Solarmodule

Weltweit steigt die Nachfrage nach Solartechnik rapide an. Durch die großen Mengen an Solarmodulen wird sich in absehbarer Zeit eine erhebliche Menge an zurückgewinnbaren Rohstoffen ergeben. Dabei geht es vor allem um Glas, aber nicht nur, wie eine Materialanalyse zeigt.

„Eine große Menge wertvoller Rohstoffe“


Solarmodulrecycling wird zunehmend wichtiger. Der Aufschwung der weltweiten Solarbranche wird in nicht allzu ferner Zukunft jede Menge Schrott zur Folge haben. Der Löwenanteil der ausgedienten Solarmodule wird dabei aus Solarzellen aus mono- oder multikristallinem Silicium bestehen.

Denn über 90 Prozent der installierten Solarmodule basieren auf dieser Dünnschichttechnologie. Darauf wies Karsten Wambach, Projektmanager beim bifa Umweltinstitut, in dieser Woche bei der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz hin. „Weiterhin werden sogenannte Dünnschichttechnologien für die Halbleiter eingesetzt“, erklärte Wambach.

Diese würden im Wesentlichen auf dem hocheffizienten Halbleiter Cadmium-Tellurid und auf Kupfer-Indium-Diselenid basieren. Gegenwärtig ist Cadmium-Tellurid mit einem Marktanteil von rund 50 Prozent das am häufigsten verwendete Halbleitermaterial für Dünnschichtmodule. Amorphes Silicium und andere Technologien spielen laut Wambach dagegen eine nur geringe Rolle.

Rückgewinnbare Materialien haben Wert von 450 Millionen US-Dollar

Ein Großteil des künftig anfallenden Schrotts aus kristallinen Silicium-Solarzellen wird zwar aus Glas bestehen. „Typischerweise bestehen diese Solarzellen aus 60 bis 85 Prozent Glas“, machte der bifa-Projektmanager für Verfahrenstechnik in seinem Vortrag deutlich.

Allerdings haben die anderen Rohmaterialien, die durch Photovoltaik-Anlagen in den Recyclingstrom gelangen werden, einen nicht geringen Wert. „Der Wert der Rohmaterialien im weltweiten Abfallstrom entspricht im Jahr 2030 geschätzt 450 Millionen US-Dollar“, betonte Wambach. Aus diesem Strom könnten zudem genügend Materialien zurückgewonnen werden, um 60 Millionen neuer Panel zu bauen.

Dabei gilt: Die Menge macht’s. Denn die eigentlichen Solarzellen machen laut Wambach nur 4 Prozent an einem Modul aus. Die verwendeten Leiterbahnen haben einen Anteil von gut 1 Prozent. Andere Metalle wie Zinn, Blei, Silber oder Nickel seien in nur kleinen Mengen verbaut.

Solarbranche verbraucht 15 Prozent der globalen Silberproduktion

Der größte Teil des Materialwertes entfällt dabei auf Silber. Pro Panel sind bis zu 10 Gramm Silber enthalten. Der Solarmodul-Experte beziffert den Anteil auf immerhin 47 Prozent. Aluminium habe einen Anteil am Materialwert von 26 Prozent, Silicium nur 11 Prozent.

Allerdings reduzierten die Hersteller den Silberanteil, was dem hohen Preisdruck der vergangenen Jahre geschuldet war. „Wurden 2005 noch über 0,16 Gramm Silber pro Watt benötigt, reichen ein Jahrzehnt später etwa 0,03 Gramm aus“, verdeutlichte Wambach. Trotz dieser geringen Mengen pro Modul verbrauchte die Photovoltaikindustrie im Jahr 2014 immerhin rund 15 Prozent der globalen Silberproduktion.

„Aus den erheblichen Mengen installierter Solarmodule wird sich künftig eine große Menge rückgewinnbarer wertvoller Rohstoffe aus den Komponenten Glas, Silber, Kupfer, Aluminium und Silicium ergeben“, erwartet der bifa-Projektmanager. 2016 sind weltweit zwar erst rund 250.000 Tonnen an ausgedienten Photovoltaikpanels angefallen. Geht man von einer durchschnittlichen Lebensdauer von 30, maximal 40 Jahren aus, wird die Schrottmenge in den kommenden vier Jahrzehnten aber deutlich zunehmen.


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Investitionen in neue Recyclingverfahren werden attraktiver

„Geht man 2030 von einer gesamten installierten Kapazität von 1.630 Gigawatt aus, werden weltweit bereits 8 Millionen Tonnen Abfall anfallen“, zitierte Wambach aus einer Studie. Bis 2050 würde es sich bei einer Kapazität von 4.500 Gigawatt bereits um 78 Millionen Tonnen handeln.

In Deutschland lägen die prognostizierten Abfallströme für 2016 bei 100.000 Tonnen. 2030 solle diese Menge bei etwa 1,1 Millionen Tonnen liegen. Im Jahr 2050 würden etwa 4,2 Millionen Tonnen erwartet. Damit liegt Deutschland auf Platz fünf.

Der größte Teil der Photovoltaik-Abfälle bis 2050 wird wohl in China anfallen. Bei regulärer Lebensdauer würden es 13,5 Millionen Tonnen sein. Fallen Module vorzeitig aus, könnte die Menge gar auf 20 Millionen Tonnen steigen. Auf Platz zwei folgen die USA mit 7,5 (10,5) Millionen Tonnen, dann Japan mit 6,5 (7,5) Millionen Tonnen und Indien mit 4,5 (7,5) Millionen Tonnen.

Diese Mengenentwicklung könnte Investitionen in neue, leistungsfähigere Recyclingverfahren attraktiv machen. „Das Recycling in Europa erfolgt wegen der derzeit noch geringen Abfallmengen überwiegend in Anlagen zum Verbundglasrecycling“, erklärte Wambach. Glas werde beispielsweise für Wärmedämmungen verwendet, Metalle würden recycelt und Kunststoffe energetisch verwertet.

Aber es würden bereits weltweit umfangreiche Entwicklungsarbeiten laufen, um für die künftig erwarteten hohen Rücklaufmengen vorbereitet zu sein. „Die Pyrolyse unter Nutzung des Energiegehalts der Polymeranteile könnte vorteilhaft eingesetzt werden“, sagte Wambach.

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