Solarmodule sollen das Klima schützen. Doch die Modulproduktion braucht viel Energie und es gibt toxische Bauteile. Wie ist die Ökobilanz? Lohnt sich das Recyceln?

Die PV-Anlage auf dem Mont Soleil (Schweiz) war 1992 die größte in Europa. Bis heute erzeugen die Siliziummodule Strom für 120 Haushalte ©BKW.

Energie für Herstellung nach 5 bis 25 Monaten amortisiert

Solarmodule erzeugen CO2-freien Strom. Doch für die Herstellung von Modulen, Gestell, Kabeln und Wechselrichter wird Energie gebraucht. Besonders viel Energie verschlingt die Herstellung von Silizium, Glas und Aluminium für das Modul. Wie nachhaltig die Produktion ist, hängt auch vom Strommix ab. So wird etwa bei viel Kohlestrom im Netz wie in China laut einer Studie des deutschen Umweltbundesamts (UBA) bis zu 40 Prozent mehr CO₂ freigesetzt als beim Modulbau im europäischem Strommix.

Abhängig vom Modul und Aufstellungsort haben Module nach 5 bis 25  Monaten selber soviel Energie erzeugt, wie bei der Herstellung gebraucht wurde.

Lange Lebensdauer und Reparierbarkeit

Die ersten Solarmodule mit Netzanschluss wurden in Europa in den 1990er Jahren installiert. Einige Module laufen immer noch. Neue Module werden heute zum Teil mit einer Leistungsgarantie von 30 Jahren verkauft.

Doch die Solarzellen können auch noch sehr viel länger halten. Module, bei denen Glas auch auf der Rückseite eingebaut wird, sind besonders robust und werden heute immer öfter hergestellt. Eine möglichst lange Lebensdauer von Solaranlagen ist ökologisch sinnvoll, senkt die CO2-Emissionen und zugleich die Kosten der Stromproduktion.

Solarmodule sind sehr einfach aufgebaut. Sie bestehen aus einer Spezialglasscheibe, darunter einer lichtdurchlässigen Kunststofffolie (EVA), einer nur 0,2 Millimeter dicken Siliziumzelle mit hauchdünnen Metallen und Stromschienen. Hinter der Zelle ist wieder eine Kunststofffolie (EVA) und dann auf der Rückseite eine spezielle Schutzfolie oder Glas. Alles ist fest miteinander verbunden und hat meist einen Aluminiumrahmen mit Dichtung.

Weil Solarmodule sehr robust sind, gibt es selten Defekte. Wenn sie doch auftreten, ist meist eine Reparatur möglich. Wenn das Glas auf der Vorderseite durch einen extremen Hagelschlag bricht, sollte ein Module ausgetauscht werden. Sonst dringt Feuchtigkeit ein und mindert die Leistung der Anlage. Ein einfacher Glasersatz wie bei Fensterglas funktioniert nicht.

Bei jahrelangem Betrieb können die Dichtung und die Folie auf der Rückseite der Module nachgeben und porös werden. Mit einer Klebepaste kann die Folie wieder gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet werden. Mit der Zeit können auch die Elektrokabel porös werden oder Dioden in der Anschlussdose fallen aus. Sie können ausgetauscht werden.

Sind Solarmodule umweltschädlich?

Bei unbeschädigten Modulen besteht laut dem deutschen Umweltbundesamt UBA keine Gefahr, dass Schadstoffe austreten. Auch bei einer zerstörten Scheibe besteht keine Gefahr. Doch in kleinen Mengen sind umweltschädliche Substanzen in den meisten Modellen verbaut. Bei den weit verbreiteten kristallinen Solarmodulen (Marktanteil ca. 95%) ist beispielsweise bis zu einem Gramm Blei pro Modul im Lötzinn enthalten. Einige Hersteller verzichten ganz auf den Einsatz von toxischem Blei.

In sogenannten Dünnschichtmodulen (Marktanteil ca. 5%) wird zudem das giftige Schwermetall Cadmium in den Zellen eingesetzt, bis zu 1,4 Gramm pro Modul. Hersteller dieser Module haben jedoch ein eigenes Rücknahmesystem und gewinnen Cadmium und Blei zurück, ebenso sowie die ungiftigen Metalle Silber, Kupfer und Tellur.

Wie funktioniert das Recyclen?

Solarmodule enthalten auch wertvolle Rohstoffe, die wiederverwertet werden sollen. In Recyclinganlagen wird in Deutschland zuerst geprüft, ob die angelieferten Module noch funktionieren. Ist das der Fall, so werden alte Module zum Teil repariert und weiterverkauft.

Bislang werden beim Recyclen die Alurahmen, Kabel und Anschlussdosen entfernt, dann die kristallinen Module zerkleinert und mit Hilfe verschiedener Techniken Glas, Metalle und Folien getrennt. Metalle und auch das Blei werden abgeschieden und wiederverwendet. Glassplitter werden bisher meist zu Wärmedämmstoff (Glaswolle) weiterverarbeitet. Und die Kunststofffolien werden in Anlagen mit Filtern zur Energiegewinnung verbrannt.

Noch viel Verbesserungspotenzial beim Recylen

Umwelt- und Rohstoffexperten sehen fürs Recycling jedoch noch viel Verbesserungspotential. So soll hochwertiges Solarglas von Altmodulen künftig für neue Module weiter genutzt werden. Bisher werden daraus meist niederwertige Dämmstoffe hergestellt. Auch das hochreine Silizium aus alten Modulen könnte für neue Solarzellen verwedent werden. Bis jetzt wird es oft lediglich als Zusatz bei der Aluminiumherstellung weitergenutzt.

In einem alten Solarmodul stecken Rohstoffe im Wert von 10 bis 30 Euro. Für die Recyclingwirtschaft ist die weltweit boomende Fotovoltaik auch deshalb ein wichtiger Zukunftsmarkt. Und: in den nächsten Jahrzehnten werden Millionen Module neu installiert.

Das Dresdener Unternehmen FLAXRES plant noch weiter und will an alten Solarparks mobile Entsorgungscontainer aufstellen. Dann könnten ganz automatisch gleich vor Ort ausgediente Module mittels Lichtblitzen sauber in Glas, Silizium, Metalle und Kunststoffe zerlegt werden. Das dauert nur wenige Sekunden und würde aufwendige Transporte für das Recycling minimieren.

Quelle: www.dw.com

Die Deutsche Umwelthilfe, Solarunternehmen und Entsorger haben ein Weissbuch veröffentlicht. Sie fordern, dass Deutschland eine Vorreiterrolle bei der Sammlung, Wiederverwendung und dem hochwertigen Recycling von Photovoltaik-Modulen übernehmen soll.

Dazu brauche es verbesserte Strukturen und Vorgaben zu Öko-Design, Sammlung, Funktionsprüfung und Recycling. Jetzt sei der richtige Zeitpunkt den Fokus auf den Umgang mit alten Photovoltaik-Modulen zu legen. Den Erfolgen beim Ausbau der Solarenergie in Deutschland sollten Fortschritte bei der Wiederverwendung und Spitzentechnologie beim Recycling folgen. 2030 werde eine Menge von bis zu einer Million Tonnen Altmodule prognostiziert. Deshalb sei es wichtig, die Sammel- und Entsorgungsstrukturen bereits heute für die Zukunft fit zu machen. Direktimporte von Modulen ohne eine offizielle Anmeldung zur Entsorgung führten zur illegalen Umgehung von Entsorgungskosten und benachteiligten rechtschaffende Akteure.

Privatpersonen und gewerblichen Anwendern sollten nutzerfreundliche und flächendeckende Rückgabemöglichkeiten zur Verfügung stehen. Die Festlegung einheitlicher Mindeststandards zur Erfassung von Altmodulen (Massnahmen zum Schutz der Module, Vorgaben zu Sammelbehältern oder festgelegte Rückgabemengen pro Kopf und Tag von mindestens 30 Stück) können vor allem bei den kommunalen Wertstoffhöfen zu einer Erhöhung der Sammelmengen und zu einer besseren Ausschöpfung des Wiederverwendungspotentials führen.

Quelle: www.solarserver.de

Weissbuch als PDF.

Solarpaneele verlieren ständig an Effizienz und haben nach 30 Jahren ausgedient. Ein gezielter Wiederverwertungsprozess im industriellen Maßstab ist aber bisher noch nicht entwickelt worden. In Leoben (A) arbeitet man an der Rückgewinnung der verarbeiteten Materialien. Manche Inhaltsstoffe wie Blei und Fluor sind dabei besonders umweltkritisch. Gernot Oreski untersucht in dem neu gestarteten österreichischen Leitprojekt „Nachhaltige Photovoltaik – PVRe2“ Möglichkeiten einer zielführenden Wiederverwertung der Inhaltsstoffe im Recyclingverfahren.

Oreski ist ein auf Kunststofftechnik spezialisierter Materialwissenschaftler, der am Polymer Competence Center Leoben (PCCL) eine Forschungsgruppe leitet. Ihm geht es um die Entsorgung und Verwertung alter bzw. ausgedienter Anlagen und eine möglichst zielführende Rückgewinnung von Materialien aus diesen Solaranlagen.

Bestandteile alter Anlagen unbekannt

Derzeit werden die Solarbestandteile meist mit allgemeinen Technologien zerkleinert, Magnete können manche Materialien noch herausholen, der Rest landet in Verbrennungsöfen. Die Systeme bestehen aus vielen Bestandteilen wie Glas, Siliziumzellen, Silber, Kupfer, Plastik oder dem Aluminiumrahmen. Manche Inhaltsstoffe wie Blei und Fluor sind dabei besonders umweltkritisch.

In vielen Fällen kennt man die Bestandteile der Module nicht, da die Herstellungsfirmen nicht mehr existieren und eine Produktbeschreibung oder Auflistung der verarbeiteten Materialien ist nicht vorhanden. Um ein sortenreines Recycling zu ermöglichen, müssen auch geeignete Messgeräte entwickelt werden. Wichtig ist die bestmögliche Erhaltung der Reinheit und Funktionalität der einzelnen Materialien.

Besonders wertvoll neben Kupfer und dem geringen Silberanteil ist das Fotovoltaikglas (80 Prozent eines Moduls), das herausgearbeitet werden muss und dann nicht mit herkömmlichem Glas vermengt werden darf. Eines scheint aber klar: Die Kosten für die Wiederverwertung übersteigen jene der gewonnenen Materialien. In Österreich fielen bisher pro Jahr lediglich ein paar Tonnen alter Module an, in den kommenden Jahren ist hier aber mit einer signifikanten Steigerung zu rechnen.

Quelle: www.diepresse.com

SOLARIFY widerspricht: PV-Recycling ist schon viel weiter

SOLARIFY, das «unabhängige Informationsportal für Nachhaltigkeitsfragen, Erneuerbare Energien, Klimawandel und Energiewende» weist in einem längeren Beitrag darauf hin, dass bereits heute 95% der Wertstoffe einer PV-Anlage recycelt werden können und dass die Entwicklungen auf diesem Sektor rasant vonstatten gehen.

www.solarify.eu