Dem Ende nah: Rohstoff für die Zukunft?

Vor rund 20 Jahren begann der Solarmodul-Boom. Deutschland entwickelte sich zu dem Standort für Modulproduktion weltweit. Doch nach Jahren der wirtschaftlichen Weiterentwicklung brach der Markt für deutsche Module zusammen. Hohe Herstellkosten, fehlender Heimatmarkt, günstigere Massenfertigung in China – alles Gründe, warum heute 80% aller Module von dort kommen. Bei den Wafern (den eigentlichen Stromproduzenten in den Solarmodulen) liegt der chinesische Anteil sogar bei 97%!

Zu dieser sehr massiven Abhängigkeit gesellt sich nun ein weiteres Problem hinzu: die ersten Module haben ihr Lebensende erreicht. Schon in wenigen Jahren werden Zehntausende von Tonnen Solarschrott erwartet, wenn die ausgedienten Module rückgebaut werden.

Ein Solarmodul oder Solarpanel besteht zu einem großen Gewichtsanteil aus 70% Glas, weiteren 15% Aluminium für den Rahmen, 8% Kunststoff (Kleber und Rückseitenfolie), 3% Silizium (die Wafer) und nur etwa 0,1-0,3% Silber (die Werte variieren zum Teil recht deutlich). Das Aluminium des Rahmens lässt sich sehr leicht recyclen. Doch die restliche Materialkombination ist bestens miteinander verklebt, sodass eine sortenreine Trennung nahezu unmöglich ist. Mehrere Unternehmen der Recyclingwirtschaft arbeiten zusammen mit Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer ISE oder CSP daran, die kommende Welle an Photovoltaik-Schrott einem nutzbringenden Recycling zuzuführen.

Bislang gelingt es den Herstellern, die gesetzlich zu einer Mindestrecyclingrate von 80 Gewichtsprozent verpflichtet sind, diese bereits über das Glas und das Aluminium zu erreichen. Dass das Recycling des geringen, aber kostentreibenden Silberanteils bislang wenig Anreiz bot, lag an der noch geringen Menge an Altmodulen. Wie beim Batterie-Recycling braucht es auch in diesem Bereich eine Mindestmenge, um Recyclinganlagen wirtschaftlich betreiben zu können. Etwa 10.000 Module gelten als unterste Grenze dafür. Das wird in der nahen Zukunft kein Hinderungsgrund mehr sein, denn man schätzt, dass bis 2030 bereits 1 Million Tonnen Photovoltaikschrott anfallen wird. Mit stark steigender Tendenz, denn der Ausbau der Solarbranche wird massiv vorangetrieben.

Deutlich über die vorgeschriebenen 80% Recyclingrate geht das Cleantech-Startup Solar Materials GmbH, Magdeburg, das angibt, mit seinem Verfahren bis zu 98% der Rohstoffe zurück gewinnen zu können. Im EU-geförderten Projekt ReProSolar unter Führung von Veolia (https://eitrawmaterials.eu/project/reprosolar/ ) soll idealerweise sogar eine Recyclingrate von 100% erreicht werden. Dafür wird ein neuartiges Delaminationsverfahren für die einzelnen Schichten des Moduls angewandt. Das französische Start-up Rosi Solar dagegen gewinnt hochreines Silizium, Kupfer und Silber durch ein Pyrolyse-Verfahren zurück.

In Versuchsanlagen des Fraunhofer ISE wurde sogar bereits aus recycelten Solarmodulen ein neues Modul hergestellt. Dazu wurde das zurück gewonnene Silizium aufgereinigt und wieder dem Herstellungsprozess der hauchdünnen Silizium-Solarzellen zur Verfügung gestellt. Zur Erinnerung: China dominiert diesen Markt der Siliziumwafer mit 97% Marktanteil, was verdeutlicht, wie viel Potential prinzipiell vorhanden ist. Allerdings auch, wie groß der Preisdruck ist.

So oder so zwingt die rasch ansteigende Menge an Altmodulen dazu, passende und umweltschonende Recycling-Methoden zu entwickeln. Denn so schwer sich das Trennen der einzelnen Modulbestandteile derzeit darstellt, so ist der Photovoltaik-Schrott vor allem eines: Eine leicht zugängliche Rohstoffquelle für die Herstellung neuer Module. So werden ausgediente Solaranlagen am Ende ihrer Lebensdauer zum Rohstoff für zukünftige Solarstromproduktion in Deutschland und Europa - und tragen zu einer größeren Unabhängigkeit von den zur Zeit dominierenden Herstellermärkten bei.