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Entsorgung von PV-Anlagen Solarmodule: So sauber ist die Entsorgung wirklich

In den nächsten Jahre steht sie an: die erste Entsorgungswelle von Solarmodulen. Handwerker und Verbraucher können sie kostenlos bei den Wertstoffhöfen abgeben. Einige enthalten jedoch giftige Materialien und eine besondere Sorgfalt ist geboten.

Die meisten in Deutschland installierten Photovoltaik-Anlagen haben eine Lebensdauer von rund 25 Jahren. Die Prognosen, wann die erste Generation von Solarmodulen, die in einer größeren Anzahl installiert wurden, abgebaut oder ersetzt werden müssen, gehen von rund 20.000 bis zu 200.000 Tonnen an Solarzellenabfall aus. Sie fallen voraussichtlich ab dem Jahr 2020 an. Dann werden die Zahlen kontinuierlich weiter steigen. Im Jahr 2035 könnten es schon mehrere Millionen sein und so wird das Thema an Brisanz gewinnen bzw. das sowieso schon gebeutelte deutsche Entsorgungs- und Recyclingsystem fordern.

Ausgetauscht werden müssen Solarmodule meist deshalb, weil die Witterung ihre Spuren hinterlässt und sich einzelne defekte Stellen zeigen. Dann erzielen diese nicht mehr die gewünschten und notwendigen Leistungswerte. Es können sich beispielsweise aber auch Kabel durch Wind- oder Zugbelastung durchscheuern oder Marderverbiss führen zu Schäden an der Verkabelung. Oftmals muss nicht das ganze Modul ausgetauscht werden sondern nur einzelne Bauteile.

Solarmodule entsorgen: Für Privatpersonen und Installationsbetriebe kostenlos

Zuständig für die Entsorgung sind in der Regel die Hersteller und Importeure der Solarmodule bzw. müssen sie sich nach den Vorgaben des Elektro- und Elektronikgerätegesetzes (ElektroG) als Erstinverkehrbringer bei der stiftung ear registrieren bevor sie die Solarmodule in Verkehr bringen. 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. Gab es zum Beginn dieses Entsorgungssystems noch ein paar Probleme, da die Registrierung der Solarfirmen schleppend voranging, so sind heute bei der stiftung ear 168 Betriebe mit 217 Marken registriert.

Privatpersonen und Installationsbetriebe, die keine Erstinverkehrbringer sind, können Elektroaltgeräte gruindsätzlich kostenfrei an öffentlich-rechtlichen Werstoffhöfen abgeben. Dort werden diese getrennt von anderen Elektroaltgeräten gesammelt und im Regelfall von speziellen Entsorgungsunternehmen, die von den Herstellern beauftragt werden, abgeholt.

Als nächstes 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.

Umweltschäden: Vorsicht bei beschädigten Solarmodulen

Das sieht bei beschädigten Modulen und wenn diese beispielsweise in Mischmülldeponien oder wilden Müllablagerungen landen allerdings anders aus. Dann kann nach Angaben des Umweltbundesamts (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 für Photovoltaik (ipv) und für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA) zusammen mit dem Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg 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.

Problematisch wird das vor allem bei Blei und Cadmium – zwei Stoffe, die sowohl in PV-Modulen verbaut werden als auch als umwelt- und gesundheitsgefährdend gelten. Cadmium wird allerdings nur in der sogenannten Dünnschicht-Technologie bei Solarmodulen eingesetzt und diese machte nach Angaben des Branchenverbands der Solarwirtschaft (BSW Solar) in Deutschland im vergangenen Quartal nur einen Anteil von gerade einmal 0,3 Prozent aller installierten Module aus. Blei wird in geringen Mengen zum Teil an Kontakt- und Lötstellen sowie zur Metallisierung der Solarzellen eingesetzt. Laut BSW Solar können mittlerweile auch die als gefährlich geltenden Stoffe gut recycelt werden.

Solarmodule: So viel Abfall fällt in den nächsten Jahren und Jahrzehnten an

Derzeit sind rund vier Millionen Tonnen Photovoltaikmodule in Deutschland verbaut (Stand 2016). Die prognostizierten Abfallmengen aus PV-Modulen sind unterschiedlich hoch, da sie von verschiedenen Unsicherheitsfaktoren wie deren Nutzungsdauer, der Produktionsmenge, der in Verkehr gebrachten Menge und den technologiespezifischen Gewichten der Module abhängig sind. Deshalb bieten verschiedene Studien auch unterschiedliche Szenarien:

Die Untersuchung von Jürgen Beckmann aus dem Jahr 2012 prognostiziert folgende Mengen für Deutschland:

Jahr Abfallmenge in 1.000 t
2025 14 - 22
2030 152 – 223
2035 1.800 – 2.900
2050 4.900 – 9.600

Der Report der International Renewable Energy Agency „IRENA 2016, End-of-life management: Solar Photovoltaic Panels“ schätzt in verschiedenen Szenarien die nachfolgenden Abfallmengen aus PV-Modulen in einer Variante, die davon ausgeht, dass die Module länger funktionstüchtig sind und einer, in der sie früher entsorgt werden müssen:

Jahr regular loss in t early loss in t
2020 20.000 200.000
2030 400.000 1.000.000
2040 2.200.000 2.600.000
2050 4.300.000 4.300.000

Quelle: UBA

Schon seit mehr als 15 Jahren werden mechanische, thermische und andere Recyclingverfahren für Solarmodule erforscht. "Entsorgungsfachbetriebe sind heute in der Lage, Altmodule 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. "Als Vorreiter der Photovoltaik und mit dem größten Bestand an Solarmodulen aus den 2000er-Jahren kann sich Deutschland dabei technologischen Vorsprung erarbeiten und eine Führungsrolle übernehmen", so Körnig.

PV-Module bekommen ein zweites Leben

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 70 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 90 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 ausgediente PV-Module teilweise zur Wiederverwendung vorbereitet werden können, wenn entstandene Schäden behoben sind. Auch dieser Weg sei in Deutschland etabliert.

Bleibt abzuwarten, ob die Entsorgung und das Recycling genauso unproblematisch weiter ablaufen, wenn die Mengen an PV-Modulen, die ausgedient haben, wachsen. Mülldeponien und Aufbereitungssysteme stoßen derzeit immer wieder an Kapazitätsgrenzen – sei es beim Bauschutt oder den Kunststoffen.

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