Noch fallen sie überschaubar aus, doch die Mengen an PV-Modulen steigen, die ausgetauscht und entsorgt werden müssen. Handwerksbetriebe vermissen passende Rücknahme- und auch Trennsysteme für den Verpackungsmüll. Eine neue Studie zeigt, wo die größten Hürden liegen – und warum sich finanziell bisher wenig lohnt.
Im Handwerk sind es vor allem Elektriker und Dachdecker, bei denen der Solarausbau in den vergangenen Jahren stark an Bedeutung gewonnen hat. Solarpflichten, der Wunsch nach mehr Unabhängigkeit und die Notwendigkeit, angesichts des Klimawandels Strom aus regenerativen Quellen zu erzeugen, haben diese Entwicklung gefördert. Dabei prägt bei vielen der Installationsbetriebe auch der Nachhaltigkeitsgedanke die Unternehmensführung. Eine funktionierende Kreislaufwirtschaft gewinnt damit an Bedeutung. Aber wie kann diese im Umgang mit Photovoltaik-Modulen aussehen? Welche Aspekte sind es, die dabei die Nachhaltigkeit mitbestimmen? Was funktioniert in der Praxis – und wo gibt es Defizite?
Installation von PV-Modulen: Wie viel Kreislaufwirtschaft ist schon möglich?
Antworten auf diese und weitere Fragen wollte auch das Institut für Betriebsführung (itb), das zum Deutschen Handwerksinstitut (DHI) gehört, finden. Im vergangenen Jahr hat es Handwerksfirmen dazu befragt und eine Studie zum Thema "Kreislaufwirtschaft bei der Installation von PV-Modulen" erstellt. Die Ergebnisse wurden kürzlich veröffentlicht.
Da die beteiligten Handwerksbetriebe selbst kaum Einfluss auf die Herstellung der Module haben und diese über Händler beziehen, richtet sich ihr Fokus ganz besonders auf die Verpackung, in und mit der das PV-Material geliefert wird. Wichtig war außerdem die Tatsache, dass Altmodule, die die Betriebe deinstallieren und ersetzen, nur selten an die Hersteller zurückgehen können. Stattdessen landen sie bei den örtlichen Recyclinghöfen und werden von dort der Weiterverwertung oder dem Recycling zugeführt.
Die meisten in Deutschland installierten Photovoltaik-Anlagen haben eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren. Die erste Generation von Solarmodulen, die in einer größeren Anzahl installiert wurden, muss derzeit teilweise schon abgebaut oder ersetzt werden. Noch findet das nicht in großen Mengen statt. In den letzten Jahren fielen nur je rund 15.000 Tonnen PV-Module im Elektroschrott an. In Summe werden bald aber bis zu 200.000 Tonnen an Solarzellenabfall angefallen sein. Die Mengen werden zukünftig kontinuierlich weiter steigen. Bis zum Im Jahr 2035 könnten es schon über eine Millionen Tonnen sein. Davon geht das Umweltbundesamt (UBA) aus.
Ausgetauscht werden müssen Solarmodule meist deshalb, weil die Witterung ihre Spuren hinterlässt und sich einzelne defekte Stellen zeigen. Dann erzielen die Module nicht mehr die gewünschten und notwendigen Leistungswerte. Beispielsweise können sich Kabel durch Wind- oder Zugbelastung durchscheuern, oder Marderverbiss führt zu Schäden an der Verkabelung. Oftmals muss man nicht das ganze Modul austauschen, sondern nur einzelne Bauteile.
Entsorgung beim Hersteller der PV-Module: In der Praxis eine Herausforderung
Zuständig für eine spätere Entsorgung sind auch die Hersteller und Importeure der Solarmodule. Sie müssen sich nach den Vorgaben des Elektro- und Elektronikgerätegesetzes (ElektroG) als Erstinverkehrbringer bei der stiftung ear registrieren, bevor sie die Solarmodule verkaufen. Das ElektroG verpflichtet sie grundsätzlich, für ausgediente Solarmodule zumutbare Möglichkeiten zur Rückgabe zu schaffen und die zurückgenommenen Elektroaltgeräte auf eigene Kosten einer ordnungsgemäßen Entsorgung zuzuführen. In der Praxis funktionieren diese Abläufe aber bislang eher schlecht.
Zwar gibt es in Deutschland einzelne regionale Herstellerfirmen von PV-Modulen, die die Pflichten kennen und ihnen nachkommen. Die meisten hierzulande installierten Anlagen stammen allerdings aus Fernost. Daraus ergeben sich Probleme, Ansprechpartner zu finden, die beim Thema Recycling mit in die Verantwortung genommen werden können. Und: "Noch immer haben nicht alle Herstellerfirmen aus dem Ausland Vertretungen in Deutschland", sagt Jochen Siegele, Autor der itb-Studie. Dafür hat er mit sechs Betrieben Interviews geführt und Ideen entwickelt, wie der Abfall, der bei der Installation von Photovoltaikmodulen anfällt, reduziert und weiterverwertet werden kann.
Ein zentrales Ergebnis war, dass die Betriebe funktionierende Rücknahmesysteme für die Module vermissen und damit auch die Gewissheit, dass die darin verbauten Materialien sinnvoll wiederverwertet werden. "Oftmals kann man PV-Module auch weiterverwenden, wenn man sie überarbeitet oder repariert hat. Aber auch dazu bräuchte es Systeme, die die Hersteller selbst aufbauen", meint Jochen Siegele.
So läuft das Recycling von PV-Modulen ab
Bislang erfolgt die Entsorgung von PV-Modulen für Privatpersonen undInstallationsbetriebe, die keine Erstinverkehrbringer sind, über die öffentlich-rechtlichen Recyclinghöfe. Dort werden diese getrennt von anderen Elektroaltgeräten gesammelt und im Regelfall von speziellen Entsorgungsunternehmen abgeholt. An dieser Stelle findet zwar eine Weiterverwendung der Materialien statt, jedoch kaum in einem geschlossenen Kreislauf, der gewährleistet, dass aus Altmodulen wieder neue entstehen.
Im bisher bestehenden Recyclingsystem werden die Module dann einer sogenannten Erstbehandlung unterzogen. Dies darf nur in zertifizierten Erstbehandlungsanlagen erfolgen. Hier werden die Altgeräte hinsichtlich einer möglichen Vorbereitung zur Wiederverwendung überprüft oder es werden Flüssigkeiten entnommen und eine Schadstoffentfrachtung durchgeführt. Danach können die einzelnen restlichen zu verwertenden Materialien getrennt und – soweit möglich – recycelt werden. Was so einfach klingt, ist es jedoch nur, wenn die PV-Module ordnungsgemäß abgebaut, transportiert und gesammelt werden und nicht währenddessen oder zuvor schon beschädigt werden. Dann ist grundsätzlich auch keine schädliche Umweltauswirkung zu erwarten.
Das sieht bei beschädigten Modulen und wenn diese beispielsweise in Mischmülldeponien oder wilden Müllablagerungen landen, allerdings anders aus. Dann kann nach Angaben des UBA u.a. die Gefahr einer Auslaugung von Schadstoffen aus dem Modul und somit die Gefahr eines Eintrags der Schadstoffe in die Umwelt entstehen. Das hat eine Studie des Fraunhofer Instituts im Jahr 2012 gezeigt. "Schadstoffe können austreten, wenn die Module nicht mehr intakt sind und über die Defekte – zum Beispiel Risse im Glas – wässrige Lösungen – etwa Regenwasser – in das Modul eindringen", erklärt Axel Strobelt vom UBA die Details der Studie, die immer noch aktuell ist.
Welche Schadstoffe stecken in PV-Modulen?
Eine besondere Beachtung benötigen hier vor allem Blei (in kristallinen Modulen) und Cadmium (nur in Cd-Te-Modulen) – zwei Stoffe, die sowohl in PV-Modulen verbaut werden als auch als umwelt- und gesundheitsgefährdend gelten. Cadmium wird allerdings als Cadmium-Tellurid-Verbindung nur in der sogenannten Dünnschicht-Technologie bei Solarmodulen eingesetzt, die in Deutschland nach Angaben des Branchenverbands der Solarwirtschaft (BSW Solar) nur einen Anteil von ca. neun Prozent aller installierten Module hat. Blei wird in kristallinen Modulen nur in geringen Mengen zum Teil an Kontakt- und Lötstellen sowie zur Metallisierung der Solarzellen eingesetzt. Auch die als gefährlich geltenden Stoffe können laut BSW Solar in modernen Entsorgungsanlagen recycelt werden.
Schon seit vielen Jahren werden mechanische, thermische und andere Recyclingverfahren für Solarmodule erforscht. "Entsorgungsfachbetriebe sind heute in der Lage, kristalline Module und Cd-Te-Module so zu recyceln, dass die Wertstoffe fast vollständig wieder einem Produktionsverfahren als Sekundärrohstoffe zugeführt werden können", sagt Carsten Körnig, der Geschäftsführer des Branchenverbands. Um möglichst effizient, ressourcenschonend und günstig zu sein, wenn im nächsten Jahrzehnt größere Stückzahlen zur Weiterverwertung anstehen, würden nun die Verwertungsprozesse kontinuierlich weiterentwickelt und die Kapazitäten ausgebaut.
Auch das UBA bestätigt die guten Fortschritte beim Recycling der PV-Module. So werde bislang die gesetzlich vorgegebene Quote zum Recycling und die Vorbereitung zur Wiederverwendung von derzeit 80 Prozent allein durch das Recycling von Glas und Metall aus den Modulen erreicht. "Aufgrund der Zusammensetzung eines PV-Moduls aus überwiegend Glas, Aluminium und Kunststoffen können nach unseren Informationen mehr als 80 Prozent des PV-Moduls recycelt bzw. verwertet werden", erklärt Axel Strobelt. Zudem werden auch noch weitere Materialien recycelt, thermisch verwertet oder gegebenenfalls beseitigt. Strobelt berichtet zudem, dass man ausgediente PV-Module teilweise zur Wiederverwendung vorbereiten kann, wenn entstandene Schäden behoben sind.
Aufklärung und Infos zu Ansprechpartnern fehlen
Was im Prinzip schon möglich ist, ist aber für viele Handwerksbetriebe noch nicht zugänglich. Das zeigt die Studie des itb. Die befragten Handwerksbetriebe wissen in der Praxis oftmals nicht, an wen sie sich wenden sollen, wenn sie im Umgang mit den Solarmodulen eine verbesserte Kreislaufwirtschaft erreichen wollen. Tools wie etwa der Nachhaltigkeitskompass BW, den das itb für das Bundesland Baden-Württemberg mitentwickelt hat, sind noch Einzelprojekte. Der Kompass dient als Wegweiser und zeigt für verschiedene Themen auch Anlaufstellen und Zuständigkeiten auf. Jochen Siegele würde sich freuen, wenn andere sich den Kompass als Vorbild nehmen und Ähnliches auch für andere Regionen schaffen. Für mehr Aufklärung sollten seiner Meinung nach aber auch die Hersteller, Händler, Recyclingunternehmen und die Handwerksorganisationen sorgen.
Im Umgang mit Materialströmen rund um den Solarausbau ist es für Handwerksbetriebe – neben dem Wunsch nach verbesserten Kreisläufen im Recycling der Module – wichtig, dass auch die Verpackungen Thema werden, in denen die Installateure die PV-Anlagen bekommen. Denn hier sehen viele einerseits ein Zuviel an Verpackungsmaterial. Andererseits sollten man den Aussagen der befragten Betriebe zufolge auch die Anforderungen an die Abfalltrennung verbessern. Wenn man Materialien noch strikter voneinander trennt, könnten sie später besser recycelt werden.
Verpackungen von PV-Modulen reduzieren: Diese Vorschläge haben Handwerksbetriebe
Die Studie des itb stellt als Ergebnis der Interviews einige Vorschläge zusammen, die von den Handwerksbetrieben selbst kommen:
- Abfall könnte in Handwerksbetrieben bei der Installation von PV-Modulen vermieden werden, wenn Großhändler nicht zu viele separate Kartonagen und Styropor oder Folienverpackungen verwenden würden, sowohl für die PV-Module selbst als auch teilweise für Kleinteile wie beispielsweise Wallboxen, Wechselrichter oder Batterien.
- Weil eigentlich nur noch die Ecken der Verpackung von PV-Modulen als Kartonage nötig sind, könnte man PV-Module mit deutlich weniger Kartonage in die Fahrzeuge zur Weiterbeförderung verladen.
- Nach der Installation von PV-Modulen könnte man Abfall weiterverwenden, wenn Kunststoffe und Kupfer-Kabelreste zukünftig nicht im Restmüll, sondern als Wertstoffe entsorgt werden.
- Leimholzplatten könnte man für die Dachmontage verwenden.
- Des Weiteren könnten Verschnitt und längere Aluminium- oder Stahlschienenreste ebenfalls weiterverwendet werden.
- An der Seite von Verpackungen der PV-Module könnte man Haltegriffe und Spanngriffe anbringen. Das könnte dabei helfen, Kartonage zu reduzieren.
- Holzpaletten sind bisher zudem fast nur Einwegpaletten und könnte man zukünftig als Mehrwegpaletten bereitstellen.
Rücknahme und Recycling: Hersteller sollten Altmodule bezahlen
Jochen Siegele berichtet, dass die bisher bestehenden Systeme entweder auf private Verbraucher ausgerichtet sind, die mal ein einzelnes Modul bestellen oder entsorgen möchten oder auf sehr große Unternehmen, die viel einfacher Ressourcen zur Abfalltrennung und auch für das Sammeln und Lagern von Materialien bereitstellen können. Das betreffe auch finanzielle Anreize, die für den klassischen Handwerksbetrieb oftmals fehlen. Eine Rücknahme der PV-Module sei bei einigen Herstellern dann erst möglich, wenn der Betrieb mindestens 100 davon gesammelt hat. "Würden die Händler und Hersteller für die Rücknahme der Altmodule mehr bezahlen, würden sich sicher auch noch mehr Handwerksbetriebe darum kümmern, statt sie zum Recyclinghof zu bringen", sagt der Studienautor.
Ähnlich sieht es bei der Abfalltrennung aus, die man durch adäquate finanzielle Anreize so steigern könnte, dass man die Materialien noch besser weiter nutzen kann. Daran müssten die Hersteller mehr Interesse zeigen, denn Ressourcen werden knapper. "Es gibt bereits einige Ansätze, dass einzelne Betriebe den Abfall in zusätzlichen Containern trennen und sammeln und auch an Hersteller zurückgeben oder gegen Geld an die Recyclingindustrie geben können – aber eher Einzelfälle", lautet deshalb ein Fazit der itb-Studie.