Sachgerechte Entsorgung von Solaranlagen

Woraus bestehen Solarmodule? Module für Photovoltaik (PV) bestehen durchschnittlich zu 80 bis 90 Prozent aus Glas. Dieses schützt die Solarmodule vor Hagel und vor Verschmutzung. Metalle wie Kupfer, Silber (Lötverbindungen) oder Aluminium (Rahmen) und Kunststoffe machen rund weitere 10 bis 20 % aus. Der eigentliche Kern eines Moduls, der Halbleiter, fällt nur in sehr kleinen Mengen an. Bei Silizium-basierten Modulen macht der Halbleiter rund 2 % des Modulgewichts aus. Bei nicht Silizium-basierten Modulen beträgt der Halbleiteranteil gar nur 0,1 bis 1,15 % des Gewichts.

Wenn die Module ausgedient haben, können praktisch alle Elemente kostengünstig und effizient zurückgewonnen werden. Nicht nur das Metall, sondern auch das Glas kann wiederverwendet werden, zum Beispiel in PV-Modulen als Flachglas oder in Dämmstoffen. Der Kunststoff in PV-Modulen allerdings, das erklärt Roman Eppenberger, Mitglied der Geschäftsleitung bei der Stiftung Entsorgung Schweiz (SENS), gehöre zu den «wertlosen» Kunststoffen und werde daher nicht recycelt. Die Wiederaufbereitung lohne sich schlichtweg nicht. Roman Eppenberger ergänzt: «Für Kunststoff existiert in der Schweiz eine Verwertungs- oder Verbrennungspflicht. So dient er – falls es sich dabei nicht um hochwertigen Kunststoff handelt – in Kehrichtverbrennungsanlagen zur Produktion von Strom und Wärme (energetische Verwertung) oder er wird in der Zementindustrie als Brennstoff verwendet.» Auch ein Recycling der seltenen Erden rentiere laut Eppenberger noch nicht. Sie seien nicht so selten, als dass sich der Aufwand zu ihrer Wiederaufbereitung lohnen würde. Dieser sei schlicht zu gross. Zusammenfassend lässt sich laut Eppenberger sagen:

Metall ist am wertvollsten und ermöglicht die Finanzierung des Photovoltaik-Recyclings. Glas ist wenig wert und Kunststoff kostet.

Umgang mit gefährlichen Stoffen in Solarmodulen

Die auf dem Markt gängigen mono- und polykristallinen Module bestehen aus kristallinem Silizium, welches aus Quarzsand gewonnen wird. Silizium ist umweltverträglich in der Verarbeitung und Entsorgung. Die Module enthalten also keine Schadstoffe in der aktiven Schicht. Allerdings durfte man früher noch mit bleihaltigem Lötzinn löten. Eppenberger gibt zu bedenken: «Blei zählt zu den Schwermetallen. Es kann nur unter konditionierten Bedingungen deponiert werden. Beim Recycling gelangt es deshalb in eine Metallschmelze (Aluminium oder Eisenschmelze) und wird dort in der Schlacke deponiert.» Eppenberger sagt weiter: «Auch Silber und Kupfer, welche in Photovoltaik-Anlagen als Leitmaterial dienen, gehören zu den Umweltgiften. Sie dürfen nicht unkontrolliert in die Umwelt gelangen und gehen deshalb ins Metallrecycling.»

Im Weiteren basieren etwa 10 % der produzierten Module auf der sogenannten «Dünnschicht-Technologie». Diese Dünnschichtmodule können folgende Schadstoffe beinhalten: 

• CdTe (Cadmium-Tellurid)
• CIS (Kupfer-Indium-Selen)
• CIGS (Kupfer-Indium-Gallium-Selen)

Dünnschichtmodule kommen aber selten im Schweizer-Markt vor, denn sie sind aufgrund ihres geringen Wirkungsgrads nicht für Hausdächer geeignet. Dank ihrer geringen Dicke und der hohen Flexibilität werden sie beispielsweise in Taschenrechnern eingesetzt. Im Gegensatz zur Schweiz wurden sie aber in Deutschland des Öfteren in freistehenden Solaranlagen verbaut.

Eine mögliche Freisetzung der Schadstoffe in den PV-Modulen kann die Umwelt gefährden. Leider liegen bislang nur wenige Studien zur Umweltfreundlichkeit von PV-Modulen oder zum Austrittspotential der Schadstoffe vor. Diejenigen, die vorliegen, weisen zu allem Übel vereinzelt Widersprüche auf. Deshalb haben mehrere Institute der Universität Stuttgart (das Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft sowie das Institut für Photovoltaik) eine Abschätzung von möglichen Umweltbelastungen von Photovoltaikmodulen vorgenommen. Mittels Auslaugexperimenten haben sie die Freisetzung von Schadstoffen aus den Modulen im (teilweise) zerstörten Zustand im Kontakt mit Wasser ermittelt. 

In ihrem Abschlussbericht von 2011 «Photovoltaikmodule – Umweltfreundlichkeit und Recyclingmöglichkeiten» kamen sie noch zum Schluss, dass bei ordnungsgemässem Betrieb von PV-Modulen keine Gefahr vorliege. Eine neuere Untersuchung aus den Jahren 2014 bis 2017 unter dem Titel «Schadstofffreisetzung aus Photovoltaik-Modulen» zeigt jedoch auch, dass einige der verwendeten Stoffe wasserlöslich und vor allem bei Beschädigungen problematisch sind. Schadstoffe wie Blei oder das karzinogene Cadmium können aus Bruchstücken von Solarmodulen fast vollständig herausgewaschen werden. Dies geschieht über einen Zeitraum von mehreren Monaten etwa durch Regenwasser. Angesichts der weiten Verbreitung von Solarmodulen betonen die Forscher, wie wichtig es sei, dass PV-Module möglichst lückenlos recycelt oder sachgerecht entsorgt würden.

Interview: Entsorgung von PV-Modulen

Die Energie-Experten haben Roman Eppenberger, Mitglied der Geschäftsleitung bei der Stiftung Entsorgung Schweiz (SENS), einige Fragen zur sachgerechten Entsorgung von PV-Modulen gestellt.