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Recycling

Glas, Kupfer, Blei: Was tun mit alten Fotovoltaikanlagen?

Wohin aber mit den alten Solarmodulen? Derzeit werden die Bestandteile meist mit allgemeinen Technologien zerkleinert, Magnete können manche Materialien noch herausholen, der Rest landet in Verbrennungsöfen.Unsplash/Science in HD
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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 arbeitet man an der Rückgewinnung der verarbeiteten Materialien.

Die Errichtung von Fotovoltaikanlagen ist ein äußerst boomender Sektor. Geht es nach den Klimazielen der österreichischen Bundesregierung, dann soll bis zum Jahr 2030 Strom ausschließlich aus erneuerbaren Energien gewonnen werden. Neben den bereits ziemlich ausgeschöpften Wasserkraftwerken und dem kleinen Bereich der Biomasse und Erdwärme fällt der Löwenanteil der neu zu erschließenden Energiequellen auf Fotovoltaik und Windkraft. „Jedes Jahr müssten so viele Fotovoltaikanlagen errichtet werden wie in den vergangenen 30 Jahren insgesamt“, sagt in Bezug auf das von der Bundesregierung anvisierte Klimaziel Gernot Oreski.

Dabei steht der auf Kunststofftechnik spezialisierte Materialwissenschaftler Oreski, der am Polymer Competence Center Leoben (PCCL) eine Forschungsgruppe leitet, am anderen Ende der Fotovoltaikkette. Ihm geht es um die Entsorgung und Verwertung alter bzw. ausgedienter Anlagen und eine möglichst zielführende Rückgewinnung von Materialien aus diesen Solaranlagen. Fotovoltaikmodule haben eine Lebenserwartung von meist 25 bis 30 Jahren. Die Anlagen verlieren jedes Jahr einen kleinen Teil ihrer Leistung, viele Solarpaneele erreichen derzeit das Ende ihrer Leistungsspanne. Eine Neuanschaffung ist finanzierbar. Die Kosten eines Moduls belaufen sich heute auf etwa fünf Prozent im Vergleich zur Anschaffung vor 20 Jahren – und zudem erbringen sie die doppelte Leistung.

Bestandteile alter Anlagen unbekannt

Wohin aber mit den alten Modulen? 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. Gernot Oreski untersucht in dem neu gestarteten österreichischen Leitprojekt „Nachhaltige Photovoltaik – PVRe2“ Möglichkeiten einer zielführenden Wiederverwertung der Inhaltsstoffe im Recyclingverfahren.

Das PCCL wird von der Montanuni Leoben, der TU Graz, Joanneum Research sowie den Ländern Steiermark und Oberösterreich und der Stadt Leoben getragen. Die Forschungsgesellschaft FFG unterstützt und fördert das Forschungsprogramm (Laufzeit September 2018 bis August 2021), zudem sind mehrere Industriepartner eingebunden. Ebendiese Industriebetriebe senden ihre neuesten Recyclingmethoden an das Sieben-Mann-Team um Gernot Oreski. „Und wir prüfen deren Entwicklungen auf Herz und Nieren und schauen, wie die Module am besten zerlegt werden können.“ In vielen Fällen kennt man die Bestandteile der Module nicht, da die Herstellungsfirmen nicht mehr existieren und eine Produktbeschreibung oder Auflistung der verarbeiteten Materialien nicht vorhanden ist.

„Wir erforschen die chemischen, physikalischen und mechanischen Grundlagen für ein schichtweises Trennen der einzelnen Komponenten eines Moduls“, sagt Oreski. 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. Für die heimischen und Nachbarregionen wären laut Oreski zwei spezielle Wiederverwertungsanlagen denkbar, sowie ein Konsortium bestehend aus einem Modulhersteller, einer Betriebsführung und einem Entsorger. Unter den Industriepartnern des Forschungsprojekts sind diese mit Kioto Photovoltaics GmbH, ENcome Energy Performance GmbH und Peter Seppele GmbH bereits eingebunden.

 

LEXIKON

Fotovoltaik (die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie) wird seit den 1950er-Jahren für die Stromgewinnung genutzt. Ursprünglich war Deutschland bei der Herstellung von Fotovoltaikanlagen Marktführer, die Produktion ist aber sukzessive nach China abgewandert, das derzeit über einen Marktanteil von ca. 80 Prozent verfügt. In Österreich gibt es zwei kleinere Hersteller.

Klimaziel: 2019 wurde von der Bundesregierung der „Energie- und Klimaplan für Österreich“ beschlossen, der die „Schaffung eines 100.000-Dächer-Fotovoltaik- und Kleinspeicherprogramms“ samt diesbezüglichen Förderungen vorsieht.


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("Die Presse", Print-Ausgabe, 25.07.2020)

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