Studie untersucht Recycling-Strategien für Photovoltaik-Module

In den nächsten Jahrzehnten sollen enorme Photovoltaik-Leistungen zugebaut werden. Expert:innen erwarten mehrere 10-Terawatt bis zur Mitte des Jahrhunderts. Auf jeden Menschen kommen dann rechnerisch 10 bis 25 Solarmodule. So werden bis zum Jahr 2050 mehrere Millionen Tonnen Abfall aus Altmodulen erwartet – und das nur auf den europäischen Markt bezogen. Denn auch wenn die heutigen PV-Module auf eine möglichst lange Haltbarkeit ausgelegt sind, landen diese am Ende ihres Lebens auf der Müllhalde und mit ihnen teils wertvolle Materialien. Das erfordert neue Recycling-Strategien für Photovoltaik-Module.

„Kreislaufwirtschaftliches Recycling in der Photovoltaik wird entscheidend sein, um Abfallströme in einer Größenordnung zu vermeiden, die in etwa dem heutigen weltweiten Elektroschrott entspricht“, sagt der Physiker Marius Peters vom Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN), einer Außenstelle des Forschungszentrums Jülich. Heutige Solarmodule sind dafür nur begrenzt geeignet. Grund ist der integrierte – also nur kaum trennbare – Aufbau der Photovoltaik-Module, der Voraussetzung für deren lange Haltbarkeit ist. Auch wenn Recycling in der Europäischen Union vorgeschrieben ist, lassen sich PV-Module daher nur schwer zirkulär wiederverwenden.

Recycling-Strategien für Photovoltaik-Module: Nicht für die Ewigkeit, sondern für einen ewigen Kreislauf

Der am besten geeignete Markt, um die Menge an recyceltem Material aufzunehmen, wird die Herstellung von PV-Modulen selbst sein. Nur in diesem Sektor ist der Bedarf in einigen Fällen groß genug. „Auch ohne zirkuläres Recycling ist Solarenergie nachhaltig“, sagt Peters. „Zirkuläres Recycling bietet jedoch die Chance, eine echte Kreislaufwirtschaft aufzubauen und auch hier zum Vorreiter einer Kultur der Nachhaltigkeit zu werden.“

Doch wie kann Recycling wirklich zirkulär werden? Die Studie des HI ERN zeigt hier einen Weg zu einer nachhaltigeren und wirtschaftlich tragfähigen Zukunft für die PV-Industrie auf: Im ersten Schritt müssen Solarmodule für den ewigen Kreislauf entworfen werden. Die eingesetzten Materialien müssen einfacher und sauberer zu trennen sein. Die verbauten Werkstoffe müssen zudem besser dokumentiert und charakterisiert werden. Schlussendlich wird der Erfolg des Recyclings in hohem Maße davon abhängen, wie wirtschaftlich es umgesetzt werden kann.

Zirkuläres Ressourcen-Management unterschiedlicher Materialien

Eigentlich besteht keine Materialknappheit. Für den enormen Ausbau der Photovoltaik sind ausreichend Ressourcen vorhanden. Doch die benötigten Mengen sind gewaltig. Ein gutes Material-Management ist daher für den rapiden Ausbau vorteilhaft. So macht beispielsweise Glas bis zu 75% der Masse eines Solarmodules aus. Solarglas kann man mit etablierten Prozessen zurückgewinnen, jedoch nur in minderer Qualität, so dass es nicht für die Produktion neuer PV-Module bereitsteht. Das ist bei der geringen Menge an Photovoltaik-Modulen, die heute recycelt werden, kein Problem. Das ändert sich jedoch voraussichtlich ab Mitte bis Ende der 2030er Jahre, wenn jährlich Millionen Tonnen an ausgedientem Solarglas anfallen. „Keine Anwendung benötigt eine solche Menge an altem Glas. Nur durch zirkuläres Recycling kann verhindert werden, dass dieses Glas als Abfall endet“, sagt Peters. Eine zirkuläre Verwendung stärkt zudem auch die wirtschaftliche Stellung der Solarindustrie.

Die Solarindustrie beanspruchte außerdem 2020 bereits 12,7 % der jährlichen Silberproduktion. Zukünftige PV-Module werden und müssen ohne Silber auskommen. Doch bis es soweit ist, wird man tausende Tonnen Silber in Solarmodulen verbauen. Zirkuläre Recycling-Strategien für Photovoltaik-Module ermöglichen es, diesen Schatz zu heben und verfügbar zu machen. Silber findet vielfältig Verwendung, es ist begrenzt verfügbar und damit eine kostbare Ressource.

Quelle: Forschungszentrum Jülich | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH