal Pb del pannello (riciclo 95%)

171

Aluminium, secondary, from old scrap, at plant/RER U

0,95*0,0808

*0,07191*0,93241*23,474 0,1208143 kg

Produzione Al secondario dall'Al del pannello (riciclo 95%)

Steel, electric, un- and low-

alloyed, at plant/RER U 1,4826*1,06*0,93241*23,474 34,397263 kg

Produz acciaio secondario dall'acciaio del pannello (riciclo 95%)

Copper, secondary, from electronic and electric scrap recycling, at refinery/SE U

0,00745*1,06*0,93241*23,474 0,1728447 kg

Produzione Cu secondario dall'ottone del pannello (riciclo 95%)

Zinc, secondary, at regional storage/RER (da Zinc, primary con Zinc scrap)

0,3*0,00745*1,06*0,93241*23,474 0,0518534 kg

Produzione Zn secondario dall'ottone del pannello (riciclo 95%)

Aluminium, secondary, from

old scrap, at plant/RER U 3,2852*22,79 74,869708 kg

Produzione Al secondario con Al imp. sostegno Steel, electric, un- and low-

alloyed, at plant/RER U 0,3479 *22,79 7,928641 kg

Produzione acciaio secondario con acciaio imp. sostegno

Copper, secondary, at

refinery/RER U 14,7 14,7 kg

Produzione Cu secondario con Cu imp. sostegno Copper, secondary, at

refinery/RER U 0,02*0,707 0,01414 kg

Produzione Cu secondario dal Cu(0.707) dell'ottone dell'imp. sostegno Zinc, secondary, at regional

storage/RER (da Zinc, primary con Zinc scrap)

0,02*0,303 0,00606 kg

Produzione Cu secondario dal Cu (0.303) dell'ottone dell'imp. sostegno Zinc, secondary, at regional

storage/RER (da Zinc, primary con Zinc scrap)

0,04 0,04 kg Produzione Zn secondario con Zn imp. sostegno Steel, electric, un- and low-

alloyed, at plant/RER U 0,86 0,86 kg

Produzione acciaio secondario con acciaio imp. sostegno

Aluminium, secondary, from

old scrap, at plant/RER U 1,4*2,4 3,36 kg

Produzione Al secondario con Al inverter Copper, secondary, at refinery/RER U 5,51*2,4 13,224 kg Produzione Cu secondario con Cu inverter

Steel, converter, unalloyed,

at plant/RER U 9,8*2,4 23,52 kg

Produzione acciaio secondario con acciaio inverter

172

Waste to treatment Quantità Valore U.d.M Impiego

Disposal, waste, Si waferprod., inorg, 9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,11269*23,474 0,1322643 kg

5% di rame del pannello Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,00016277*23,474 0,000191 kg

5% di nickel del pannello Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,606*0,0087647*23,474 0,006234 kg

5% di rame del pannello Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,404*0,0087647*23,474 0,004156 kg

5% di zinco del pannello Disposal, glass, 0% water, to inert

material landfill/CH U 0,1*10,079*23,474 23,659445 kg

10% del vetro del pannello Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,8383*0,0073964*0,93241*23,474 0,0067855 kg 5% di silver Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,0505*0,0073964*0,93241*23,474 0,0004088 kg 5% di lead Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,6767 *0,004931*0,93241*23,474 0,0036517 kg 5% di silver Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,0808 *0,004931*0,93241*23,474 0,000436 kg 5% di lead Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,0808 *0,07191*0,93241*23,474 0,0063586 kg

5% di aluminum primary Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,1*1,1402*1,06*0,93241*23,474 2,6453365 kg

10% di Multi- Si casted Figura 7.20 Trattamento dei rifiuti del processo Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 3(tr.term. e ch.)Jesi 070211.

173

7.21Il network second IMPACT con il cut off dell‟8.6% del processo Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 3(tr.term. e ch.)Jesi 070211.

174

7.22Il diagramma della valutazione con IMPACT per single score del processo Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 3(tr.term. e ch.)Jesi 070211.

Il danno dovuto alla terza ipotesi di riciclo calcolato con IMPACT vale 0.028605 Pt. dovuto principalmente ai reagenti delle miscele utilizzate nel trattamento chimico di DS applicato alle celle.

7.1.4 Ipotesi 4

L‟ipotesi 4 riduce notevolmente i confini del sistema e considera per la fase di riciclo i seguenti processi:

 il trasporto da Jesi a Freiberberg del pannello fotovoltaico;  il trattamento termico per la separazione dei materali costituenti;

 i materiali non recuperabili che vengono inviati in discarica per essere smaltiti.

Il trasporto dell‟impianto elettrico, della struttura di sostegno e dell‟iverter non sono stati considerati dato che il trattamento di tali componenti si ipotiza avvenga nei pressi di Jesi e quindi risulta trascurabile.

175

7.1.4.1 Il processo dell’ipotesi 4

Elettricità/Trasporti Quantità Valore U.d.M Impiego

Transport, lorry >28t, fleet

average/CH U 342,586*1200 411103,2 kgkm Trasporto pannello1200km Heat, natural gas, at

industrial furnace >100kW/RER U (61,85193*880+212,94*795+2,6314 5*385+30,2589*700+34,397*502+0 ,50672*232)*580E-6 152,71179 MJ Riscaldamento del pannello da 20°C (tambiente) a 600°C; Q1=m*Cp*DT

Heat, natural gas, at industrial furnace

>100kW/RER U 92*6*580/1000*1/60 5,336 kWh

Mantenimento del forno a 600°C; Q2=k/s*S*DT; tempo di riscaldamento a 600°C: 1min(hp); E2=Q2*trisc Aluminium scrap, old, at

plant/RER U 3,2852*22,79 74,869708 kg Impianto di sostegno Iron scrap, at plant/RER U 0,3479 *22,79 7,928641 kg Impianto di sostegno Copper scrap, at plant/RER

S 14,7 14,7 kg Impianto elettrico

Copper scrap, at plant/RER

S 0,02 0,02 kg Impianto elettrico

Zinc scrap, at plant/RER (da

Iron scrap) 0,04 0,04 kg Impianto elettrico Iron scrap, at plant/RER U 0,86 0,86 kg Impianto elettrico Aluminium scrap, old, at

plant/RER U 1,4*2,4 3,36 kg Inverter Copper scrap, at plant/RER

S 5,51*2,4 13,224 kg Inverter

Iron scrap, at plant/RER U 9,8*2,4 23,52 kg Inverter

176

Waste to treatment Quantità Valore U.d.M Impiego

Disposal, waste, Si waferprod., inorg, 9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,11269*23,474 0,1322643 kg

5% di rame del pannello Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,00016277*23,474 0,000191 kg

5% di nickel del pannello Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,606*0,0087647*23,474 0,006234 kg

5% di rame del pannello Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,404*0,0087647*23,474 0,004156 kg

5% di zinco del pannello Disposal, glass, 0% water, to inert

material landfill/CH U 0,1*10,079*23,474 23,659445 kg

10% del vetro del pannello Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,8383*0,0073964*0,93241*23,474 0,0067855 kg 5% di silver Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,0505*0,0073964*0,93241*23,474 0,0004088 kg 5% di lead Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,6767 *0,004931*0,93241*23,474 0,0036517 kg 5% di silver Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,0808 *0,004931*0,93241*23,474 0,000436 kg 5% di lead Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,05*0,0808 *0,07191*0,93241*23,474 0,0063586 kg

5% di aluminum primary Disposal, waste, Si waferprod., inorg,

9.4% water, to residual material

landfill/CH U 0,1*1,1402*1,06*0,93241*23,474 2,6453365 kg

10% di Multi- Si casted 7.24Trattamento dei rifiuti del processo Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 4 (tr.term. e ch.)Jesi 070211.

177

7.25Il network secondo IMPACT e con un cut-off dell‟8.3% del processo Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 4(tr.term. e ch.)Jesi 070211.

178

7.26 IL diagramma della valutazione per single score con IMPACT del processo Riciclo pannello e impianti connessi ipotesi 4(tr.term. e ch.)Jesi 070211.

Dall‟analisi dei risultati si nota che il processo produce un danno pari a 0.033322 Pt. Il maggiore contributo al danno è quello dovuto al trasporto del pannello da Jesi alla Germania. Il risultato ottenute è molto simile a quello dell‟ipotesi 4, la differenza è dovuta all‟allocazione su base enrgetica effettuata nella supposizione precedente, che quindi risulta corretta.

Nel documento Valutazioni ambientali del ciclo di vita di un impianto fotovoltaico (pagine 179-189)