Die boomende Solarindustrie hat ein ungelöstes Abfallproblem

Solarstromanlagen führen zu einem Anstieg der Kapazitäten für erneuerbare Energien, und der Zubau von Solarenergie dürfte in diesem Jahr zwei Drittel des Zuwachses der weltweiten Kapazitäten für erneuerbare Energien ausmachen, teilte die Internationale Energieagentur (IEA) letzte Woche mit.

Mit dem Solarboom geht jedoch ein weiterer Anstieg einher: Die ausgedienten Solarmodule müssen entsorgt werden, und der Solarmodulabfall wird mit dem Boom der Installationen exponentiell zunehmen.

Wir sehen jetzt den Beginn eines großen Abfallproblems oder der großen Chance für saubere Technologien für die nächsten Jahrzehnte, je nachdem, wie Industrien, Start-ups und Regierungen das Problem der Abfälle von Solarmodulen angehen werden.

Die Zahl der Solarstromanlagen hat in den letzten Jahren stark zugenommen, und da die Lebensdauer der Module etwa 15 Jahre beträgt, erreichen nun die ersten Solarmodule im industriellen Maßstab das Ende ihrer Betriebslebensdauer und müssen außer Betrieb genommen werden. Angesichts des aktuellen Solarbooms wird es in 15 Jahren Millionen Tonnen ausgedienter Solarmodule geben, die, wenn sie nicht recycelt werden, das weltweite Problem des Plastikmülls noch verstärken werden.

In diesem Jahr dürften die Investitionen in die Solarstromerzeugung zum ersten Mal überhaupt die Investitionen in die Ölförderung im Jahr 2023 in den Schatten stellen, sagte die IEA letzten Monat.

„Das leuchtende Beispiel für das Wachstum der Investitionen in saubere Energien ist die Solarenergie, die im Jahr 2023 zum ersten Mal überhaupt mehr Kapital anziehen wird als die weltweite Ölproduktion. Dies spiegelt den Wandel der Weltenergie wider“, sagte Birol von der IEA.

Doch die glänzende Zukunft der Solarenergie birgt ihr dunkles und schmutziges Geheimnis – die enorme Menge an Abfall aus ausgedienten Solarmodulen.

Forscher, Start-ups und Regierungen wollen eine Industrie für das Recycling von Solarmodulen schaffen, nicht nur um diesen Abfall zu reduzieren, sondern auch um die wertvollen Materialien zurückzugewinnen, die bei der Herstellung dieser Module verwendet werden – Silber, Kupfer und Silizium.

Angesichts einer drohenden Verknappung der Schlüsselmetalle für die Energiewende könnte die Rückgewinnung und das Recycling eines Teils der bei der Herstellung von Solarmodulen verwendeten Materialien eine wertvolle Quelle für zusätzliche Mengen der bereits geförderten Metalle sein.

Das Problem ist die Größe. Die Branche befindet sich noch in einem sehr frühen Stadium, muss sich jedoch rasch weiterentwickeln, um aus diesem Abfallproblem eine Chance für die Kreislaufwirtschaft zu machen.

„Bis 2050 wird es ein Müllberg sein, wenn wir nicht jetzt Recyclingketten in Gang bringen“, sagte Ute Collier, stellvertretende Direktorin der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA), gegenüber der BBC.

Laut Collier könnten bis 2030 immer noch überschaubare 4 Millionen Tonnen Solarpaneele verschrottet werden, aber die Menge könnte bis 2050 weltweit auf über 200 Millionen Tonnen ansteigen, da die Nutzung von Solarenergie boomt.

Das wäre die Hälfte der Menge an Plastik, die jedes Jahr weltweit produziert wird, stellt die BBC fest.

Der Aluminiumrahmen und das Glas der Paneele können mit hoher Wiedergewinnungsrate recycelt werden, während es schwieriger ist, die kleineren, aber wertvollen miteinander verbundenen Komponenten wie die Metalle zu extrahieren und zu recyceln.

Darüber hinaus verfügen die derzeitigen Solarrecyclinganlagen nur über eine geringe Behandlungskapazität für das PV-Recycling, sagte die IEA letztes Jahr in einem Bericht.

„Da der Kapazitätsfaktor dieser Anlagen derzeit niedrig ist, sind hohe Behandlungskosten pro Einheit zu erwarten, da mehrere Anlagen PV-Module lagern, bis sie genug Volumen zur Verarbeitung haben“, stellte die IEA fest.

Obwohl Glas auf den ersten Blick recycelt zu sein scheint, ist die Verwendung von Altglas auf weniger wertvolle Produkte beschränkt, wobei hohe Transportkosten ein Problem darstellen, so die Agentur.

Laut Rystad Energy könnte die Solar-PV-Recyclingbranche bis zum Ende dieses Jahrzehnts einen Wert von 2,7 Milliarden US-Dollar haben, gegenüber nur 170 Millionen US-Dollar im Jahr 2022.

Die Panel-Komponenten mit dem höchsten Wert sind Aluminium, Silber, Kupfer und Polysilizium. Laut Rystad-Analysten macht Silber etwa 0,05 % des Gesamtgewichts aus, macht aber 14 % des Materialwerts aus.

Letztes Jahr sagten Wissenschaftler der Universität Leicester, sie hätten ein alternatives Verfahren entdeckt, das Silber und Aluminium aus ausgedienten PV-Zellen zurückgewinnt. Das Team beschrieb einen Prozess, bei dem in Salzlaken gelöstes Eisenchlorid und Aluminiumchlorid verwendet werden, um Silber und Aluminium aus Solarzellen zu extrahieren. Der Prozess mit diesen Lösungsmitteln gewinnt mehr als 90 % des Silbers und Aluminiums in einem Zeitraum von 10 Minuten zurück. Das gewonnene Silber ist hochrein, was bedeutet, dass es in industriellen Umgebungen wiederverwendet werden kann.

Rong Deng, Forschungsstipendiat der UNSW School of Photovoltaics and Renewable Energy Engineering, sagt, das größte Problem des aktuellen Prozesses sei die Unfähigkeit, die seltenen Metalle in den Modulen zu extrahieren und gleichzeitig die Kosten niedrig zu halten.

Solarexperten der UNSW Sydney sagten diese Woche, dass die Welt maßgeschneiderte Technologie benötigt, die für das Recycling wichtiger Elemente in Solarmodulen entwickelt wurde.

„Aber wenn wir weiterhin auf nicht spezialisierte Technologie zum Recycling von PV-Modulen zurückgreifen, werden wir am Ende immer noch Teile haben, die mit anderen Materialien kontaminiert sind, was keine nachhaltige Lösung ist“, sagte Deng.

Darüber hinaus muss mit dem groß angelegten Recycling von Solarmodulen noch begonnen werden.

„Die Branche ist neu und wächst immer noch. Forscher untersuchen, wie sich Recycling kommerzialisieren lässt, um die meisten Komponenten eines Solarmoduls wirtschaftlich zurückzugewinnen. Elemente dieses Recyclingprozesses gibt es in den Vereinigten Staaten, aber er findet noch nicht in großem Umfang statt.“ Größenordnung", sagt die US-Umweltschutzbehörde (EPA).

In Europa gibt das in Frankreich ansässige Solarrecyclingunternehmen ROSI an, dass seine Anlage in Grenoble, die weltweit erste voll ausgestattete Solarpanel-Recyclingfabrik, bis zu 99 % der Komponenten eines Panels extrahieren und wiederverwenden kann, darunter wertvolle Materialien wie Silber und Kupfer. ROSI ist derzeit das einzige europäische Unternehmen, das derzeit im industriellen Maßstab tätig ist.

Von Tsvetana Paraskova für Oilprice.com

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