Sind Solarmodule recycelbar?

In den Vereinigten Staaten werden Solarmodule in der Regel in allgemeinen Glasrecyclinganlagen recycelt, wo das Glas und manchmal auch die Metallrahmen recycelt und die restlichen Komponenten weggeworfen oder verbrannt werden. Eine weitere Möglichkeit, um zu verhindern, dass Solarmodule auf Mülldeponien landen, ist die Wiederverwendung der Module, entweder durch direkte Wiederverwendung oder nach einer Aufarbeitung. Bei der Wiederverwendung erhalten die Solarmodule ein zweites Leben und erzeugen an einem anderen Ort saubere Energie. Der Sekundärmarkt hat sich in den Vereinigten Staaten noch nicht durchgesetzt, und bei der Planung der Wiederverwendung von Solarmodulen müssen Vorschriften für den Anschluss an das Stromnetz sowie Brandschutz-, Bau- und Elektrovorschriften beachtet werden.

Es gibt jedoch viele vorteilhafte Möglichkeiten für die Wiederverwendung von Solarmodulen in Situationen, in denen sie nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, z. B. an Ladestationen für Elektrofahrräder oder -fahrzeuge oder an anderen abgelegenen Standorten. Wenn es um das Recycling von PV-Modulen geht, mag es einfach erscheinen, die Sache auf die lange Bank zu schieben. Schließlich halten diese Solarmodule oft weit über ihre 25-jährige Lebensdauer hinaus und tragen weiterhin zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen bei. Dennoch hängt der langfristige Erfolg unserer Branche von der erfolgreichen Rückgewinnung der Rohstoffe ab, aus denen Solarmodule hergestellt werden.

Wenn Sie davon ausgehen, dass Ihr Solarunternehmen in den nächsten zwei Jahrzehnten florieren wird, ist es an der Zeit, über die Verantwortung nachzudenken, die wir haben, um sicherzustellen, dass die Module nicht auf den Mülldeponien unserer Nation landen. Recycle PV Solar rezertifiziert und verkauft auch gut erhaltene Module weiter, was laut Vanderhoof dazu beiträgt, die Kosten für das Recycling auszugleichen. Sowohl er als auch Tao sind jedoch besorgt darüber, dass verschiedene US-Recycler gebrauchte Solarmodule mit geringer Qualitätskontrolle an Entwicklungsländer in Übersee verkaufen.

Solarmodule bestehen meist aus Materialien, die recycelt oder wiederverwendet werden können. Komponenten wie Glas und bestimmte Metalle machen 80 % der Masse eines Solarmoduls aus und lassen sich relativ leicht zurückgewinnen. Auch Polymere und elektronische Komponenten von Solarmodulen können recycelt werden. In der Realität ist das Recycling von Solarmodulen komplizierter als das einfache Auseinandernehmen und Wiederverwenden der Komponenten.

Die derzeitigen Recyclingverfahren sind nicht sehr effizient, und die Rückgewinnung der Materialien kostet oft mehr als die Herstellung eines neuen Paneels. Solarmodule erreichen das Ende ihrer Nutzungsdauer nach etwa 30 Jahren. Mit der zunehmenden Nutzung von Solarmodulen steigt auch die Abfallmenge aus kaputten oder ausgemusterten Modulen. Das Abfallaufkommen bei Solarmodulen wird erheblich zunehmen.

Bis zum Jahr 2050 könnte der Abfall von Solarmodulen 10 % des gesamten weltweiten Elektronikabfalls ausmachen. Heute landen etwa 90 % der Solarmodule auf Mülldeponien, wo sie, wie jeder andere Elektroschrott auch, giftige Chemikalien in den Boden und die Wasserversorgung leiten. Vor allem Dünnschicht-Solarmodule enthalten relativ große Mengen der giftigen Metalle Cadmium, Tellur und Indium. Eine Studie zeigte, dass Cadmiumtellurid-Solarmodule nach nur einem Jahr bis zu 62 % ihres Cadmiums in das Wasser abgaben.

In den nächsten 30 Jahren könnten recycelte Teile von Solarmodulen einen Wert von schätzungsweise 15 Milliarden Dollar haben und bis zu 630 GW Strom erzeugen, wenn sie in neuen Modulen verwendet werden. Glas, Kunststoff und Metall, die Hauptbestandteile eines Solarmoduls, können alle unabhängig voneinander recycelt werden. In einem funktionierenden Solarmodul sind jedoch alle diese Materialien zu einem einzigen Produkt vereint. Die Herausforderung beim Recycling besteht darin, die einzelnen Komponenten zu trennen, um sie effizient zu recyceln, und sich mit den Siliziumzellen zu befassen, für die ein spezielleres Recyclingverfahren erforderlich ist.

Andere Recyclingverfahren beinhalten die thermische Verbrennung der Polymere in der Platte oder sogar das Zerschneiden der Komponenten. In den USA werden die meisten Solarmodule aufgrund des arbeitsintensiven Prozesses und der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens leider nicht recycelt. Wenn ein bestimmter Modultyp einen höheren Anteil an seltenen Erden oder wertvollen Metallen aufweist, wird er eher recycelt, da der Nutzen der Rückgewinnung der Metalle höher ist als die Kosten.

Das Spezialglas aus den Solarmodulen wird mit normalem Glas gemischt und als Isoliermaterial verwendet. Die Solarbranche konzentriert sich jedoch stark auf die Optimierung des Recyclingprozesses, und die Länder prüfen die Möglichkeit, neue Recyclinganlagen speziell für Solarmodule zu bauen. Andere Länder, darunter Australien, Indien, Japan und Südkorea, entwickeln derzeit Richtlinien und Vorschriften für das Recycling von Solarmodulen. Gebrauchte Solarmodule sind ein aufstrebender Markt.

Wenn Solarmodule wegen eines Defekts im Rahmen der Garantie an den Hersteller zurückgeschickt werden, werden sie oft aufgearbeitet und wieder verkauft, wenn eine Reparatur möglich ist. Sie benötigen möglicherweise einen neuen Rahmen, eine neue Anschlussdose oder sogar neue Solarzellen. Sie werden dann mit dem Hinweis versehen, dass sie nicht mehr neu und daher nicht mehr so zuverlässig sind, und bis zu 70 % billiger als fabrikneue Paneele weiterverkauft. Diese Solarmodule werden als „zweite Generation“ vermarktet und von verschiedenen Anbietern verkauft.

Das Recycling von Solarmodulen steckt noch in den Kinderschuhen. Verbraucher in den USA können sich zunächst in einer globalen Datenbank mit Unternehmen für das Recycling von Solarmodulen informieren oder prüfen, ob ihr Bundesstaat ein eigenes Verzeichnis für das Recycling von Solarmodulen unterhält, wie z. B. dieses aus North Carolina. Einige Hersteller von Solarmodulen, wie z. B. First Solar, bieten ein eigenes Rücknahme- und Recyclingprogramm an.

Die Kunden können die Solarmodule am Ende ihrer Lebensdauer zurückgeben, und der Hersteller wird sie recyceln. Wenden Sie sich an Ihren Hersteller, um herauszufinden, ob er diesen Service anbietet. Die meisten Solarmodule sind für eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren ausgelegt, obwohl neuere Modelle eine Lebensdauer von 40 bis 50 Jahren angeben. Derzeit gibt es in den USA kein nationales Netz für das Recycling von Solarmodulen.

Wenn Sie bereit sind, Ihre Module zu recyceln, wenden Sie sich an den Hersteller, um zu erfahren, ob er ein Rücknahmeprogramm anbietet. Wenn dies nicht der Fall ist, suchen Sie nach einer allgemeinen Glasrecyclinganlage, die sie annimmt. In gewisser Hinsicht stellen Solarmodule die gleichen Herausforderungen an das Recycling wie alte Fernsehgeräte. Ihre ordnungsgemäße Wiederverwertung ist mit hohen Kosten verbunden, sie haben einen begrenzten Rohstoffwert und enthalten gefährliche Metalle.

Gleichzeitig werden sie nur von relativ wenigen nachgelagerten Verarbeitern recycelt, und die Märkte wirken sich negativ auf die Wiederverwendung aus. Solarmodule enthalten oft Blei, Kadmium und andere giftige Chemikalien, die nicht entfernt werden können, ohne das gesamte Modul zu zerlegen. Zu den üblichen problematischen Verunreinigungen im Glas gehören Kunststoffe, Blei, Kadmium und Antimon. Die Anlage in Rousset, Frankreich, verwendet ebenfalls ein mechanisches Recyclingverfahren. Da sie jedoch für Solarpaneele ausgelegt ist, werden mehr Komponenten separat recycelt als in Anlagen, die allgemeine E-Schrott-Recyclinggeräte verwenden.

Veolia, ein französisches Unternehmen, setzt beispielsweise Roboter ein, um Teile von Solarmodulen auf Siliziumbasis für das Recycling zu trennen, und ist in der Lage, 1.800 Tonnen Solarmodulmaterial pro Jahr zu verarbeiten. Das Recycling ist in der Glas-, Metall- und Elektronikindustrie bereits etabliert und kann auch für Solarmodule und andere Komponenten von Solarsystemen eingesetzt werden. Abfälle aus ausgedienten Solarmodulen bieten die Möglichkeit, wertvolle Materialien zurückzugewinnen und durch Recycling Arbeitsplätze zu schaffen. Zweitens sollte die Bundesregierung die Bürger dazu ermutigen, die Gesetze zur Stilllegung, Lagerung oder zum Recycling von Solarmodulen durchzusetzen, damit diese nicht auf Mülldeponien landen.

In einem Artikel für Resource Recycling im vergangenen Jahr erklärte Melissa Ann Schmid von der Solarstromanlagenbörse EnergyBin, dass kristalline Siliziumpaneele überwiegend aus Glas bestehen, aber auch Kunststoff, Aluminium, Silizium und Kupfer sowie Spuren von Silber, Zinn und Blei enthalten. In Kalifornien hat das Department of Resources Recycling and Recovery (CalRecycle) erwogen, Solarpaneele in sein Elektronikrecyclingprogramm aufzunehmen. PV CYCLE, eine gemeinnützige Organisation, die sich der Rücknahme und dem Recycling von Solarmodulen widmet, sammelt laut Direktor Jan Clyncke jedes Jahr mehrere tausend Tonnen Solar-Elektroschrott in der Europäischen Union. Angesichts der rasanten Entwicklung der Solartechnik ist das Recycling von Solarmodulen ein zunehmend wichtiger Bestandteil des Solarenergiemarktes.

Die Schwierigkeit beim Recycling von Solarmodulen besteht nicht darin, dass die Materialien, aus denen sie hergestellt sind, schwer zu recyceln sind, sondern darin, dass sie aus vielen Teilen bestehen, die alle zusammen in einem Produkt verwendet werden. Leider sind die meisten Solarmodule in den USA aufgrund des arbeitsintensiven Recyclings und der wirtschaftlichen Aspekte des Prozesses nicht recycelbar. Die EU verpflichtet die Hersteller, gebrauchte Solarmodule zu sammeln und zu recyceln, und finanziert die Erforschung von Lösungen für das Ende des Lebenszyklus der von ihnen produzierten Technologie. Eine der beiden echten Recyclingmethoden für Solarmodule ist das mechanische Recycling, bei dem die Solarmodule physisch in ihre Bestandteile zerlegt werden.

Und es ist nicht klar, ob es Abnehmer für all die Scherben gibt, die beim Recycling von viel mehr Solarmodulen anfallen würden, sagt Tao.

Literatur:

• https://www.technologyreview.com/2021/08/19/1032215/solar-panels-recycling/
• Recycling: A Solar Panel’s Life after Death | GreenMatch