Sind Solarmodule recycelbar?
Eine der großen Debatten, wenn es um Solarmodule geht, ist, was am Ende ihres Lebenszyklus passiert. Während viele Solarmodule über 20 Jahre halten, muss noch darüber nachgedacht werden, was mit ihnen passiert, wenn sie nicht mehr lebensfähig sind. Der Aufbau erneuerbarer Energiequellen ist im Kampf gegen den Klimawandel absolut notwendig, aber wir müssen uns auch davor hüten, diesem Guten mit übermäßigem Elektroschrott entgegenzuwirken.
Woraus bestehen Sonnenkollektoren?
Beginnen wir am Anfang des Lebens eines Solarmoduls. Solarmodule bestehen hauptsächlich aus Glas, einem Metallrahmen, Siliziumzellen und Drähten aus Silber und Kupfer. Die Siliziumzellen können in monokristallinen oder polykristallinen Formaten angeordnet werden. Monokristallines Silizium ist effizienter, da Moleküle in einem einzigen einheitlichen Netz angeordnet sind. Dadurch entsteht eine gleichmäßige, dunkle Farbe. Polykristallines Silizium ist billiger, da es mehrere Kristalle amalgamiert. Diese Felder erscheinen normalerweise blau. Der Nachteil dabei ist, dass polykristalline Solarmodule weniger effizient sind. Monokristalline Module haben einen Wirkungsgrad von 15 % bis 20 %, während polykristalline Module einen Wirkungsgrad von 13 % bis 16 % haben. Dieser Artikel befasst sich mit dem chemischen und komponentenbezogenen Abbau von Solarmodulen .
Wie schädlich sind Materialien für Solarmodule für die Umwelt?
Wenn wir auf der Suche nach einer Minimierung von Elektroschrott sind, müssen wir die Umweltkosten kennen, die entstehen, wenn diese Materialien auf Deponien zurückgelassen werden, und die Kosten für ihre Herstellung aus neuen Materialien kennen.
Die Siliziumproduktion basiert auf Kieselerde, die aus Quarzsand gewonnen wird. Es wird normalerweise mit Kohle bei hoher Temperatur erhitzt. Unnötig zu erwähnen, dass die Verwendung von Kohle zur Kombination von Kohlenstoff mit Kieselsäure alles andere als ideal ist. Der Abbau von Kieselsäure ist auch nicht gut für die Umwelt. Die überwiegende Mehrheit des Quarzabbaus findet in China statt, und das meiste davon ist für Sand von geringer Qualität mit einem hohen CO2-Fußabdruck bestimmt . Selbst mit verbessertem Quarzabbau ist dies ein zweischneidiges Schwert. Beim Fracking in der Öl- und Gasexploration wird Quarzsand benötigt. Man kann davon ausgehen, dass die Kieselsäureproduzenten gleichermaßen an Ölkonzerne und Hersteller von Solarmodulen verkaufen.
Die neuesten Methoden der Siliziumproduktion haben den CO2-Fußabdruck um das 12-fache reduziert , obwohl sich diese Prozesse noch in der Industrie ausbreiten müssen. Von 2000 bis 2019 stieg der durchschnittliche CO2-Fußabdruck der in der Siliziumproduktion verbrauchten Energie um 43 % .
Am Ende des Lebenszyklus eines Solarmoduls zeigen Untersuchungen, dass Cadmium, Blei, Indium, Molybdän und Tellur dazu neigen, von ausrangierten Solarmodulen in den Boden auszusickern, aber im Allgemeinen in ausreichend geringen Konzentrationen, um ein minimales Risiko einzugehen.
Wie lange halten Solarmodule?
Die meisten Solarmodule können etwa 20 Jahre halten. Viele Hersteller geben 25 Jahre Garantie, mit erwarteten Effizienzverlusten zwischen 5 % und 10 %.
Können Solarmodule recycelt werden?
Solarmodule können absolut recycelt und in neue polykristalline Module umgewandelt werden. Die meisten Metalle sind in der Lage, ihre Reinheit zu bewahren, wenn sie eingeschmolzen und rekonstituiert werden. Silizium ist ein Halbmetall, was bedeutet, dass es einige Aspekte von Metallen hat – und auch einen niedrigeren Schmelzpunkt als reine Metalle. Das bedeutet, dass insgesamt weniger Energie benötigt wird, um Solarmodule zu recyceln.
Europa hat vorgeschrieben, dass Hersteller Recyclingmöglichkeiten für ihre Solarmodule am Ende ihrer Lebensdauer anbieten. Leider genießen die USA keine ähnliche Lebenszyklusunterstützung, was es schwierig macht, inländische Recyclingpartner zu finden – 76 % der Hersteller recyceln oder verwenden ihre Module derzeit nicht wieder .
Wie werden Solarmodule recycelt?
Methoden zum Recycling von Solarmodulen werden noch aktiv erforscht und getestet. Ein Projekt mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme konnte tatsächlich die Effizienz eines Solarmoduls nach dem Recyclingprozess steigern, obwohl es immer noch hinter den verfügbaren Spitzensolarmodulen zurückblieb.
Recycler stehen zunächst vor der Herausforderung, einzelne Module zu finden, die noch brauchbar sind. Dann geht es um die Gewinnung einzelner Komponenten, etwa des Silbers, das die Siliziumzellen durchwebt. Dann geht es um die Gewinnung von Rohstoffen, wie das Schleifen der Glasabdeckung oder das Einschmelzen des Aluminiumrahmens. Jeder Prozess verursacht zusätzliche Kosten, und angesichts der Volatilität der Komponentenpreise und des Wettlaufs nach unten bei den Plattenpreisen kann es für Recycler sehr schwierig sein, alles lohnenswert zu machen.
Wo kann ich Solarmodule recyceln?
Trotz dieser Hindernisse gibt es in den USA eine Handvoll Partner, die das Recycling von Solarmodulen anbieten können.
Am Ende ist das Recycling von Solarmodulen schwierig. Selbst bei vielversprechenden neuen Technologien, um das Beste aus alten Modulen herauszuholen, müssen Recycler wirtschaftliche Anreize haben, diese Techniken in großem Maßstab einzusetzen. Wenn der Markt diese Anreize nicht bietet, verlassen wir uns darauf, dass die Regierungen gesetzlich festlegen, dass die Hersteller die Rechnung bezahlen. Das ist eine große Herausforderung.