Contesto – Context

Why LED?

L’illuminazione rappresenta il 19% del consumo di energia elettrica in tutto il mondo e il 14% nell’Unione Europea. L’illuminazione residenziale da sola rappresenta il 30% del mercato totale di illuminazione europea e comprende lampade alogene, fluorescenti (sia in forma tubolare che compatta) e la tecnologia LED.

Quest’ultima, in particolare, ha assistito ad un incremento esponenziale negli ultimi anni, spinta e supportata dagli obiettivi strategici della Comunità Europea in tema di efficienza energetica. L’introduzione di chip innovativi per lampade LED ha consentito un aumento significativo dell’efficacia di illuminazione (50 lumen nel 2010; 60 lumen nel 2014) con conseguente diminuzione del prezzo (55 euro per lampadina nel 2010; 8 euro per lampadina nel 2014) trovando applicazioni in molti settori. Nati per la retroilluminazione per i display a schermo piatto, infatti, ora i LED dominano anche il mercato relativo all’illuminazione privata e stradale ed in generale le vendite associate a tale tecnologia hanno subito un incremento del 58% dal 2009 ad oggi.

The lighting sector represents 19% of electric energy consumption in the world and 14% in Europe. The residential lightning alone represents 30% of the total market of European lightning considering halogen, LED and fluorescent lamps, both tubolar and compact types.

LED technology, in particular, had an exponential increment in last years, supported by the strategic objectives of European Commissions for energy efficiency topics. The introduction of innovative chips for LED lamps allowed a significant increase of lightning efficiency (from 50 lumen in 2010 to 60 lumen in 2014) with the subsequent decrease of product price (55 euros/lamp in 2010, 8 euros/lamp in 2014) being adopted in different applications. Born for the back-lightening for flat panels displays, in fact, nowadays LED are used also for residential and street lighting and in general LED sales increased of 58% from 2009 to 2020.

What about legislations?

In ambito di trattamento a fine vita, la legislazione europea sui Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE – 2002/96/ EC) e la Direttiva RoHS (2002/95/CE) in merito alle restrizioni sull’uso di sostanze pericolose durante la produzione, rappresentano una pietra miliare nello sviluppo sostenibile e nella maggiore consapevolezza delle priorità ambientali nelle decisioni commerciali e politiche. In particolare, la Direttiva obbliga alla raccolta e al riciclo di tutte le lampade a scarica (lampade fluorescenti o lampade a risparmio energetico) ed il recupero minimo dell’80 % per le lampade contenenti mercurio.

In Italia nel 2016 la raccolta relativa al raggruppamento R5 dei RAEE, relativo alle sorgenti luminose, è stata di 1.702.327 kg a fronte di un immesso al mercato di 11.189.859 kg di lampade.

For the End-of-Life management, the European legislation on Wasted Electric and Electronic Equipment (WEEE – 2002/96/ EC) and the RoHS Directive (2002/95/CE) on hazardous substances during manufacturing processes, represent a milestone on sustainability and awareness of environmental priorities. In particular, the Directive forces the collection and recycling of all discharge lamps (fluorescents and energy saving lamps) and the minum recovery threshold of 80% for lamps containing Mercury.

In Italy in 2016 lthe collection of WEEE, class R5 for lighting systems, was 1.702.327 kg on a market of 11.189.859 kg lamps.

How to recycle LEDs?

Data l’evidente evoluzione della tecnologia LED, si pone la questione di individuare processi di riciclo appropriati sia dal punto di vista ambientale che economico. Ad oggi, infatti, le lampade LED vengono raccolte congiuntamente alle lampade fluorescenti, definite come prodotti pericolosi per la presenza di mercurio, ed il compito di separare i flussi di rifiuti è demandato al riciclatore. Ciò comporta il rischio di contaminazione incrociata e costringe all’utilizzo di processi costosi e complessi per lo smaltimento.

Ad oggi, l’obiettivo di sviluppare procedure di cernita delle diverse tipologie di lampade ha un ruolo fondamentale per consentire il recupero dei materiali target ed evitare la dissipazione irrecuperabile degli elementi di valore all’interno dei LED (terre rare, semiconduttori e metalli preziosi). In definitiva, potrebbe essere un passo importante per garantire l’indipendenza dell’Europa dalla fornitura di materie prime straniere.

Considered the significant evolution of LED technology, today it is important to identify and develop specific recycling processes, technically and economically feasible. LED lamps, in fact, are collected together with fluorescent ones, considered hazardous products for the presence of Mercury, and the sorting is delegated to recyclers. This causes the risk of combined contamination of waste, forcing the need of expensive and complex recycling treatments otherwise not required.

Nowadays, the objective is the development of sorting procedures of different lamp typologies able to allow the recovery of target materials avoiding the irreversible dissipation of valuable elements inside LED lamps (Rare Earths, semiconductors and precious metals). It could be a significant step towards the European independency on foreign raw materials.