Solarzellen gelten zwar als saubere Energiequellen, doch auch sie sind nicht ganz umweltfreundlich. Die Produktion der Module verbraucht beispielsweise Ressourcen, und ihre Entsorgung verursacht Abfall. Allerdings hat die Photovoltaik im Vergleich zu anderen Energieträgern eine sehr gute Umweltbilanz, da sie während ihrer Nutzungsphase keine Emissionen ausstösst. Nach ungefähr einem, maximal zwei Jahren haben sich Solarzellen energetisch amortisiert; das heisst, sie haben gleich viel Energie produziert, wie zu ihrer Herstellung benötigt wurde. Die Laufzeit von Photovoltaik-Anlagen beträgt laut Herstellern 25-30 Jahre, bei guter Wartung halten sie meist länger.
Die Produktion
Will man die Klimaschädlichkeit von Solarmodulen bestimmen, gilt es den Ort ihrer Herstellung zuerst zu beachten. Viele Solarmodule werden noch immer aus China importiert. Der Transport nach Europa fällt – gemessen an den Gesamt-Emissionen – zwar nicht so sehr ins Gewicht. Allerdings stammt die Produktionsenergie im asiatischen Land auch heute noch zu rund 60 Prozent aus Kohlekraftwerken, deren Anzahl weiter massiv ausgebaut wird. Werden die Module in Europa hergestellt, lassen sich dem gegenüber geschätzte 40 Prozent CO2 einsparen. Zu den führenden europäischen Photovoltaik-Unternehmen gehört die Schweizer Firma «Meyer Burger». Die Entwicklung eigener Hochleistungs-Solarzellen und -Solarmodule findet in der Schweiz statt; produziert wird in Deutschland.
Laut dem deutschen Umweltbundesamt werden für die Herstellung von Photovoltaik-Modulen keine weltweit knappen oder anderweitig problematischen Rohstoffe verwendet. Mitunter bestehen die Solarzellen aus einem kleinen Anteil Silber, hauptsächlich aber aus Aluminium und Silizium.
Recycling innerhalb der Schweiz
Innerhalb der Schweiz hat die Wiederverwertungs-Stiftung SENS eRecycling gemeinsam mit dem Fachverband Swissolar ein seit 2013 laufendes Rücknahmesystem entwickelt. Durch den Recyclingbeitrag, der bereits beim Kauf erhoben wird (CHF 0.04 pro Kilogramm), können ausgediente oder beschädigte Photovoltaik-Module fachgerecht entsorgt, bzw. rezykliert werden. Die in der Schweiz fast ausschliesslich verbauten kristallinen Photovoltaik-Module enthalten wertvolle Rohstoffe, die in einer anderen Funktion wiederverwendet werden können. Zu 90 Prozent bestehen die Module aus Glas, welches zu Glaswolle verarbeitet und als isolierendes Dämmmaterial auf dem Bau genutzt werden kann. Metalle wie Eisen, Aluminium und Kupfer können vollständig wieder aufbereitet werden. Die für den Zusammenhalt der Photovoltaik-Module eingesetzte Kunststofffolie wird in Kehrichtsverbrennungsanlagen verbrannt und in Wärme oder Strom umgewandelt oder aber zur Wärmeerzeugung für die Zementproduktion verwendet. Das Recycling erlaubt es heute, rund 75 Prozent der für die Solarmodule gebrauchten Rohstoffe wiederzuverwenden. Dies ginge aber noch besser.
Nachhaltiger dank stetigem Fortschritt
Eine besondere Schwierigkeit stellt heute die Abtrennung und Rezyklierung von Silizium dar. Prototypische Technologien aus verschiedenen Ländern versuchen, Silizium wiederzuverwerten. So hat etwa ein Forschungsteam der australischen Deakin Universität eine neue Herangehensweise entwickelt, die unter anderem auf komplexen Erhitzungsprozessen beruht. Damit soll Silizium ohne den Einsatz von gefährlichen Chemikalien aus den ausgemusterten Solarpaneelen extrahiert werden können. Die Wiederverwendung von Silizium ist wertvoll: Daraus lassen sich beispielsweise Batterieanoden herstellen, die die Kapazität von Lithiumbatterien erhöhen. Die Technologie befindet sich noch in der Testphase, soll aber später den Einsatz auf industriellem Niveau ermöglichen.
Ressourcenschonendes Wiederverwenden
Jüngst haben Experten der Berner Fachhochschule errechnet, dass die Leistung etwa der Hälfte der jährlich ausgemusterten Photovoltaik-Module ausreicht, um sie noch einmal weiterzuverwenden. Beispielsweise können diese auf Altgebäuden, Berghütten oder Parkhäusern eingesetzt werden, wo die Sonnenenergie aufgrund eines bevorstehenden Abrisses nur temporär genutzt wird oder wo das Geld für eine neue Anlage nicht ausreicht. Diese Zweitnutzung würde neben dem Recycling die Nachhaltigkeit der Photovoltaik deutlich verbessern. Zusätzlich gibt es Pläne, einen digitalen Pass auszuarbeiten, der Daten der Solaranlagen zur Herstellung, der aktuellen Leistung und anstehender Reparaturen sammeln soll. Die ermittelten Angaben erlauben es zu entscheiden, ob eine Wiederverwendung lohnenswert ist oder nicht. Können sie wiederverwendet werden, werden die Solarmodule auf einem Second-Hand-Markt zu einem günstigeren Preis angeboten, während beschädigte oder nicht mehr leistungsfähige Module rezykliert werden.
Prozess für die Wiederverwendung und des Recyclings von PV-Modulen (SENS eRecycling)
Rezyklierbarkeit wird wichtiger
Global steigt der Bedarf an Photovoltaik-Installationen weiter an. Auch in der Schweiz zeigt die Kurve steil nach oben. Gegenüber der neu installierten Leistung in 2020 wuchs diese im Jahr 2021 um 43 Prozent. Das sind tolle Nachrichten hinsichtlich der Energiewende. Allerdings bedeutet dies auch, dass die Zahl ausrangierter Photovoltaik-Module künftig stark zunehmen wird. Bis im Jahr 2030 werden rund 17'000 Tonnen Abfall erwartet; bis im Jahr 2050 könnte diese Zahl auf 500'000 Tonnen anwachsen.
Umso wichtiger also, dass die Chance wahrgenommen wird, in die Technologie und das Recycling von Solarpaneelen auf lokaler und internationaler Ebene zu investieren. Dies verbessert die Nachhaltigkeit und hilft mit, die Kreisläufe in der Solarbranche weitgehend zu schliessen.
Quellen und weitere Informationen:
Wie umweltschädlich sind Solarzellen?
SENS eRecycling
WEF: This is how solar panel recycling can be scaled up now
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