Die Installation zahlloser Solaranlagen in den letzten Jahren hat zu einer drängenden Frage geführt: Wie recycelt man die Millionen Tonnen Solarzellen, die in den kommenden Jahren ausgedient haben werden? Diese Solarmodule enthalten wertvolle Rohstoffe, aber nach etwa 30 Jahren werden sie zu Elektroschrott. Die Recycling-Verfahren für Solarmodule stecken noch in den Anfängen, und es besteht ein erheblicher Handlungsbedarf (spektrum: 05.12.23).
Riesige Mengen an ausgedienten Solarmodulen – 2029 droht in Deutschland eine Entsorgungskrise
Bereits heute landen jährlich knapp 10.000 Tonnen ausgemusterte Solarmodule allein in Deutschland auf Recyclinghöfen. Experten rechnen damit, dass sich diese Menge bis 2024 versechsfacht. Die ersten großen Entsorgungswellen werden voraussichtlich 2029 auftreten, etwa 20 Jahre nach der ersten großen Welle des Solarmodulausbaus. Schätzungen des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) deuten darauf hin, dass Deutschland bald zwischen 400.000 und einer Million Tonnen Solarmodule jährlich entsorgen muss.
Riesige Mengen an ausgedienten Solarmodulen und fehlende Recycling-Verfahren – 2029 droht in Deutschland eine Entsorgungskrise
Bild: Monash University Lens veröffentlicht unter CC BY-NC-ND 4.0
Globaler Solarmodul-Recyclingbedarf: Millionen Tonnen Elektroschrott drohen bis 2050
Auch auf globaler Ebene werden immer mehr ausgediente Photovoltaik-Anlagen verschrottet. Die Beratungsfirma Rystad Energy schätzt, dass ab 2040 weltweit rund 27 Millionen Tonnen ausgediente Solarzellen anfallen könnten. China wird voraussichtlich den größten Anteil an ausgemusterten Solarmodulen haben, gefolgt von den USA, Japan und Indien. Deutschland rangiert in diesem Ranking auf Platz fünf. Laut Schätzungen der Internationalen Energieagentur (IEA) könnten bis zu 80 Millionen Tonnen Altmodule bis 2050 weltweit anfallen.
Langsame Fortschritte im Solarmodul-Recycling: Handlungsbedarf in der Branche
Trotz des absehbaren Anstiegs des Bedarfs an Solarmodulrecycling sind die Fortschritte bei der Entwicklung von Recyclingverfahren eher langsam. In Ländern wie Japan, Südkorea, China und Australien gibt es derzeit keine landesweiten Recyclingprogramme für PV-Module. Es sind zwar verschiedene Recyclingtechnologien in Diskussion, aber nur wenige sind in der Umsetzungsphase. In den USA wird mehr darüber nachgedacht, wie die kommenden Mengen in die bestehenden Abfallvorschriften integriert werden können, anstatt konkrete Recyclinglösungen zu entwickeln.
Europäische Solarmodul-Recyclingvorschriften: Hohe Anforderungen fehlen bisher
In Europa sind die Abfallvorschriften für Solarmodule einerseits klar geregelt, da sie zu den Elektrogeräten zählen und nach der Richtlinie WEEE zu behandeln sind. Andererseits sind die Anforderungen bisher eher einfach, da die Recyclingquoten auf Gesamtgewichtsbasis berechnet werden und somit die hochwertigen Materialien wie Silizium, Silber, Zinn und Blei oft auf Deponien oder in Verbrennungsanlagen landen.
Recycling von Solarmodulen: Technische Hürden und Ressourcenbedarf
Die Herausforderung für das Recycling liegt in der Konstruktion der Solarmodule selbst, die auf Langlebigkeit und Witterungsbeständigkeit ausgelegt sind. Dies erschwert das Zerlegen der Module erheblich. Silizium, das das Hauptmaterial von Solarzellen ist, könnte wiederverwertet werden, erfordert jedoch erhebliche Energiemengen und Chemikalien, um es aus dem Verbund zu lösen. Die aktuelle Recyclingmethode am Fraunhofer ISE umfasst mechanisches Zerkleinern, elektrostatische Trennung von Glas und Silizium, Entfernen von Kunststoffen durch Dichtesortierung und nasschemisches Ätzen, um Beschichtungen zu entfernen. Dies ist ein aufwändiger Prozess, der dennoch notwendig ist, um wertvolle Materialien zurückzugewinnen.
Wiederverwertung von Solarmodulen: Ökologische Aussichten und wirtschaftliche Herausforderungen
Eine ökologische Bilanz für diesen Prozess liegt noch nicht vor, aber er hat gezeigt, dass es möglich ist, aus alten Solarmodulen neue herzustellen. Derzeit fehlt jedoch eine wirtschaftliche Umsetzung dieser Technologie, es sei denn, gesetzliche Regelungen schreiben Recycling vor, wie im Fall des Unternehmens First Solar, das Dünnschicht-Solarzellen herstellt. Diese dürfen in Deutschland nur mit einem Recyclingkonzept verkauft werden.
Die Zukunft des Solarmodulrecyclings
Die Entwicklung von Recyclingtechnologien für Solarmodule ist dringend erforderlich, da die Abfallmengen stetig steigen. Die Vielfalt der auf dem Markt verfügbaren Module stellt eine zusätzliche Herausforderung dar. Eine Lösung könnte darin bestehen, jedem Modul einen QR-Code zuzuweisen, der eine effiziente Vorsortierung auf Recyclinghöfen ermöglicht. Forscher arbeiten auch daran, Solarmodule von Anfang an so zu konstruieren, dass sie leichter recycelbar sind. Es gibt auch Bemühungen, Solarmodule, die noch brauchbar sind, ein zweites Leben zu ermöglichen, anstatt sie zu entsorgen.
Insgesamt bleibt das Solarmodulrecycling eine komplexe Herausforderung, die sowohl technologische als auch wirtschaftliche Innovationen erfordert. Es ist von entscheidender Bedeutung, diese Probleme anzugehen, um wertvolle Rohstoffe zurückzugewinnen, Umweltauswirkungen zu minimieren und die Nachhaltigkeit der Solarenergie sicherzustellen.
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