Photovoltaik und Nachhaltigkeit

Erneuerbare Energien machen unsere Energieversorgung nachhaltiger, denn Abbau und Verbrennung fossiler Rohstoffe werden durch Photovoltaik, Windkraft oder Wasserkraft unnötig. Im Folgenden wird betrachtet, wie nachhaltig die Photovoltaik als Technologie und wie nachhaltig die einzelnen Produkte der Sektorenkopplung sind.
Inhaltsverzeichnis
09.07.2024
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    Nachhaltigkeit ist ein komplexes Thema, das aus vielen Blickwinkeln betrachtet werden kann. Im Folgenden geben wir Ihnen einen kleinen Überblick über die verschiedenen Aspekte der Nachhaltigkeit sowie über zwei Konzepte, die Nachhaltigkeit von Produkten zu bewerten. Wenn Sie direkt mehr zu Photovoltaik-Produkten erfahren wollen, springen Sie einfach zum entsprechenden Kapitel. 

    Photovoltaik und Nachhaltigkeit

    Was bedeutet Nachhaltigkeit?

    Das Thema Nachhaltigkeit ist heute in aller Munde. In Zeiten des Klimawandels ist der schonende und auf die Zukunft ausgerichtete Umgang mit unseren Ressourcen wichtiger denn je. Wir müssen die Bedürfnisse der Gegenwart so zu befriedigen, dass die Möglichkeiten zukünftiger Generationen dadurch nicht eingeschränkt werden. Erfahren Sie mehr zum Konzept Nachhaltigkeit in unserem kleinen Lexikon. 

    Kleines Lexikon Nachhaltigkeit

    Nachhaltigkeit - eine kurze Erklärung

    Nachhaltigkeit ist ein ethisches Konzept, das sich auf alle Lebensbereiche anwenden lässt. Es hat vor allem im Blick, dass heutige Handlungen die ökologischen, sozialen und ökonomischen Systeme und deren Fähigkeit zur Regeneration langfristig nicht schädigen.  

    Entstehung des Begriffs Nachhaltigkeit

    Ursprünglich kommt der Begriff Nachhaltigkeit aus der Forstwirtschaft. Eingeführt wurde er um 1713 von Hans von Carlowitz, Oberberghauptmann aus Freiberg in Sachsen. Holz war damals ein wichtiger Baustoff, wurde zum Heizen und Kochen und in vielen Industriezweigen verwendet. Der hohe Bedarf führte zu einem enormen Raubbau. 

    Von Carlowitz forderte, dass nur noch so viel Holz eingeschlagen werden solle, wie auch wieder nachwächst. Heinrich Cotta, Begründer einer geregelten Forstwirtschaft, setzte diese Ideen ein Jahrhundert später erstmals in die Realität um. 

    Nachhaltigkeit von Produkten 

    Im Zusammenhang mit der Herstellung von (Photovoltaik-)Produkten spielt vor allem das nachhaltige Wirtschaften eine zentrale Rolle. Auch dafür gibt es verschiedene Ansätze. Einfach gesagt, bedeutet „Nachhaltiges Wirtschaften oder Corporate Sustainability (CS)… sein Kerngeschäft grundsätzlich sowohl sozial und ökologisch verantwortlich als auch wirtschaftlich erfolgreich zu betreiben.“ (Quelle

    Nachhaltigkeit als umfassende Idee

    Seitdem hat der Begriff Nachhaltigkeit eine Verallgemeinerung erfahren, und wird auf alle Bereiche des Lebens angewandt. Dementsprechend gibt es viele Definitionen der Nachhaltigkeit. In der Wikipedia heißt es dazu: „Nachhaltigkeit ist ein Handlungsprinzip bei der Nutzung von Ressourcen. Hierbei soll eine dauerhafte Bedürfnisbefriedigung gewährleistet werden, indem die natürliche Regenerationsfähigkeit der beteiligten Systeme bewahrt wird, vor allem von Lebewesen und Ökosystemen.“ 

    Nachhaltigkeit von Produkten
    C2C & Kreislaufwirtschaft

    Ein Maß für nachhaltige Lebenszyklen von Produkten

    Im Zusammenhang mit Produkten betrifft Nachhaltigkeit verschiedene Aspekte des Lebenszyklus. Ausgedrückt wird dies unter anderem im Cradle to Cradle-Konzept oder im Ansatz einer Kreislaufwirtschaft.  

    Die Zertifizierung nach den Cradle-to-Cradle-Kriterien beinhaltet die Nachhaltigkeit eines Produktes vom Lebensbeginn bis zur Wiederverwendung des Produktes oder seiner Bestandteile für neue Produkte. 

    Der Ansatz soll sicherstellen, dass Produkte und Materialien kontinuierlich wiederverwendet, recycelt oder biologisch abgebaut werden können, ohne dabei Schaden für die Umwelt zu verursachen. Die Phasen des Lebenszyklus nach dem Cradle-to-Cradle-Konzept sind: 

    Rohstoffbeschaffung und Herstellung

    Für die Herstellung von Modulen und Speichern sowie von elektrischen Geräten wie Wärmepumpe und Wallbox werden eine Vielzahl an Materialien eingesetzt, darunter Silber, Kupfer, Lithium und Kobalt. Hier sind Fragen zu klären, wie und unter welchen Bedingungen diese gewonnen werden. Verursacht die Gewinnung Umweltschäden? Müssen Menschen unter gesundheitsschädlichen Bedingungen arbeiten? Werden sie für Ihre Arbeit fair bezahlt? …  

    Das Ziel ist es, Materialien aus sicheren und umweltfreundlichen Quellen zu beziehen und sie mit minimalen Umweltauswirkungen zu verarbeiten. Dies kann den Einsatz erneuerbarer Ressourcen, die Vermeidung von gefährlichen Chemikalien und die Minimierung von Abfall umfassen. 

    Produktionsprozess

    Im nächsten Schritt werden die Ausgangsstoffe zu Produkten verarbeitet. Nachhaltige Produktionsprozesse sind energieeffizient (so wenig wie möglich Energie einsetzen), ressourceneffizient (die Ausgangsmaterialien bestmöglich nutzen) und umweltverträglich

    Letzteres beinhaltet neben dem Verzicht auf giftige oder schwer abbaubare Materialien vor allem den Einsatz erneuerbarer Energien und die Reduzierung von Emissionen und Abfällen. 

    Nutzungsphase

    Während seiner Nutzung sollte das Produkt möglichst lange haltbar sein, effizient arbeiten und keine schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit der Benutzer oder die Umwelt haben. 

    Insbesondere Photovoltaik und Wärmepumpen sind hier gute Beispiele für Nachhaltigkeit: Die Solarmodule erzeugen ein Vielfaches der für ihre Herstellung benötigten Energie, ohne zusätzliche Emission von Schadstoffen oder Treibhausgasen. Und Wärmepumpen stellen ein Vielfaches der in Form von Strom eingesetzten Energie zur Nutzung als Wärme zur Verfügung.  

    Rückgewinnung und Wiederverwendung

    Kein technisches Produkt ist „für die Ewigkeit“ gebaut, irgendwann kann es seine Funktion nicht mehr erfüllen und wird ausgemustert. Umso komplexer das Produkt ist, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es kaputt geht.  

    Während Solarmodule eher einfach aufgebaut sind, bestehen insbesondere Batteriespeicher aus einer Vielzahl an Einzelteilen wie Leistungselektronik, Batteriemodulen und elektrischen Verbindungen.

    Hier ist es besonders wichtig, dass das Produkt bereits so konzipiert wird, dass sich die einzelnen Bestandteile gut voneinander trennen und dann entweder recycelt oder wiederverwendet werden.  

    Recycling und Neuproduktion

    Die recycelten Materialien sollten möglichst für die Herstellung neuer Produkte verwendet werden, idealerweise in einem geschlossenen Kreislauf, ohne dass Qualitätsverluste auftreten.

    Für das Glas der Solarmodule trifft dies in weiten Teilen zu, der Verbund aus Kunststofffolie und Solarzellen lässt sich in der Regel nur schlecht trennen und muss energetisch verwertet werden. 

    Aus den Rückständen lassen sich aber auch wieder Rohstoffe gewinnen, so z.B. Silber aus den Kontakten. Speicher enthalten viele wertvolle Materialien, deren Rückgewinnung und Weiterverwendung auch ökonomisch sinnvoll ist. 

    Hinzu kommt: Alle Rohstoffe, die wiedergewonnen werden, müssen nicht abgebaut werden. Das spart viel Energie. Recycling schont also auch die Ressourcen und die Umwelt. 

    Biologischer Abbau, wenn möglich

    Eine Rückführung in biologische Kreisläufe ist bei elektronischen Geräten in der Regel keine Option. Nur auf die Verpackung lässt sich dieses Szenario zum Teil anwenden. 

    So ist der Einsatz von biologisch abbaubaren Füll- und Dämmstoffen möglich. Kartonagen für die Verpackung lassen sich hingegen wirkungsvoll recyclen. 

    Einen ähnlichen Ansatz wie Cradle-to-Cradle verfolgt die Idee der Kreislaufwirtschaft

    „ein Modell der Produktion und des Verbrauchs, bei dem bestehende Materialien und Produkte so lange wie möglich geteilt, geleast, wiederverwendet, repariert, aufgearbeitet und recycelt werden. Auf diese Weise wird der Lebenszyklus der Produkte verlängert.“ (Quelle

    Zusammenfassung 

    Cradle-to-Cradle-Konzept und Kreislaufwirtschaft betonen die Bedeutung einer ganzheitlichen Betrachtung des Lebenszyklus von Produkten, bei der Umweltauswirkungen von Anfang bis Ende berücksichtigt werden. Sie zielen darauf ab, eine regenerative Wirtschaft zu schaffen, in der Produkte und Materialien kontinuierlich weiter- und wiederverwendet sowie aufgearbeitet werden, ohne dass Abfall entsteht oder Ressourcen erschöpft werden. 

    Nachhaltigkeit von PV-Produkten
    PV als Technik

    Nachhaltigkeit von Photovoltaik-Produkten

    Im Folgenden soll auf die Frage eingegangen werden, ob die einzelnen Komponenten zur Nutzung von Solarenergie im Betrieb nachhaltig sind. Weitere Aspekte wie Produktion, Entsorgung und Recycling werden in weiteren Kapiteln behandelt.

    Sind Solaranlagen umweltfreundlich und nachhaltig? 

    Wie für jedes technische Produkt erfordert die Herstellung von Solarzellen und Solarmodulen Energie, sowohl in Form von Strom für die Produktionsprozesse als auch als Wärme für die Herstellung von Materialien wie Silizium. Weiterhin wird Energie benötigt, um Rohstoffe abzubauen, zu verarbeiten, zu transportieren, zu formen und zu montieren. 

    Module: Nachhaltig dank energetischer Amortisation 

    Anders als die meisten anderen technischen Produkte sind Solarmodule durch die Stromproduktion aus Solarenergie aber in der Lage, sich „energetisch zu amortisieren“. 

    D.h., zu einem bestimmten Zeitpunkt haben sie aus der Strahlung der Sonne so viel Energie erzeugt, wie für Ihre Herstellung erforderlich war. Danach wird die CO2-Bilanz der Photovoltaik positiv. Nicht zu vergessen: Der Strom aus Sonnenlicht ist sauber.  

    Wann der Zeitpunkt der energetischen Amortisation erreicht ist, hängt von vielen Faktoren ab. In der Fachpresse werden Zahlen von ein bis zwei Jahren genannt. Bei einer Lebensdauer von 20 Jahren und mehr lässt sich somit konstatieren: 

    Solarmodule sind stets nachhaltig. Sie erzeugen mehr Strom, als für ihre Herstellung benötigt wurde. 

    Nachhaltigkeit von Stromspeichern

    Nachhaltigkeit von Stromspeichern 

    Im Gegensatz zu Solarmodulen sind Stromspeicher nicht per se nachhaltig. Ihr größter Vorteil liegt in der Verringerung von CO2-Emissionen durch das Einspeichern von Solarstrom

    Dieser kann zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden, die Verbrennung fossiler Rohstoffe wird unnötig. Die CO2-Bilanz der eingesetzten Energie verbessert sich somit. 

    Im Gegensatz zum Solarmodul ist ein Stromspeicher ausschließlich ein „Verbraucher“ – während des Betriebs erzeugt er keine zusätzliche Energie. Stromspeicher bieten aber viele Vorteile für die Integration der schwankenden („volatilen“) erneuerbaren Energien und die Stabilisierung von Stromnetzen.  

    Sicher ist: Ein zukünftiges Energiesystem ist ohne Stromspeicher nicht denkbar. Durch die Bereitstellung von sogenannten Netzdienstleistungen (Ausgleich der Spitzenlast, Frequenzregelung und Spannungshaltung) tragen sie dazu bei, den Bedarf an konventionellen Kraftwerken zu reduzieren und den Einsatz erneuerbarer Energien zu maximieren.  

    Kritische Stoffe in Stromspeichern 

    Trotz aller Vorteile: Die Nachhaltigkeit von Stromspeichern hängt von verschiedenen Faktoren ab. So erfordert die Herstellung oft Materialien wie Lithium oder Kobalt. Deren Abbau und Verarbeitung beeinträchtigt die Umwelt. Auch Kinder- oder Zwangsarbeit ist im Zusammenhang mit dem Kobalt-Abbau in Afrika ein Thema.

    Der Gesetzgeber drängt hier seit einiger Zeit auf mehr Nachhaltigkeit beim unternehmerischen Handeln. So verpflichtet das Lieferkettengesetz Unternehmen zu höchster Sorgfalt bei der Auswahl ihrer Lieferanten und definiert entsprechende Verantwortlichkeiten. (Quelle

    Verluste und Alterung 

    Stromspeicher „verlieren“ im Betrieb Energie, z.B. dadurch, dass beim Lade- und Entladevorgang Wärme entsteht. Im Sinne der Nachhaltigkeit ist es wichtig, diesen Energieverlust durch geeignete Maßnahmen und Betriebsstrategien zu minimieren. 

    Ähnliches gilt für die immer auftretenden „Alterungsprozesse“ im Speicher. Können diese z.B. durch eine sinnvolle Ladestrategie verzögert werden, ist der Batteriespeicher länger nutzbar. 

    Nachhaltigkeit von Wärmepumpen

    Sind Wärmepumpen nachhaltig? 

    Wie für jedes technische Produkt werden auch für den Bau der Wärmepumpe zahlreiche Materialien benötigt und einiges an Energie eingesetzt. Auch wenn die Wärmepumpe selbst keine Energie produziert, und sich somit auch nicht energetisch amortisieren kann, ist sie sehr nachhaltig.  

    Denn die Wärmepumpe nutzt frei zur Verfügung stehende Umweltenergie, um daraus Wärme für unsere Haushalte zu gewinnen. Anders als beim Heizen mit Kohle, Öl oder Gas ist dafür kein ständiger Nachschub von fossilen Rohstoffen erforderlich. Es findet auch keine Verbrennung statt, d.h. es entsteht kein CO2.  

    Umso umweltfreundlicher der Strom, desto nachhaltiger die Wärmepumpe 

    Selbstverständlich benötigt auch die Wärmepumpe Energie zum Betrieb. Diese wird in Form von Strom zur Verfügung gestellt. Besonders nachhaltig wird die Wärmepumpe dadurch, dass mit dem eingesetzten Strom ein Mehrfaches an Wärme gewonnen werden kann. Aus jeder kWh (Kilowattstunde) Strom entstehen so 3 bis 5 kWh Wärme.  

    Kommt der Strom aus dem öffentlichen Netz, dann ist die CO2-Bilanz wesentlich vom zur Verfügung gestellten Strommix abhängig, also davon, wie viel erneuerbare und wie viel fossile Energien zur Stromerzeugung eingesetzt wurden. Aktuell kommen mehr als 50 % des Stroms im öffentlichen Netz aus erneuerbaren Quellen.  

    Solarstrom für die Wärmepumpe nutzen 

    Die CO2-Bilanz der Wärmepumpe wird noch besser, wenn der benötigte Strom von der Photovoltaikanlage auf dem Dach erzeugt wird. Der saubere Strom kann dann ohne Transportverluste direkt in Wärme umgewandelt werden. Effizienter geht es kaum.  

    Umweltfreundliche Kältemittel 

    Im Hinblick auf die Nachhaltigkeit hat die Wärmepumpe nur einen Nachteil – das für die Funktion notwendige Kältemittel. Dabei handelt es sich häufig um sogenannte F-Gase.   

    Hauptproblem bei Wärmepumpen ist die Wirkung dieser Kältemittel auf das Klima – es handelt sich in der Regel um starke Treibhausgase. Da ein Austreten aus der Wärmepumpe sich nie 100%ig vermeiden lässt, wird der Einsatz der F-Gase in Zukunft immer weiter eingeschränkt (s. F-Gas-Verordnung). 
    Mit einem Verbot einmal verbauter Wärmepumpen ist nicht zu rechnen. Als Alternativen stehen z.B. natürliche Kältemittel wie Propan zur Verfügung.

    Nachhaltigkeit von Wallboxen

    Sind Wallboxen und Ladestationen nachhaltig? 

    Ladestationen haben die Aufgabe, Strom aus dem Netz oder der PV-Anlage ins E-Auto zu laden. Hinsichtlich der Nachhaltigkeit gibt es verschiedene Betrachtungsweisen. Das Produkt Wallbox selbst ist einfach aufgebaut und ein typisches elektronisches Gerät mit Sensoren, Messgeräten, Schaltern und Kommunikationselektronik.  

    Nachhaltig(er) wird sie durch den Einsatz von weniger Energie und Materialien bei der Produktion. Auch der Verzicht auf gefährliche oder giftige Stoffe und ähnliche Maßnahmen verbessert die Bilanz der Ladestation.  

    Elektromobilität ist nachhaltiger 

    Ihre eigentliche Wirksamkeit entfaltet die Wallbox als Teil der Elektromobilität. Der Verzicht auf fossile Energieträger und die daraus resultierende Reduktion der CO2-Emissionen macht auch den Ladevorgang nachhaltig. 

    Hinzu kommt, dass Elektroautos auch im eigenen Haus geladen werden können. Das macht Wege zur Tankstelle und den Treibstofftransport dahin unnötig. 

    Auch sind E-Fahrzeuge deutlich effizienter, das heißt sie erzeugen mehr Leistung aus der eingesetzten Energie. Anders ausgedrückt: Es muss weniger Energie erzeugt werden, um das Gleiche zu erreichen. Das ist immer die nachhaltigere Alternative. 

    Was für uns spricht? Vertrauen durch Fakten.

    Sie kaufen nur einmal im Leben eine Photovoltaikanlage. Hier ein paar Gründe, warum Sie sich für uns entscheiden sollten:

    Nachhaltige Herstellung von Photovoltaik-Produkten

    Welche Ressourcen werden für die Herstellung von Solarmodulen eingesetzt? 

    Die Herstellung von Solarmodulen erfordert eine Vielzahl von Ressourcen, darunter  

    • Silizium und andere Halbleitermaterialien wie Cadmiumtellurid (CdTe) oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS),  
    • Glas (Siliziumdioxid, Oxide von Calcium, Natrium, Aliminium, Magnesium)  
    • verschiedene Metalle wie Kupfer, und Silber für Leitungen  
    • Kunststofffolien (Einbettung und Rückseitenfolien) und -verkleidungen (Kabel, Anschlussdose) 
    • Aluminium für den Rahmen 
    • elektronische Komponenten wie Dioden, Anschlüsse und andere Bauteile 

    Daneben kommt eine Vielzahl von Chemikalien, Reinigungslösungen und Verbrauchsmaterialien während des Produktionsprozesses zum Einsatz, um die Solarzellen zu ätzen, zu reinigen und zu beschichten. 

    Silizium-Herstellung braucht viel Energie 

    Besonders energieaufwendig ist die Herstellung des reinen Siliziums, welches für die Herstellung von Solarzellen benötigt wird. Dieses wird aus Quarzsand bei ca. 2.000 °C unter Zugabe von Kohlenstoff gewonnen und danach zum Reinstsilizium aufbereitet. (Quelle)  

    Nachhaltiger werden Solarmodule durch den Einsatz recycelter Materialien und effizientere Produktionsprozesse mit einem geringeren Energiebedarf. Der sollte zudem mittels erneuerbarer Energien gedeckt werden. 

    Aufgrund der hohen Temperaturen bei der Herstellung von Rohsilizium kommt hier – wie in der Stahlindustrie – nur grüner Wasserstoff in Frage.

    Solarmodule noch nachhaltiger machen 

    Nachhaltige PV-Module kommen zudem mit immer weniger Silber (teuer und schwer verfügbar) aus und verzichten auf giftige Materialien wie Blei (ist im Lötzinn enthalten). 

    Eine nachhaltigere Produktion kann auch mit kürzeren Transportwegen, d.h. durch Einsatz lokal verfügbarer Rohstoffe und Komponenten erreicht werden.  

    Nachhaltige Herstellung von PV-Produkten

    Herstellung der elektronischen Geräte

    Wechselrichter, Speicher, Wärmepumpen, Wallboxen sind komplexe elektronische Produkte. Gemeinsam ist den Geräten, dass sie aus Elektronik, Verkabelungen, Schalter und weitere Bauteile bestehen. Nachhaltigkeit lässt sich hierbei vor allem auf folgenden Wegen erzielen: 

    • Reduktion des Einsatzes von Energie und Materialien 
    • Einsatz erneuerbarer Energien 
    • Verzicht auf umweltgefährdende und giftige Materialien 
    • Saubere und sichere Produktionsbedingungen 
    • Kontrolle der Lieferketten für alle eingesetzten Komponenten 
    • Reduktion von Abfällen und Ausschussprodukten 

    Besonderheiten von Batteriespeichern 

    Bei Speichern spielen die Batteriemodule eine zentrale Rolle im Hinblick auf die Nachhaltigkeit. Hier kommt u.a. Lithium zum Einsatz, ein Alkalimetall, das momentan vor allem in Chile und Australien gewonnen wird. Am Abbau in Chile wird vor allem der hohe Verbrauch an Wasser in einer schon sehr trockenen Gegend kritisiert.  

    Eine größere Nachhaltigkeit lässt sich in erster Linie durch die Verwendung von weniger Lithium und anderen kritischen Ausgangsstoffen erreichen. Wo dies möglich ist, kann ein solcher Stoff durch einen weniger problematischen ersetzt werden. Beim Lithium ist das momentan allerdings noch nicht möglich.  

    Nachhaltigere Alternativen 

    Intensiv geforscht wird allerdings an Alternativen wie Batterien auf der Basis von Natrium. Auch Redox-Flow-Speicher erleben für einige Anwendungen eine Renaissance. Daneben werden zahlreiche weiter Konzepte zur Speicherung von elektrischer Energie und Wärme erprobt. Im Haushalt wird der Li-Batteriespeicher allerdings kurzfristig kaum zu ersetzen sein.  

    Entsorgung und Recycling

    Egal, um welches Produkt es sich handelt: Das Recycling ist der Entsorgung steht vorzuziehen. Eine möglichst vollständige Weiternutzung des Produktes oder seiner Bestandteile ist immer besonders nachhaltig. Die oftmals als „energetische Verwertung“ bezeichnete Verbrennung kann nur die letzte Wahl sein, wenn alle anderen Methoden keinen Erfolg haben oder ökonomisch nicht darstellbar sind.  

    Recycling und nachhaltige Entsorgung von Solarmodulen 

    Wichtigster und für das Recycling schwierigster Bestandteil von Solarmodulen ist der Verbund aus Solarzellen und Einbettungsfolien. Der Recyclingprozess beginnt im Allgemeinen damit, dass die Module in kleinere Stücke oder Scherben zerkleinern werden.  

    Trennung und sortenreine Sammlung 

    Dann werden die verschiedenen Materialien voneinander getrennt, z.B. durch mechanische Trennung, Sieben, Magnetabscheidung und Schwimm-Sink-Techniken. Jedes Material wird separat gesammelt und für die Weiterverarbeitung vorbereitet. 

    Reinigung und Weiterverarbeitung 

    Ist das Silizium aus den Zellen von Glas- und Kunststoff befreit, werden durch nasschemisches Ätzen Rückseitenkontakte, Silberkontakte, Antireflexschichten und Emitter entfernt. Im Anschluss ist es möglich, das Silizium in Standardprozesse zu überführen, mit denen es zu monokristallinen Silizium-Blöcken (Ingots) weiterverarbeitet wird. (Quelle

    Glas aber auch Metalle wie Aluminium und Kupfer werden eingeschmolzen und in den Rohstoffkreislauf zurückgeführt. 

    Solarmodul als Elektroaltgerät 

    Ausgediente Solarmodule zählen zu den Elektroaltgeräten. Das heißt: Privatpersonen und Installateure (die keine „Erstinverkehrbringer“ sind) können die Module grundsätzlich kostenfrei an den kommunalen Wertstoffhöfen abgeben.  

    Dieses gezielte Sammeln von Solarmodulen ist ein wichtiger Aspekt der Nachhaltigkeit, da nur so wirtschaftlich darstellbare und umweltschonende Prozesse für Recycling und Entsorgung etabliert werden können.  

    Wiederverwendung, Reparatur oder Entsorgung 

    Diese Prozesse sollten eine Kontrolle der Solarmodule einschließen, denn noch funktionsfähige Module können z.B. für kleinere Anwendungen wie Gartenbeleuchtung oder Camping eingesetzt werden. In einigen Fällen lassen sich defekte Solarmodule reparieren und wieder in Betrieb nehmen.  

    Sind die Solarmodule nicht mehr reparabel oder weiter zu verwenden, müssen sie dem Recycling zugeführt werden und nicht mehr verwertbare Bestandteile ordnungsgemäß entsorgt werden. Dies ist in der Regel die Aufgabe spezialisierter Unternehmen.   

    Entsorgung von PV

    Recycling und Entsorgung elektronischer Produkte 

    Grundsätzlich lässt sich der Umgang mit ausgedienten Wechselrichtern, Speichern, Wärmepumpen und Ladestationen – analog zu typischen Konsumprodukten wie Fernseher oder Kühlschrank – in mehrere Schritte unterteilen: 

    • Sammlung: Die Geräte gelten als Elektroaltgeräte und können bei kommunalen Sammel- oder Rücknahmestellen des Handels abgeben werden. Die unentgeltliche Pflicht zur Rücknahme von Altgeräten gilt auch für den Versandhandel. s. WEE Richtlinie für Elektronikschrott
    • Demontage: Zerlegung in Gehäusen, Rohren, Kabeln und andere Komponenten
    • Trennung der Materialien durch manuelle Sortierung oder den Einsatz von speziellen Techniken wie Floating. Metalle, Kunststoffe, elektronische Komponenten und andere Materialien werden separat gesammelt und für die Weiterverarbeitung vorbereitet.
    • Recycling: Materialien wie Metalle und Kunststoffe, können extrahiert, gereinigt und für die Herstellung neuer Produkte wiederverwendet werden. Dies trägt dazu bei, den Bedarf an neuen Rohstoffen zu reduzieren und den Abfall zu minimieren.
    • Fachgerechte Entsorgung gefährlicher Materialien: 
      Bei Stromspeichern spielt die Entsorgung eine besonders wichtige Rolle, denn von den Geräten kann auch nach Ablauf der Nutzungszeit eine Gefahr ausgehen. Zum einen sind Brände möglich, zum anderen darf z.B. der Elektrolyt nicht unkontrolliert austreten. Auch beim Wärmepumpen ist Vorsicht geboten, denn klimaschädliche Kältemittel dürfen unter keinen Umständen austreten.
    • Dokumentation und Zertifizierung 

    Second Use: Erhöhung der Nachhaltigkeit von Stromspeichern 

    Als Second Use wird vor allem der Einsatz von Batteriespeichern aus Elektroautos als Heimspeicher bezeichnet. Das ist möglich, weil die E-Auto-Batterien eine deutlich höhere Kapazität haben. 

    Selbst wenn diese aufgrund eines langjährigen Betriebs gesunken ist, genügt die verbleibende Kapazität häufig noch für die Versorgung eines Haushaltes. Allerdings können die E-Auto-Batterien meist nicht 1:1 weiterverwendet und müssen z.B. hinsichtlich des Batteriemanagements angepasst werden.  

    Second Use ist dennoch eine sinnvolle Strategie für „erschöpfte“ Stromspeicher. Auch für Heimspeicher sind Anwendungsfälle vorstellbar, z.B. überall dort, wo nur geringe Kapazitäten benötigt werden. 

    Fazit zur Nachhaltigkeit der Photovoltaik  

    Solarmodule sind nachhaltig, denn sie erzeugen, bei geringen Emissionen während der Herstellung und Entsorgung, sauberen Strom. Während ihrer Lebensdauer ist das etwa 10-mal so viel wie eingesetzt.  

    Wärmepumpen sind eine besonders nachhaltige Technik, um Wärme zu erzeugen. Die klimaschädlichen F-Gase werden langsam „ausgephast“, was die Geräte noch nachhaltiger macht. 

    Alle Geräte des heimischen PV-Systems lassen sich besonders nachhaltig mit PV-Strom betreiben. Der Einsatz eines Energiemanagements ist somit unabdingbar, um den Sonnenstrom besonders effizient und umweltfreundlich zu nutzen.  

    Für alle für die Energiewende wichtigen Produkte lässt sich feststellen, dass diese hinsichtlich Energie- und Materialeinsatz optimiert werden können. Das bedeutet vor allem den Einsatz erneuerbarer Energien für Herstellung und Entsorgung und den Ersatz kritischer Stoffe. Auch völlig neue Konzepte werden erprobt. 

    Im Zuge der Entsorgung müssen alle Produkte demontiert werden. Daher sind insbesondere die Geräte nachhaltig, die sich leicht in ihre Komponenten zerlegen lassen. Idealerweise sind diese Einzelkomponenten sortenrein. Eine gute Zerlegbarkeit erleichtert zudem die Reparatur.  

    Alle Elektroaltgeräte können an Hersteller und Händler oder bei kommunalen Sammelstellen zurückgegeben werden. Von hier werden sie einer fachgerechten Entsorgung zugeführt, wertvolle Materialen wiedergewonnen. 

    Eine Entsorgung über den Hausmüll ist unzulässig um immer als potenziell umweltschädlich und gefährlich anzusehen. Das gilt für Stromspeicher sicher mehr als für Solarmodule. 

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