Wie nachhaltig sind Solarmodule?
17. August 2021
Solarmodule erzeugen CO2-freien Strom. Doch für die Herstellung von Modulen, Gestell, Kabeln und Wechselrichter wird Energie gebraucht. Besonders viel Energie verschlingt die Herstellung von Silizium, Glas und Aluminium für das Modul. Wie nachhaltig die Produktion ist, hängt auch vom Strommix ab. So wird etwa bei viel Kohlestrom im Netz wie in China laut einer Studie des Umweltbundesamts (UBA) bis zu 40 Prozent mehr CO2 freigesetzt als beim Modulbau im europäischem Strommix.
Abhängig vom Modul und Aufstellungsort haben Module nach 5 bis 25 Monaten selber soviel Energie erzeugt, wie bei der Herstellung gebraucht wurde.
Wie lange halten Solarmodule?
Die ersten Solarmodule mit Netzanschluss wurden in Europa in den 1990er Jahren installiert. Einige Module laufen immer noch. Neue Module werden heute zum Teil mit einer Leistungsgarantie von 30 Jahren verkauft.
Doch die Solarzellen können auch noch sehr viel länger halten. Module, bei denen Glas auch auf der Rückseite eingebaut wird, sind besonders robust und werden heute immer öfter hergestellt. Eine möglichst lange Lebensdauer von Solaranlagen ist ökologisch sinnvoll, senkt die CO2-Emissionen und zugleich die Kosten der Stromproduktion.
Lassen sich Solarmodule reparieren?
Solarmodule sind sehr einfach aufgebaut. Sie bestehen aus einer Spezialglasscheibe, darunter einer lichtdurchlässigen Kunststofffolie (EVA), einer nur 0,2 Millimeter dicken Siliziumzelle mit hauchdünnen Metallen und Stromschienen. Hinter der Zelle ist wieder eine Kunststofffolie (EVA) und dann auf der Rückseite eine spezielle Schutzfolie oder Glas. Alles ist fest miteinander verbunden und hat meist einen Aluminiumrahmen mit Dichtung.
Weil Solarmodule sehr robust sind, gibt es selten Defekte. Wenn sie doch auftreten, ist meist eine Reparatur möglich.
Wenn das Glas auf der Vorderseite durch einen extremen Hagelschlag bricht, sollte ein Module ausgetauscht werden. Sonst dringt Feuchtigkeit ein und mindert die Leistung der Anlage. Ein einfacher Glasersatz wie bei Fensterglas funktioniert nicht.
Bei jahrelangem Betrieb können die Dichtung und die Folie auf der Rückseite der Module nachgeben und porös werden. Mit einer Klebepaste kann die Folie wieder gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet werden. Mit der Zeit können auch die Elektrokabel porös werden oder Dioden in der Anschlussdose fallen aus. Sie können ausgetauscht werden.
Sind Solarmodule umweltschädlich?
Bei unbeschädigten Modulen besteht laut UBA keine Gefahr, dass Schadstoffe austreten. Auch bei einer zerstörten Scheibe besteht keine Gefahr. Doch in kleinen Mengen sind umweltschädliche Substanzen in den meisten Modellen verbaut. Bei den weit verbreiteten kristallinen Solarmodulen (Marktanteil ca. 95%) ist beispielsweise bis zu einem Gramm Blei pro Modul im Lötzinn enthalten. Einige Hersteller verzichten ganz auf den Einsatz von toxischem Blei.
In sogenannten Dünnschichtmodulen (Marktanteil ca. 5%) wird zudem das giftige Schwermetall Cadmium in den Zellen eingesetzt, bis zu 1,4 Gramm pro Modul. Hersteller dieser Module haben jedoch ein eigenes Rücknahmesystem und gewinnen Cadmium und Blei zurück, ebenso sowie die ungiftigen Metalle Silber, Kupfer und Tellur.
In Europa müssen ausgemusterte Module fachgerecht entsorgt werden. In den meisten anderen Ländern gibt es solche Vorgaben bisher noch nicht. Mit der Vorschrift soll verhindert werden, dass Solarmodule in der Landschaft verrotten und dann irgendwann Schadstoffe ausgewaschen werden. Zudem enthalten Solarmodule wertvolle Rohstoffe, die wiederverwertet werden sollen.
Wie funktioniert das Recyclen?
In Recyclinganlagen wird in Deutschland zuerst geprüft, ob die angelieferten Module noch funktionieren. Ist das der Fall, so werden alte Module zum Teil repariert und weiterverkauft.
Bislang werden beim recyclen die Alurahmen, Kabel und Anschlussdosen entfernt, dann die kristallinen Module zerkleinert und mit Hilfe verschiedener Techniken Glas, Metalle und Folien getrennt. Metalle und auch das Blei werden abgeschieden und wiederverwendet. Glassplitter werden bisher meist zu Wärmedämmstoff (Glaswolle) weiterverarbeitet. Und die Kunststofffolien werden in Anlagen mit Filtern zur Energiegewinnung verbrannt.
Umwelt- und Rohstoffexperten sehen fürs Recycling jedoch noch viel Verbesserungspotential. So soll hochwertiges Solarglas von Altmodulen künftig für neue Module weiter genutzt werden. Bisher werden daraus meist niederwertige Dämmstoffe hergestellt. Auch das hochreine Silizium aus alten Modulen könnte für neue Solarzellen verwedent werden. Bis jetzt wird es oft lediglich als Zusatz bei der Aluminiumherstellung weitergenutzt.
In einem alten Solarmodul stecken Rohstoffe im Wert von 10 bis 30 Euro. Für die Recyclingwirtschaft ist die weltweit boomende Photovoltaik auch deshalb ein wichtiger Zukunftsmarkt. Und: in den nächsten Jahrzehnten werden Millionen Module neu installiert.
Das Dresdener Unternehmen FLAXRES plant noch weiter und will an alten Solarparks mobile Entsorgungscontainer aufstellen. Dann könnten ganz automatisch gleich vor Ort ausgediente Module mittels Lichtblitzen sauber in Glas, Silizium, Metalle und Kunststoffe zerlegt werden. Das dauert nur wenige Sekunden und würde aufwendige Transporte für das Recycling minimieren.