Proposição de abordagem para avaliação de circularidade através de ferramentas de economia circular e da metodologia de ACV : estudo aplicado em um painel solar fotovoltaico de silício cristalino

Abstract

Resumo: Para a Economia Circular (EC), resíduos são matérias-primas que, embora sejam de segunda-mão, apresentam considerável valor agregado. Esse é o princípio basilar da EC, modelo de produção que se contrapõe ao tradicional modelo linear de produção ditado pela sequência extração-produção-consumo-descarte de recursos, cuja característica não sustentável encontra-se em descompasso com a conjuntura global de escassez de recursos, de busca constante por otimização de processos e eficácia organizacional e de pressões sociais por um desenvolvimento mais sustentável. Assim, este estudo propõe avaliar a circularidade, por meio de ferramentas de economia circular, e mensurar os impactos ambientais potenciais, por meio da técnica ACV, de um Painel Solar Fotovoltaico (PSF) de 1ª geração, constituído de silício cristalino, Modelo 350M6K-36, fabricado no Brasil pela empresa BYD. Para tanto, foram avaliadas 31 ferramentas de circularidade em função de critérios identificados na Revisão de Literatura. Como resultado, foram escolhidos os indicadores de circularidade Circular Economy Toolkit (CET), Circular Economy Indicator Prototype (CEIP) e Material Circularity Indicator (MCI) para serem aplicadas ao objeto de estudo. A fim de viabilizar o estudo de caso, convencionou-se que 100% das matérias-primas utilizadas pelo objeto avaliado foram extraídas diretamente da natureza para o processo produtivo. Além disso, em função do sigilo industrial, não se teve acesso à composição química real do PSF avaliado. Assim, utilizou-se a composição química de PSFs de 1ª geração proposta por Monier e Hestin (2011) e sustentada por Dias (2015) e Paiano (2015). Do ponto de vista qualitativo, a aplicação da ferramenta CET indicou haver grande potencial de melhoria na preservação ou reparo, na reforma ou remanufatura e no desenvolvimento do produto como um serviço. Já do ponto de vista quantitativo, as ferramentas CEIP e MCI mensuraram respectivamente a circularidade do PSF avaliado em 57,2% e 44,32%. Quanto à destinação final dos resíduos do PSF avaliado, descobriu-se que 83% podem ser reciclados, 10% são incinerados (gerando valoração energética), enquanto que os 7% restantes seriam encaminhados a aterros sanitários. Quanto às matérias-primas recuperadas no processo de reciclagem de resíduos, cita-se a recuperação de 100% do alumínio, 95% do vidro, 81% do silício, 85% do cobre e 40% da prata. Por sua vez, o resultado da ACV simplificada demonstrou o impacto positivo devido ao não consumo da rede brasileira de energia é consideravelmente superior ao impacto ambiental potencial associado aos processos de fabricação (montagem) e de destinação dos resíduos do PSF avaliado. Sendo assim, o fato do PSF gerar energia localizada no local de consumo faz com que ele tenha um desempenho ambiental consideravelmente positivo. Por fim, evidenciou-se que: A ferramenta ACV permite quantificar impactos por fases e pode auxiliar a direcionar fases de implementação de ações de economia circular; Produtos podem apresentar desempenho ambiental favorável de acordo com a ACV e não necessariamente apresentarem alto grau de circularidade. Palavras-chave: Economia Circular. Painel Solar Fotovoltaico. Avaliação do Ciclo de Vida (ACV).

Abstract: Under the Circular Economy framework, waste is considered a valuable second-hand raw material with a very high aggregate value, in contrast to the traditional view that would consider it simply like an ordinary trash. This is the main principle of EC, a production model that seeks to counterbalance the traditional linear model of production dictated by extraction-production-consumption-disposition sequence of resources whose unsustainable characteristic is in disagreement with global situation of resources scarcity, continuous search for processes optimization and organizational efficiency and social pressures for a more sustainable development. Therefore, this study proposes to evaluate the circularity, using circular economy tools, and to systematically analyze environmental impact of products, by applying the ACV methodology on a 1st generation Photovoltaic Solar Panel (PSF), consisting of monocrystalline silicon, Model 350M6K-36, manufactured in Brazil by BYD. For this, 31 circularity tools were evaluated according to the criteria identified in the Literature Review. As a result, Circular Economy Indicator Prototype (CEIP), Circularity Indicator (MCI) and Circular Economy Toolkit (CET) were selected to be applied to the study object. In order to make the case study feasible, it was agreed that 100% of the raw materials used by the evaluated object were extracted directly from nature for the production process. In addition, due to industrial secrecy, the actual chemical composition of the PSF was not accessed. Thus, the chemical composition of 1st generation PSFs proposed by Monier and Hestin (2011) and supported by Dias (2015) and Paiano (2015) was used. From a qualitative perspective, the application of the CET tool indicated that there is great potential for improvement in preservation or repair, refurbishment or remanufacturing, and product development as a service. From the quantitative point of view, the CEIP and MCI tools respectively measured the circularity of the PSF evaluated at 57.2% and 44.32%. Regarding the final disposal of the waste from the PSF evaluated, it was found that 83% can be recycled, 10% is incinerated (generating energy recovery), while the remaining 7% would be sent to landfills. The raw materials that could be recovered by the waste recycling process include the recovery of 100% aluminum, 95% glass, 81% silicon, 85% copper and 40% silver. In turn, the simplified LCA result demonstrates the positive impact due to the non-consumption of the Brazilian power grid is considerably higher than the potential environmental impact associated with the manufacturing (assembly) processes and the disposal of waste from the evaluated PSF. Therefore, the fact that the PSF generates local energy results on a considerably positive environmental performance. Final conclusions are: LCA allows to quantify impacts by stages and is able to support implementation phases of circular economy actions; Products with favorable environmental performance according to LCA not necessarily point to high circularity levels. Key-words: Circular Economy. Photovoltaic Panels. Life Cycle Assessment (LCA).