Kurzsichtige Photovoltaik

Photovoltaik_1Die Nutzung von Solarenergie ist aus ihrem Nischendasein herausgerückt und fester Bestandteil der Stromgewinnung geworden. Solarenergie zeichnet sich durch emissionsfreie Energiegewinnung und dezentrale Nutzbarkeit aus. Gleichzeitig ist in Verbindung mit Offshore-Windparks eine stabile Stromversorgung möglich. Zusätzlich ist in der Gesellschaft ein Umdenken hin zu umweltfreundlicher Energieproduktion festzustellen. Auch in der Politik ist eine Entwicklung zu sehen, hin zu erneuerbaren Energien, weg von Atom-, Kohle- und Gaskraftwerken. Der Fortschritt in der Forschung und Entwicklung von Solarzellen mündete in einer effektiveren Produktion sowie einer Leistungssteigerung der einzelnen Module. Der europäische Trend hin zum Ausbau der Nutzung von erneuerbarer Energien beeinflusst auch die Märkte in den USA und China. Im Vergleich zu anderen Energieträgern ist ihr Anteil an der gesamten Stromerzeugung jedoch eher von marginaler Bedeutung. Diese Entwicklung hat jedoch auch eine Kehrseite. Ein Recycling der Photovoltaikmodule findet weltweit nicht statt.

Es stellt sich die Frage, ob die Photovoltaik derzeit nachhaltig ist.

Im Jahre 2007 haben sich in Europa Photovoltaik-Hersteller zum Verbund PV Cycle mit Sitz in Brüssel zusammengeschlossen. Ziel dieser Organisation ist der Aufbau eines flächendeckenden Rücknahme- und Recyclingsystems beschädigter PV-Module. Inzwischen sind über 90 Prozent der europäischen Hersteller Mitglieder des Verbundes. Die Gründung wurde in Anbetracht der zu erwartenden Umsetzung der EU-Richtlinie (WEEE – Waste of electrical and electronic equipment) für PV-Module und aus Imagegründen initiiert. Schließlich versteht sich die Branche als ökologisch, in der das Thema Nachhaltigkeit eine zentrale Rolle einnimmt.

Das 2010 gestartete Sammelsystem umfasst mittlerweile 353 Sammelstellen in ganz Europa. Der Großteil der Altmodule stammt aus Deutschland (57 Prozent). Dahinter haben Italien, Spanien und Polen das höchste Aufkommen. Aufgrund der hohen Rückführung in Deutschland wurde 2013 ein Tochterunternehmen mit Sitz in München gegründet. Weitere Standorte gibt es in Großbritannien, Frankreich, Spanien und Italien.

In den Tochterunternehmen werden vor allem strategische und rechtliche Konzepte für die nationalen Märkte erstellt. Die Gesamtkoordination obliegt weiterhin der Zentrale in Brüssel. Anhand dieser Organisation kann sichergestellt werden, dass das Recycling für die Betreiber kostenlos ist und von den Importeuren und Herstellern finanziert wird.

Das System garantiert außerdem den Transport der Altmodule zu den Recyclingfirmen. Aufgrund der verschiedenen Bauformen kann nicht jede Firma jedes beliebige Modul recyceln. (vgl. PV Cycle Germany 2014)

Der Verbund PV Cycle hatte im Vorfeld zwar ambitionierte Ziele, allerdings kann die Umsetzung der Organisation auch in vielen Punkten kritisch betrachtet werden. Beispielsweise ist die Idee Altmodule von Italien nach Belgien zu transportieren weder ökologisch noch wirtschaftlich sinnvoll, da die Transportkosten und die Emissionen den Recyclingeffekt negieren. Außerdem kann die Vorstellung, dass sich das Recycling alleine durch die Glasgewinnung der zurückgeführten Module finanzieren ließe, zumindest als leichtgläubig bezeichnet werden. Schlussendlich ist wohl eher ein grobes Sammelsystem entstanden, das den wirtschaftlichen Anforderungen nur teilweise gerecht wird.

Aufgrund der nicht zufriedenstellenden Umsetzung sollte seit dem 14. Februar 2014 die Behandlung, Beförderung und Sammlung von Photovoltaikmodulen in jedem Land der Europäischen Union gesetzlich geregelt sein. Diese Regelung geht auf die Richtlinie über Elektro- und Elektronikgeräte-Abfall (WEEE) zurück, die 2003 in Kraft trat. In ihr werden zehn Produktgruppen unterschieden. Die Richtlinie hat zum Ziel, Elektronikschrott zu vermeiden, zu verringern oder diesen zumindest einer umweltverträglichen Entsorgung zuzuführen. Erst 2012 wurde mit Solarmodulen eine elfte Produktgruppe erschaffen. Die Richtlinie verlangt das Einsammeln von 85 Prozent aller verkauften Module und das Recyceln von insgesamt 80 Prozent dieser Module. Dies hat dadurch, dass die grundsätzliche Lebensdauer von PV-Modulen auf 25 Jahre angesetzt ist, eine Dringlichkeit erreicht. Im Zuge der Energiewende wurden vor ca. 25 Jahren die ersten Module verbaut, sodass ab sofort regelmäßig Module zur Entsorgung anfallen. Bisher wurden nahezu ausschließlich Module mit Installations- oder Transportschäden zurückgeführt. Die Sammlung ist laut der EU-Richtlinie über ein Sammelstellensystem zu organisieren, welches die Sammlung von Elektroschott und PV-Modulen verbindet. Die Verantwortung hierfür tragen die Hersteller. Bis Anfang 2015 setzten nur Bulgarien und das Vereinigte Königreich die Richtlinie um. (vgl. Wirth 2014) Deutschland setzte die WEEE-Richtlinie dagegen erst zum 01. Februar 2016 mittels neuem Elektrogesetz (EletroG) um (vgl. Esselmann 2016).

Um die nur vorsichtigen Fortschritte im Recycling aufzuzeigen, gilt eine Pilotanlage in Freiberg, die 2004 eröffnet wurde, als gutes Beispiel. Sie diente der Erforschung des Recyclings von Photovoltaikmodulen. Da es sich um eine Pilotanlage handelte, lag die Kapazität bei nur 200 Tonnen pro Jahr. Dies war unter anderem darin begründet, dass die Module von Hand sortiert und aufs Band gelegt wurden. Die aufs Förderband gelegten Glasteile wurden zur ersten Stufe transportiert. Durch Erhitzung auf 500 °C konnten die Folien und das Glas abgetrennt und dann wieder von Hand sortiert werden. Dabei mussten Temperatur und Durchsatz je nach Hersteller des Moduls variiert werden. Die Siliciumbruchteile wurden danach in einem chemischen Prozess gemeinsam mit unzerstörten Siliciumscheiben gereinigt. Die Bruchteile wurden anschließend im Lichtbogenofen zu neuen Blöcken verarbeitet, die wieder zu Wafern zerschnitten wurden. Dafür wurde herkömmlicher Strom genutzt. Gemeinsam mit den noch intakten Scheiben konnten wieder Leitungen und Werkstoffe aufgebracht werden. Auf diese Weise konnte Glas mit einer Reinheit von 99,99975 Prozent gewonnen werden, bei einem Austrag von 96 Prozent. Kupfer (99,99 Prozent) und Siliciumzellen (99,995 Prozent beziehungsweise 99,9999 Prozent) wiesen ebenfalls hohe Austräge (84,6 Prozent und 77,78 Prozent) auf. (vgl. Hahne und Hirn 2010)

Allerdings wurde die Pilotanlage 2012 geschlossen. Als Gründe gelten die sehr energieintensiven Verfahren und die anfallenden horrenden Kosten, die in keinem Verhältnis zum Wert der gewonnenen Materialien standen. Für das Jahr 2013 wurde von der Solarworld AG gemeinsam mit der Preiss-Daimler-Gruppe eine automatisierte Anlage in Bitterfeld-Wolfen geplant. Diese Planungen wurden aber nach der finanziellen Krise der Solarworld AG auf Eis gelegt. Bis heute. (vgl. Hahne und Hirn 2010)

Zusammenfassend ergibt sich für das Recycling von Photovoltaikmodulen ein ernüchterndes Bild, kein nachhaltiges. Es gibt zwar Ansätze, doch alles ist weit davon entfernt, technisch oder wirtschaftlich umsetzbar zu sein, geschweige den erwartend hohen Massen Herr zu werden.

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Aufgrund des nicht funktionierenden Verbunds PV Cycle umgehen inzwischen viele Firmen den Verbund und wenden sich direkt an die wenigen in Deutschland existierenden Recycler, wie die Reiling Glas Recycling GmbH und Co. KG, die Exner Trenntechnik GmbH oder die Loser Chemie GmbH (Anonymus / Reiling Glas GmbH & Co. KG 2014; Anonymus / Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. 2014; Anonymus / Loser Chemie GmbH (2014)). Diese betreiben bisher allerdings wenig umweltfreundliches Downcycling. Bis auf die Gewinnung von minderwertigem Glas ist es nur im Kleinen möglich, andere Bestandteile herauszufiltern. So landen die meisten Alt-Module in Lagerhallen, wie z. Bsp. alle Dünnschichtmodule von FirstSolar Inc., in der Hoffnung, dass „jemand anderes“ ein geeignetes Verfahren entwickelt. Sobald die Lagerkapazitäten erreicht sind, werden die geshredderten Materialien im besten Falle dem Straßenbau oder direkt der Verbrennung zugeführt. Beides ist weder in Anbetracht der Ressourcenschonung noch aus ökologischer Sicht sinnvoll.

Die gesamte Branche befindet sich in einer Starre. Einerseits sind in Folge der Krise die finanziellen Mittel schlicht nicht da, andererseits fehlt es an Ideen. In dieser Konstellation verharrend, wartet jeder auf den anderen. Davon abgeschreckt drückte sich die Politik darum, die WEEE umzusetzen, was den Innovationsdruck der Industrie weiter senkt. Es bleibt zu hoffen, dass ehemalige Projekte wie die automatisierte Anlage in Bitterfeld-Wolfen doch noch umgesetzt werden, dass anderen Firmen Durchbrüche gelingen oder sie sich trauen, diese anzustreben. Sollte dies kurzfristig nicht geschehen, ist davon auszugehen, dass die gesamte Solarbranche stark in Verruf gerät. Der umweltfreundlichen Energiegewinnung würden dann unzumutbare Abfallmassen entgegenstehen.

Salopp gesagt, der Unterschied zur Atomindustrie hinsichtlich des produzierten Abfalls, der bis auf Weiteres eingelagert wird, ist derzeit nicht besonders groß.


Quellen

Anonymus / Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. (2014): Stand des PV-Recyclings in Deutschland. Aachen, 24.10.2014. Telefonat an Aike Jeutes.

Anonymus / Loser Chemie GmbH (2014): Recycling der Loser Chemie GmbH. Aachen, 12.12.2014. Telefonat an Aike Jeutes.

Anonymus / Reiling Glas GmbH & Co. KG (2014): Recyclingverfahren der Reiling Glas GmbH & Co. KG. Aachen, 11.12.2014. Telefonat an Aike Jeutes.

Esselmann kommunikation GmbH (2016): Das Elektrogesetz. Esselmann kommunikation GmbH, Aachen, www.elektrogesetz.de Online verfügbar unter: http://www.elektrogesetz.de [Zugriff am 15.04.2016]

Hahne, Axel; Hirn, Gerhard (2010): Projektinfo: Recycling von Photovoltaik-Modulen. Hg. v. BINE Informationsdienst. Online verfügbar unter: http://www.bine.info/fileadmin/content/Publikationen/Projekt-Infos/2010/Projektinfo_02-2010/projekt_0210_internetx.pdf, zuletzt aktualisiert am 10.02.2010 [Zugriff am 09.12.2014]

PV Cycle Germany (2014): PV CYCLE/PV Rücknahme und Recycling. Online verfügbar unter: http://germany.pvcycle.org/ [Zugriff am 11.12.2014]

Wirth, Harry (2014): Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland. Online verfügbar unter: http://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/veroeffentlichungen-pdf-dateien/studien-und-konzeptpapiere/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.pdf [Zugriff am 09.12.2014]

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