Wohin damit – Ausgediente Solarmodule

Ein Photovoltaikmodul hält nicht ewig. Nach einer Lebensdauer von rund 25 Jahren ist Schluss. Eine Studie (in Auftrag gegeben vom Bundeswirtschaftsministerium) des Stuttgarter Instituts für Photovoltaik (ipv) und des Instituts für Siedlungswasserbau, Wassergüte und Abfallwirtschaft (Iswa) kam zu dem Ergebnis, dass Schadstoffe wie Blei oder Cadmium von ausgedienten Solarmodulen wasserlöslich sind und so zum Beispiel durch Regenwasser herausgewaschen werden können. Untersucht hatte man die Schadstoffe der vier wichtigsten Photovoltaiktechnologien.

Hohe Risiken bei nicht fachgerechter Entsorgung

Dieser Fakt sollte beim Recycling unbedingt bedacht werden. Würden Module oder Teile davon über normale Abfalltonnen, Glascontainer oder auf anderen Wegen z. B. kleingemahlen in Erddeponien oder im Unterbau von Straßen verwendet werden, würden die Schadstoffe durch Wasser ausgelöst.

Die Forscher betonen darüber hinaus die Wichtigkeit der lückenlosen Rückholung alter Solarmodule. Auch der Einsatz schadstoffbelasteter Module in Entwicklungsländern wird kritisiert, denn dort sind keine geordneten Abfallentsorgungssysteme vorhanden.

Die Verwendung giftiger Schwermetalle, wie bleihaltigem Lötzinn, wurde 2006 in der RoHS-Richtlinie von der Europäischen Union für die Elektroindustrie untersagt. Solarlobbyisten intervenierten und sind seitdem (immer zusammenschreiben, geht es um einen Zeitpunkt) von dieser Vorschrift befreit. In der Studie wurde außerdem deutlich, dass die Solarindustrie bleihaltiges Lötzinn heute bereits „mit geringem Mehraufwand“ durch bleifreie Verbindungen ersetzen könnte.

„Der einfachste Weg, wenigstens in Europa Umweltgefahren durch Schadstoffe zu vermeiden, wäre es, Photovoltaikmodule wie andere elektrische und elektronische Produkte in die RoHS-Richtlinie der EU aufzunehmen“, fassen die Stuttgarter Forscher zusammen. So wären allein durch den Einsatz von bleifreien Lötverbindungen 97 Prozent der Photovoltaikmodule (bis auf CdTe-Module) schadstofffrei.

Wismut, die Alternative zu Blei

In Großbritannien gehen Forscher an der Cambridge-Universität mit gutem Beispiel voran. Sie startete eine Testreihe, die erfolgreich Wismut statt Blei in Wismut-Perowskit-Solarzellen verwendet. Das Element zeigte in Versuchen die gleichen außergewöhnlichen Eigenschaften wie Blei, ist jedoch weit weniger umweltschädlich.
Das wegen seiner guten Umweltverträglichkeit als „grünes“ Element bezeichnete Wismut kommt bisher insbesondere in der Kosmetik und der Medizin zum Einsatz. „Wismutoxydid verfügt über alle wichtigen physikalischen Eigenschaften für neue, hocheffiziente Lichtabsorber“, sagt Judith Driscol, Co-Autorin vom Institut für Materialwissenschaft und Metallurgie.

Recycling und Weiterentwicklung

Die Ökobilanz von Photovoltaikanlagen in Zukunft zu verbessern, daran wird bereits auf vielen Wegen gearbeitet. Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme entwickelt zum Beispiel gemeinsam mit Partnerfirmen ein Solarmodul, das sich öffnen und auch wieder verschließen lässt. So können einzelne Solarzellen entnommen und ausgetauscht werden. Es muss nicht das komplette Teil ersetzt werden.

Die Firma Sunicon beschäftigt sich hingegen mit dem Recycling abgenutzter Zellen. Mit einem thermischen Verfahren wird der Modulverband gelöst. Intakte Zellen können so entnommen und zersplitterte als Rohstoff weiter verwertet werden. In der Pilotanlage wurden im vergangenen Jahr bis zu 200 Tonnen Material recycelt. Dabei werden derzeit ausschließlich kristalline Silizium-basierte Module verwertet. Giftstoffe wie Cadmium fallen bei den produzierten Modulen nicht an.

Ein Anfang, doch es besteht weiterhin Handlungsbedarf. Nach Berechnungen der Forscher der Studie zur Wasserlöslichkeit von Schadstoffen werden bis Ende des Jahres weltweit etwa 3.700 Quadratkilometer mit Photovoltaikanlagen beleget sein. „Aus der installierten Leistung und dem leistungsbezogenen Gewicht können wir abschätzen, dass die Photovoltaik bis zum Jahr 2016 etwa 11.000 Tonnen an Blei und etwa 800 Tonnen an Cd (Dadmium) verbreitet hat.“