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Recycling Hochreine Rohstoffe aus ausgedienten Solarmodulen

22.12.2011 ·  Erst in etwa 25 Jahren müssen Solarmodule in größeren Mengen recycelt werden. Doch schon heute müssen die Technik entwickelt und die Finanzierung geklärt werden.

Von Georg Küffner
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Auf Deutschlands Dächer werden immer mehr Solarmodule geschraubt. Auch der Bau riesiger Freiflächenanlagen geht stetig weiter. Die Rekorde purzeln. Immer größere (Peak-)Leistungszahlen werden aufgerufen, woran die moderate Senkung der Vergütungssätze für jede ins Netz eingespeiste Kilowattstunde nicht viel ändern konnte. So berichtet die „Berliner Zeitung“ über einen Gigapark - den dann größten der Welt -, der auf einem ehemaligen Truppenübungsplatz nördlich von Cottbus entstehen soll. Auf 1300 Hektar will man, so die Planung, Module mit einer Leistung von 350 Megawatt (MW) installieren. Dazu müssten rund 500 Hektar Wald gerodet werden, also CO2 schluckende Bäume einer „grünen Strom“ erzeugenden Solaranlage weichen.

Dass das Gros der Module längst nicht mehr aus heimischer Fertigung stammt, scheint nur am Rande zu interessieren. Mehr als 60 Prozent der hierzulande aufgestellten Anlagen kommen mittlerweile aus China. Der deutsche Anteil liegt unter 15 Prozent und wird, wie Branchenkenner vermuten, weiter sinken.

Gewinnmargen sinken drastisch

Und trotz eines Rekordzubaus neuer Anlagen im Jahr 2010 von 7400 MW (derzeit sind rund 20 000 MW installiert) hält sich der Sonnenstromanteil mit 1,9 Prozent an der Gesamtstromerzeugung weiter in engen Grenzen. Dafür steigen die von den Stromkunden zu zahlenden Vergütungssummen in immer abenteuerlichere Höhen. So ziehen allein die zwischen den Jahren 2000 und 2010 eingerichteten Photovoltaikanlagen Folgekosten von rund 80 Milliarden Euro nach sich.

Fest steht, die Stromverbraucher werden in den kommenden Jahren immer stärker belastet. So rechnet man damit, dass der EEG-Anteil an den Stromkosten bald die Vier-Cent-Marke überschreitet. Doch nicht nur die Stromkunden befürchten negative Auswirkungen der angepeilten Energiewende, auch die (deutsche) Solarbranche ist keineswegs sorgenfrei. Derzeit sinken die Gewinnmargen drastisch, Unternehmen schliddern in die Insolvenz. Und es droht weiteres Ungemach, dessen Ausmaß jedoch wohl erst in 25 bis 30 Jahren deutlich wird. Denn die auf ein so langes Leben ausgelegten Solarmodule müssen danach von den sogenannten Inverkehrbringern zurückgenommen und recycelt werden. Das kostet. Man rechnet mit Verwertungskosten von 175 Euro je Tonne Alt-Modul, was bei 1,4 Millionen Tonnen, die allein 2010 installiert wurden, einen Betrag in Milliardenhöhe ergibt.

Die Prozesse ließen sich weiter optimieren

Um das Recycling zu organisieren, hat die Solarbranche mit PV Cycle eine in ganz Europa agierende Organisation aufgebaut. Ihre Aufgabe ist das Einrichten von Sammelstellen und der Aufbau von Verwertungsanlagen für ausgediente Solarmodule. Zudem soll sie die Finanzierung des Ganzen garantieren, was immer wieder zu Streitereien geführt hat, ist die Mitgliedschaft bei PV Cycle doch freiwillig. Einzelne Unternehmen fürchteten, übervorteilt zu werden. So hat etwa der Branchenriese Solarworld vor einigen Wochen aus diesem Grund seine Mitgliedschaft gekündigt. Diese Querelen könnten die Solarbranche hart treffen. Denn wenn das Verwerten und eine langfristig angelegte Finanzierung nicht garantiert werden können, werden Solarmodule als eigenständige Sammelkategorie in die europäische Elektronikschrottrichtlinie WEEE (Waste Electrical and Electonic Equipment Directive) aufgenommen. Dann droht den Modulherstellern ein bürokratischer Aufwand, den die Produzenten von Mobiltelefonen, Wäschetrocknern und Bügeleisen bereits kennengelernt haben: Diese Produkte müssen zu speziellen Sammelstellen gebracht werden. Und jedes zugekaufte Bauteil muss bei einer von 27 dafür eigens eingerichteten Registrierungsstellen angemeldet und für das spätere Recycling ein von der Behörde errechneter Betrag auf einem „Sperrkonto“ angelegt werden.

Ob dieses Eingliedern in den Reigen anderer Elektroprodukte Realität wird, entscheidet sich zu Beginn des kommenden Jahres. Noch hofft man, vor allem durch den Aufbau einer „Versicherungslösung“, die bis zum Herbst 2012 stehen soll, die Brüsseler Bürokraten für eine Branchenlösung unter der Regie von PV Cycle bewegen zu können. Dazu sollen auch die Recyclinganlagen beitragen, von denen die eine oder andere bereits seit einigen Jahren das Verwerten ausgedienter Module probt. Die Technik, um aus alten Solarpanels neue zu machen, stehe zur Verfügung, heißt es. Die Prozesse ließen sich weiter optimieren. Doch die grundlegenden Hausaufgaben seien gemacht.

Halbleiterschichten werden mit Hilfe von Schwefelsäure abgelöst

Das Verwerten von Siliziummodulen wird etwa von der Solarworld-Tochter Sunicon im sächsischen Freiberg praktiziert. Anfangs hatte man hier versucht, die Silizium-Wafer aus dem Verbund von Kunststofffolien, Glas und dem umschließenden Aluminiumrahmen sorgsam zu lösen, um sie in neue Module einbauen zu können. Diesen Weg hat man aufgegeben und ein Verfahren entwickelt, mit dem auch von zerbrochenen Modulen die Silizium-Wafer abgelöst werden können. Der dabei anfallende Silizium-Bruch wird eingeschmolzen und kann zur Herstellung neuer Wafer genutzt werden. Beim Glas wie beim Silizium erreicht man Reinheitsgrade von annähernd 90 Prozent.

Auch das Verwerten von Dünnschichtzellen gelingt, wie es der amerikanische PV-Hersteller First Solar in Frankfurt/Oder demonstriert. In der aus dem Versuchs- oder Pilotmaßstab entwachsenen Anlage wurden im vergangenen Jahr 1900 Tonnen Produktionsabfälle und „Rückläufer“ verarbeitet. Dazu wird das Material in einem Schredder grob zerkleinert und anschließend von einer Hammermühle in vier bis fünf Millimeter kleine Brocken zerschlagen. Bei dieser grobmotorischen Behandlung bricht die Laminierung der Versiegelung auf, so dass im nächsten Schritt, der in einer Edelstahltrommel abläuft, die Halbleiterschichten mit Hilfe von Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid abgelöst werden können. Abschließend müssen nur noch die festen Stoffe wie Glas und größere Laminatstücke abgetrennt sowie die metallhaltige Flüssigkeit mit Hilfe von Spezialchemikalien ausgefällt werden. Zurück bleibt ein Filterkuchen, aus dem das Halbleitermaterial (Cadmiumtellurid) für den Wiedereinsatz gewonnen wird. Der Reinheitsgrad soll bei 95 Prozent liegen.

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Jahrgang 1947, Redakteur im Ressort „Technik und Motor“.

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