Solární energie bývá často prezentována jako čistý, udržitelný a dlouhodobě bezpečný způsob výroby elektřiny. V souvislosti s rostoucí instalací fotovoltaických panelů po celém světě se však stále častěji objevují otázky, jaký je jejich reálný dopad na životní prostředí – zejména pokud jde o přítomnost látek, jako jsou kadmium či olovo, které mají pověst vysoce toxických kovů.

Jak tomu tedy je – jsou tyto obavy oprávněné, nebo jde jen o mýtus?

Obsah olova v solárních panelech

Většina fotovoltaických panelů instalovaných v současnosti, zejména těch na bázi krystalického křemíku (c-Si), obsahuje malé množství olova.

Toto olovo se používá především v pájkách pro spojování jednotlivých fotovoltaických článků a elektrických spojů uvnitř panelu. Typický panel může obsahovat přibližně 14 gramů olova.

Samotné množství na jeden panel se může zdát zanedbatelné, avšak při pohledu na celosvětový trh se čísla sčítají.

Například v roce 2018 bylo instalováno více než 90 GW nové solární kapacity, což odpovídá řádově stovkám milionů panelů.

V souhrnu to mohlo představovat spotřebu přibližně 4 400 tun olova.

Abychom toto číslo uvedli do kontextu – výroba olověných akumulátorů spotřebuje každoročně více než 9 milionů tun olova. To znamená, že spotřeba olova pro solární panely je zhruba 2 000× menší.

Olověné akumulátory představují stále klíčovou součást moderní infrastruktury, zejména v automobilovém průmyslu, kde slouží jako startovací baterie u spalovacích motorů.

Podle dat USGS připadalo v roce 2022 přibližně 92 % celkové spotřeby olova v USA právě na olověné akumulátory. Tyto zdroje energie se však neomezují jen na automobily – široce se využívají také v průmyslových aplikacích, například pro záložní napájení počítačových a telekomunikačních sítí, v nemocnicích, pro trakční pohon některých elektrických vozidel nebo pro stabilizaci elektrických sítí s vysokým podílem obnovitelných zdrojů.

Z celkové světové spotřeby olova přitom připadá na výrobu solárních panelů jen zanedbatelný podíl. I přesto si je solární průmysl vědom environmentálních rizik spojených s použitím olova a v posledních letech se aktivně zaměřuje na jeho minimalizaci prostřednictvím technologických inovací a recyklačních programů.

Jedním z hlavních trendů je přechod na bezolovnaté pájky – tedy slitiny používané k propojování solárních článků a vodičů, které neobsahují olovo (např. slitiny cínu se stříbrem nebo mědí). Odhady uvádějí, že do roku 2026 bude méně než 50 % nově vyráběných panelů používat olověnou pájku a méně než 20 % panelů bude obsahovat olovo přímo v samotných článcích.

Tento trend je v souladu s požadavky směrnice RoHS.

Kadmium a tenkovrstvé panely

Jednou z často zmiňovaných obav je přítomnost kadmia v některých tenkovrstvých fotovoltaických technologiích, zejména ve sloučenině kadmium tellurid (CdTe). Tyto panely dnes tvoří pouze přibližně 2–3 % celosvětové produkce, avšak jejich využití bývá diskutováno právě kvůli toxicitě samotného kadmia.

V praxi je však situace odlišná od často prezentovaných obav.

CdTe je chemicky velmi stabilní a jeho toxicita je výrazně nižší než u elementárního kadmia. Výrobci navíc uplatňují přísné výrobní a bezpečnostní standardy, které splňují evropské směrnice RoHS a WEEE.

Panely jsou konstruovány tak, aby nedocházelo k únikům látek ani při mechanickém poškození, požárech či jiných extrémních událostech.

Odborné studie potvrzují, že běžný provoz ani poškození panelů neuvolňuje do okolního prostředí měřitelná množství CdTe.

CdTe vrstva (tloušťka jen 1–3 mikrometry) je hermeticky uzavřena mezi dvě vrstvy skla v tzv. „glass-glass“ konstrukci. Ty jsou pevně spojeny polymerní mezivrstvou EVA (ethylen-vinyl-acetát), která slouží jako těsnění proti vlhkosti, prachu a mechanickému poškození.

Celý modul je navíc chráněn dalšími bariérami proti vlhkosti a prochází přísnými testy podle norem IEC 61646 a IEC 61730 (odolnost proti větru, sněhu, kroupám, teplotním cyklům a vysoké vlhkosti).

Nezávislé studie potvrzují, že při běžném provozu ani při mechanickém poškození (například rozbití skla kroupami) se CdTe neuvolňuje v měřitelném množství. Reálné riziko by mohlo nastat pouze v případě, že by byl panel rozbit a dlouhodobě vystaven specifickým agresivním podmínkám – například kyselému nebo silně zásaditému prostředí, jaké se může vyskytnout na některých průmyslových skládkách. Taková situace však v běžném prostředí domácích či komerčních instalací nenastává.

Jaká jsou tedy reálná bezpečnostní rizika u solárních panelů?

Jak jsme si již vysvětlili, přestože solární panely sice obsahují malé množství potenciálně nebezpečných látek, například olovo v pájkách nebo kadmium v některých typech tenkovrstvých modulů, jejich konstrukce a zapouzdření prakticky znemožňují jejich uvolnění během běžného provozu.

Díky provedení typu sklo-sklo či sklo-folie s EVA meziprostorou, laminací a robustními hliníkovými rámy zůstávají veškeré tyto látky pevně uzavřeny.

Nezávislé testy, včetně zátěžových zkoušek prováděných NREL (National Renewable Energy Laboratory) a Fraunhofer ISE, potvrdily, že ani při běžném provozu, ani při mechanickém poškození, větru, krupobití či prudkých teplotních výkyvech, nedochází k měřitelnému úniku toxických složek do okolí.

Riziko se zvyšuje pouze ve specifických situacích – například při požárech s extrémními teplotami (nad 500 °C), kdy může dojít k degradaci zapouzdřovacích materiálů, nebo při neodborné likvidaci panelů mimo certifikované recyklační linky.

Skutečná hrozba však leží jinde – v otázce, zda dokážeme včas vybudovat dostatečnou recyklační infrastrukturu, která zvládne obrovskou vlnu vysloužilých panelů, jež nás čeká v příštích desetiletích.

Podle odhadů Společného výzkumného centra EU (JRC) půjde v letech 2040-2050 o 6-13 milionů tun odpadu, přičemž v nejvyšším scénáři může objem dosáhnout až 35 milionů tun.

Pokud si chcete udělat představu o tom, co se vlastně děje se solárními panely v recyklační lince a jak vlastně vypadá celý tento proces, doporučujeme ke shlédnutí videa níže.

Recyklace solárních panelů v rámci EU

Evropská legislativa na tuto problematiku reaguje přísnými požadavky – nejenom v rámci směrnice RoHS, ale také v rámci WEEE, které nejen omezují množství nebezpečných látek v nově vyráběných panelech, ale také stanovují povinnost jejich bezpečného zpracování po ukončení životnosti.

Jednou z mála globálnějších pilotních iniciativ v oblasti recyklace je projekt ReProSolar.

Jedná se o evropskou iniciativu podporovanou prostřednictvím programu EIT RawMaterials a jejím hlavním úkolem je podporovat projekty, startupy a výzkumné iniciativy zaměřené na udržitelné získávání, zpracování, využívání a recyklaci surovin.

To zahrnuje vše od těžby, přes výrobu, až po opětovné využití materiálů – právě proto se angažuje i v projektech recyklace fotovoltaických panelů.

Projekt je koordinovaný společností Veolia Deutschland a zahrnuje firmy jako Evonik, TECNALIA, FLAXRES, Grenoble INP a inovátora ROSI. Cílem je zavést demonstrační linku schopnou ročně zpracovat 5 000 tun panelů a efektivně recyklovat křemík, stříbro a sklo.

Francouzská firma ROSI vyvinula doposud první průmyslovou linku pro recyklaci panelů za účelem získání cenných kvalitních surovin – převážně křemíku, stříbra a mědi. Tato linka, spuštěná v roce 2023, zvládne ročně zpracovat 3 000 tun panelů. Do roku 2025 plánuje ROSI navýšit kapacitu až na 10 000 tun ročně.

Podobných projektů vzniklo samozřejmě daleko více, avšak stále pokrývají jen malý zlomek potřebné kapacity. Situaci dále komplikuje rozdílná konstrukce panelů, absence jednotných standardů a legislativního tlaku v některých státech. Například ve Spojených státech je aktuálně až 90 % vyřazených fotovoltaických panelů skládkováno, nikoliv recyklováno.

Důvodů je několik – a bohužel spolu tvoří začarovaný kruh. První problém je legislativa. Na rozdíl od Evropy, kde platí povinná recyklace a výrobci musejí předem platit příspěvky na budoucí likvidaci, v USA žádný federální zákon podobnou povinnost neukládá. Většina států panely ani neřadí mezi nebezpečný odpad, takže jejich uložení na běžnou skládku je legální a často i nejlevnější řešení. Výjimky existují – například stát Washington má systém rozšířené odpovědnosti výrobce – ale ty zatím pokrývají jen zlomek trhu. Dalším faktorem jsou ekonomické a logistické důvody – dovezení panely do recyklační linky a následná recyklace panelu je dnes dražší než jeho skládkování. Oddělení vrstev skla, křemíku, plastových fólií a kovů vyžaduje specializovanou technologii a hodně energie, zatímco cena získaných surovin na trhu zdaleka nepokryje náklady. Bez dotací, povinných poplatků či podpory státu tak recyklační linky těžko přežívají.

Také v ČR se po solárním boomu pomalu rozjíždí projekty zaměřené na navýšení recyklační kapacity pro solární panely.

V říjnu 2024 zahájila společnost Dekonta IC v Kralupech nad Vltavou provoz první certifikované průmyslové recyklační linky pro solární panely v Česku. Dosahuje kapacity až 2 000 tun ročně, tedy odpovídá zhruba několika desítkám tisíc panelů a dokáže vytřídit sklo, kovy, plasty a další suroviny.

Vedle mechanické separace materiálů se v Česku testuje i pokročilá technologie známá jako „horký nůž“. Jako první ji nasadila firma TECHNOWORLD. Tato metoda umožňuje čisté oddělení skla z panelů bez jejich drcení, což výrazně zvyšuje kvalitu recyklátu.

Co se týče legislativy a provozního zázemí u nás:

• Recyklace panelů je u nás zákonem povinná – výrobci/dovozci ji zajišťují skrze kolektivní systémy (např. ASEKOL, Retela) – vše funguje na principu rozšířené odpovědnosti výrobce (tzv. Extended Producer Responsibility – EPR). Výrobce se tedy musí povinně postarat i o to, co se s panelem stane po skončení jeho životnosti. Celý mechanismus je jednoduchý – když firma uvede panel na český trh, zaplatí recyklační příspěvek. Ten se shromažďuje v kolektivním systému, který z těchto peněz financuje sběr, odvoz a ekologickou recyklaci starých panelů. Funguje to podobně jako u elektroodpadu – zákazník se starým panelem nemusí řešit, kam s ním, a recyklace je předem zaplacená. Kolektivní systém má smlouvy s recyklačními firmami a provozuje síť míst, kam lze panely odevzdat. Až tedy dnešní instalace doslouží, nebudou jejich majitelé řešit, kdo a za kolik se jich zbaví – povinnost i finance jsou už dávno zajištěné výrobcem či dovozcem při prodeji.
• Recyklační poplatek (cca 8,50 Kč/kg) je dáván do ceny panelu a jeho úhrada znamená pro koncového uživatele bezplatnou recyklaci.
• V praxi si větší provozovatelé fotovoltaik (nad 30 kW) musí vyřešit předání starých panelů individuálně přes kolektivní systém. A jak potvrzují i praktické zkušenosti provozovatelů recyklačních linek, recyklace většiny materiálů (sklo, hliník) funguje bez potíží. Úspěšnost se pohybuje kolem 90 % a výše – přesto je u křemíku, stříbra a plastů problém s jeho ekonomickou návratností. U křemíku, stříbra a plastů je problém hlavně v tom, že technologie jejich čisté separace a opětovného využití jsou drahé vůči ceně, kterou lze za výsledný materiál na trhu získat (nehledě na rychlost, respektive pomalost celého systému recyklace těchto materiálů, který se taktéž promítá do ekonomické výhodnosti recyklace). Proto je ekonomická návratnost bez dotační podpory nebo technologického průlomu zatím nízká.