Immer wichtiger: Photovoltaik richtig recyceln
In Deutschland fallen immer mehr ausgediente Solarmodule an. Rund 20.000 Tonnen müssen Jahr für Jahr professionell aufbereitet werden. Darunter sind wertvolle Rohstoffe wie Silizium, die nicht einfach in den Müll wandern sollten.
Photovoltaik-Module enthalten zahlreiche wichtige Rohstoffe wie Silizium oder Metalle, die nach den Vorgaben des Gesetzgebers wieder in den Produktionskreislauf zurückkehren sollen. Sie müssen also zwingend dem Recycling zugeführt werden, was nicht nur die Betreiber, sondern auch die Händler und Hersteller in die Pflicht nimmt.
Das Recyclingpotenzial in Deutschland ist enorm, da durchschnittlich bis zu 95 Prozent eines Photovoltaik-Moduls wiederverwertet werden können. Das darf laut den gesetzlichen Vorgaben nur von spezialisierten Unternehmen erledigt werden. Diese besitzen das nötige Know-how für die schonende Demontage von den Dächern und für die Einschätzung, ob sich eine Wiederverwertung des Moduls lohnt.
Wertvolle Inhaltsstoffe
Wie der Recyclingprozess abläuft, hängt von den Materialien ab, die das Solarmodul birgt: Neben Silizium sind Glas, Cadmium, Aluminium und Edelstahl sowie Blei die wichtigsten Bestandteile. Dünnschicht-Module enthalten Cadmium, Silizium-Varianten das ebenfalls gesundheitsschädliche Silizium. Cadmium ist sogar noch gefährlicher und laut Gefahrenstoffdatenbank krebserregend, gewässergefährdend und sehr giftig. Das ordnungsgemäße Recycling ist angesichts dieser Gefahren umso wichtiger. Blei kann heute ersetzt werden, das problematischere Cadmium allerdings nicht, da es etwa beim Löten unverzichtbar ist.
Die Entsorgungswege
Solarmodule werden in Deutschland als Sondermüll eingestuft. Kleine Gewerbetreibende und Privatleute können mono- und polykristalline Module dem normalen Recyclingweg zuführen. Viele Wertstoffhöfe nehmen bis zu 20 Module kostenfrei an. Wer für seine Kunden die Entsorgung durchführt, sollte an die Übergabequittung für die Kunden als Entsorgungsnachweis denken.
Bei größeren Mengen werden Spezialunternehmen tätig. Dabei gibt es noch Verbesserungspotenzial, da bei Solarmodulen ein sogenanntes Downcycling passiert, obwohl sich die Inhaltsstoffe grundsätzlich vollwertig recyceln ließen. Die Technologien dafür gibt es, im industriellen Maßstab werden sie allerdings noch nicht eingesetzt.
Bereits hochwertig wiederverwerten lassen sich das Kupfer aus den Kabeln und das Aluminium aus den Rahmen. Glas wird zu Glaswolle weiterverarbeitet, die jedoch sich nicht erneut wiederverwerten lässt.
Der gesetzliche Rahmen für Solarmodule
Solarmodule zählen seit dem Jahr 2015 laut Entsorgungsrichtlinien zu den Elektroaltgeräten. Damit regelt die Wiederverwertung der Module das Elektro- und Elektronikgerätegesetz (ElektroG), das die europäische WEEE-Richtlinie für Deutschland umsetzt.
Die Richtlinie schreibt vor, dass Solarmodule, die vor dem 21.10.2015 verkauft wurden, von den Herstellern von den Sammelstellen abgeholt und entsorgt, behandelt bzw. recycelt werden und dass diese dabei ökologische Standards einhalten müssen. Bei Photovoltaik-Modulen müssen mindestens 75 Prozent verwertet und mindestens 55 Prozent für die Wiederverwendung recycelt oder vorbereitet werden.
Halbleiter Silizium als Sorgenkind
Die Zurückgewinnung klappt bei Kupfer, Silber und Aluminium bereits recht gut. Das gilt jedoch nicht für den Halbleiter Silizium, für den nur die Mülldeponie bleibt. Rund 10.000 Tonnen machen in Deutschland jährlich diese Abfälle aus alten Solarmodulen aus. Gegen Ende des Jahrzehnts dürfte sich diese Menge auf mehrere Hunderttausend Tonnen vervielfachen, da dann die Module der ersten großen Installationswelle zwischen 2009 und 2011 entsorgt werden.
Dafür soll es nach dem Willen der Fraunhofer-Institute für Silizium-Photovoltaik (CSP) in Halle und für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg nun eine Lösung geben. Sie haben in Kooperation mit dem Recycler Reiling aus Gütersloh eine Methode ausgetüftelt, bei der sich Silizium in fast reiner Form zurückgewinnen lässt, und zwar unabhängig von der Bauart des jeweiligen Moduls. Aus dem wiedergewonnenen Silizium sollen neue Solarzellen entstehen. Ihr Wirkungsgrad liegt mit knapp 20 Prozent allerdings um rund 2 Prozent unter dem von frischem kristallinem Silizium. Bei der Lebensdauer gibt es hingegen keine Unterschiede.
Beim Recyclingprozess kommt es in einem ersten Schritt zur Abtrennung leicht rückführbarer Wertstoffe und zum Zerschlagen von Siliziumzellen. Die maximal einen Millimeter großen Silizium-Bruchstücke gelangen in ein nasschemisches Ätzbad, mit dem Störstoffe wie etwa elektrische Kontakte entfernt werden. Anschließen kann es mit dem Einschmelzen weitergehen. In einem weiteren Schritt wird der Halbleiter zu großen Blöcken, den sogenannten Ingots weiterverarbeitet. Daraus schneiden feine Sägen dünne Scheiben (Wafer), auf die dann wieder fotoelektronische Schichten aufgetragen werden, um elektronische Energie aus Sonnenenergie zu gewinnen.
Fazit:
Ein fachgerechtes Recycling von Solarmodulen wird angesichts wachsender Entsorgungsmengen und knapper Rohstoffe immer wichtiger. Mit Initiativen wie der Rückgewinnung von Silizium bemüht sich die Solarbranche, diesen Anforderungen gerecht zu werden. Der Kreislaufgedanke geht mittlerweile auch über das reine technische Ableben hinaus. Das Auslaufen der EEG-Vergütung sorgt dafür, dass zahlreiche Anlagen nicht mehr weiterbetrieben werden, obwohl das technisch noch möglich wäre. In diesem Fall bieten sich Nachnutzungen der Module an – etwa für Camper oder für den Strom im Gartenhaus – und erst als letzter Schritt die Entsorgung und das Recycling.