Equipe da Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong da China: nas melhores práticas, o vazamento de chumbo da perovskita é 94% menor do que o do silício cristalino com solda contendo chumbo

De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong (Huazhong University of Science and Technology) modelou o fluxo de chumbo da energia fotovoltaica de perovskita na China de 2026 a 2060, e os resultados mostram que, em condições de melhores práticas, o vazamento acumulado de chumbo para a mesma capacidade instalada pode ser até 94% menor do que o de módulos de silício cristalino que usam solda contendo chumbo.

O estudo combinou análise dinâmica de fluxo de material com modelagem de ecotoxicidade de água doce, estabelecendo quatro cenários de perovskita — desenvolvimento como de costume, produção limpa, avanço tecnológico e melhores práticas — comparados com dois cenários de silício cristalino: com solda contendo chumbo e sem solda contendo chumbo, assumindo que a participação de mercado da perovskita atinja 20%, 40% ou 60% até 2060. A equipe de pesquisa usou um modelo preditivo de IA para projetar a capacidade fotovoltaica acumulada instalada na China, que será de cerca de 6.781 GW até 2060. Os resultados foram normalizados por capacidade instalada e por geração de eletricidade, e ambas as normalizações resultaram na mesma redução relativa.

Essa comparação reflete tanto as diferenças no teor de chumbo quanto as diferentes premissas sobre vazamentos nas etapas de fabricação, uso e gestão de fim de vida. Os dados agregados mostram que módulos de perovskita de junção única contêm cerca de 2 gramas a 3,9 gramas de chumbo por quilowatt, módulos tandem totalmente de perovskita cerca de 3,6 gramas a 4 gramas, enquanto módulos de silício cristalino com solda contendo chumbo cerca de 36 gramas a 53 gramas por quilowatt.

No cenário de 40% de participação de mercado, o vazamento acumulado de chumbo no cenário de melhores práticas de perovskita de 2026 a 2060 é de cerca de 479 toneladas métricas, enquanto o do silício cristalino com solda contendo chumbo é de cerca de 8.554 toneladas métricas. No cenário de desenvolvimento como de costume, o vazamento da perovskita é de cerca de 2.406 toneladas métricas, superior às cerca de 1.848 toneladas métricas modeladas para o silício cristalino sem chumbo. Até 2060, os vazamentos nos três cenários de perovskita — produção limpa, avanço tecnológico e melhores práticas — são todos inferiores ao cenário de silício cristalino sem chumbo.

No cenário de desenvolvimento como de costume, a etapa de fabricação é a principal fonte de perda simulada de chumbo. Nesse cenário, a entrada acumulada de chumbo no ciclo de vida completo da perovskita é de cerca de 29.200 toneladas métricas, das quais 58,9% são perdidas, principalmente na fase de fabricação. Os pesquisadores assumiram uma taxa de quebra anual de 2% para módulos de perovskita e de 0,1% para silício cristalino. Nos cenários de desenvolvimento como de costume e produção limpa, a vida útil dos módulos de perovskita começa em cerca de 10 anos, subindo para 20 anos até 2060; nos cenários de avanço tecnológico e melhores práticas, sobe para 30 anos.

O estudo também modelou o impacto das exportações chinesas. De 2022 a 2024, 45% dos produtos fotovoltaicos exportados pela China foram para a Europa. No cenário comercial simulado, as economias desenvolvidas efetivamente terceirizam os vazamentos da fase de fabricação, enquanto os países em desenvolvimento tropicais enfrentam vazamentos domésticos de até três vezes o vazamento upstream correspondente às suas importações, devido à degradação mais rápida dos módulos e à capacidade limitada de reciclagem. Os pesquisadores estimam que o vazamento downstream no Brasil é de cerca de 119 toneladas métricas, com cerca de 50 toneladas métricas upstream; na Alemanha, o downstream é de cerca de 17 toneladas métricas e o upstream de cerca de 67 toneladas métricas.

Os pesquisadores argumentam que, desde que se promova uma mudança na abordagem de governança, passando de restrições de materiais para responsabilidade estendida do produtor transnacional, o chumbo não precisa necessariamente se tornar um obstáculo intransponível para a comercialização da perovskita. Atualmente, o setor fotovoltaico não possui esse mecanismo transnacional.

Na União Europeia, os painéis solares não estão sujeitos aos limites de teor de chumbo da Diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS), mas estão sujeitos à Diretiva de Resíduos de Equipamentos Elétricos e Eletrônicos (WEEE). Essa diretiva exige que os produtores financiem a coleta e o tratamento, e estabelece metas de 85% de taxa de reciclagem e 80% de reutilização e reciclagem para os painéis coletados.

Desde o surgimento da perovskita, as preocupações com o chumbo persistem, mas evidências práticas estão se acumulando. Em outro teste ao ar livre publicado na revista da Royal Society of Chemistry, EES Solar, dispositivos tandem de perovskita-silício cristalino com vidro-vidro danificados por granizo liberaram cerca de 0,07% de chumbo em nove meses. A implantação comercial ainda é limitada: a Oxford PV (Oxford PV) enviou os primeiros módulos tandem de perovskita-silício cristalino em 2024, enquanto a GCL (GCL) e a UtmoLight (UtmoLight) já relataram linhas de produção em escala de gigawatt na China.

Os resultados relacionados, intitulados "Overstated Lifecycle Lead Risks of Perovskite Solar Cells and the Hidden Transboundary Displacement" (Riscos de Chumbo no Ciclo de Vida Superestimados das Células Solares de Perovskita e o Deslocamento Transfronteiriço Oculto), foram recentemente publicados na Environmental Science & Technology (Ciência e Tecnologia Ambiental).