Woran das Recycling von Photovoltaik-Anlagen scheitert
Wer sich fragt, wo ausgediente Solarmodule landen, wird in Kematen an der Ybbs fündig. In den Hallen der Müller-Guttenbrunn Gruppe (MGG) laufen die Maschinen auf Hochtouren. Seit Jahrzehnten wird hier recycelt. In den Anfangsjahren des Familienbetriebs wurden vor allem ausrangierte Fahrzeuge auseinandergenommen. Elektroschrott wie Küchengeräte oder Handys kamen erst in den letzten Jahren dazu. Im hinteren Teil des Altstoffhofs findet sich aber eine neue Sorte von Schrott: Photovoltaik-Module.
Seit 2020 hat sich die österreichische Solarstromerzeugung knapp verdoppelt, bis 2030 soll sie noch einmal verdreifacht werden. Mit den derzeit handelsüblichen 400 Watt-Modulen wären das über 650.000 Tonnen an Kollektoren, die auf Dächern und Fassaden verbaut werden. 30 Jahre beträgt die Lebensdauer einer Photovoltaik-Anlage und heute sammeln sich nun die ersten Module des Solarbooms der 1990er-Jahre auf den Recyclinghöfen.
Kostbarer Kern
Silber, Kupfer und Silizium machen zwar nur knapp drei Prozent der Masse eines Paneels aus, trotzdem sind sie die wertvollsten Metalle in und an der Solarzelle. „Das sind alles Stoffe, die wir nicht unendlich zur Verfügung haben”, erklärt Gabriele Eder vom Österreichischen Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI). Ummantelt wird die Zelle von Kunststoff, Glas und Aluminium als Rahmen, die unter Hochdruck mit der Solarzelle verpresst werden. Am Gelände des Wiener Arsenals erforscht sie anhand alter und defekter Photovoltaik-Module die Zusammensetzung und Auftrennbarkeit. Das erklärte Ziel des Forschungsprojekts: ein Verfahren zu finden, um die Solarmodule schichtweise wieder in ihre Bestandteile zerlegen zu können. Nur dann könne eine Kreislaufführung der Materialien gelingen.
„Es fehlen uns die Rohstoffe für den prognostizierten Photovoltaik-Ausbau. So schaffen wir die Energiewende nicht”, sagt die Forscherin. Auf den heimischen Dächern stammt der Großteil der Photovoltaik-Anlagen aus chinesischer Produktion. Die Zulieferindustrie für Solarglas und die Zellen hat sich ebenfalls nach Fernost verlagert. Nur ein Bruchteil der Anlagen wird in Europa gefertigt, die heimische Wertschöpfung liegt zu großen Teilen in der Montage auf Dächern. „Wir haben die Solarbranche fast sterben lassen und zugesehen wie China sie übernommen hat”, so Eder. Um die Produktion europäischer Komponenten und Module wieder voranzutreiben, benötige es daher laut der Forscherin unter anderem heimische Rohstoffe - zum Beispiel durch Recycling.
Es fehlen uns die Rohstoffe für den prognostizierten Photovoltaik-Ausbau. So schaffen wir die Energiewende nicht.
Forschungsinstitut für Chemie und Technik
Beim Recycling geht es darum, das entsorgte Material wieder für das gleiche Produkt zu verwenden. Beispielsweise wäre es im Falle des Solarglases ideal, dieses wieder für ein neues Photovoltaik-Modul zu verwenden. In der Realität landet das hochwertige Solarglas oft als Granulat in Straßenschüttungen. Laut der Expertin ein unnötiges Downcycling: „Das geht besser”.
Geklebt für die Ewigkeit
Hitze, Kälte und Nässe: Photovoltaik-Module sind in ihrem Betrieb schwierigen Wetterbedingungen ausgesetzt. Damit Solarpaneele jahrzehntelang Witterung und Feuchtigkeit standhalten können, werden sie mit Kunststoffen verklebt - für die Recyclingbetriebe ist das ein Problem.
In Kematen verzieht Recycler Daniel Forstner beim Wort „verklebt” die Mine. Die Kernkompetenz von Recyclingunternehmen besteht darin, Schrott in die jeweiligen Stoffgruppen wie Kupfer, Aluminium oder Edelstahl sortenrein zu trennen. Bei der MGG geschieht das mit Zerkleinerungsanlagen. In handlichen Stücken werden die Schrottteile dann mithilfe von Magneten, Sieb- und Rüttelmaschinen nach Größe, Dichte und Gewicht aussortiert, aus denen letztlich die Materialberge auf dem Schrottplatz heranwachsen. Klebstoffe wie jener, der in den Photovoltaik-Modulen eingesetzt wird, verbinden Glas und die Siliziumschicht so, dass sie für die Maschinen nur unter sehr hohem Aufwand auftrennbar sind. Im Falle der klein geschredderten Photovoltaikmodule geht ein großer Teil ins thermische Recycling - das bedeutet: Sie werden verbrannt.
Der Kunststoff verbrennt und die Metalle der Solarzellen bleiben in der Verbrennungsanlage als Reste übrig. Diese können jedoch nur unter enorm hohem Energieeinsatz wiederverwertet werden. Für die geringen Mengen an Silizium findet sich bis dato kein weiterer Verwendungszweck. Es ist zu unrein und wird deponiert.
Ein Zukunftsgeschäft
Dabei könnte die Zweitverwertung für die Recycler ein Geschäftsmodell sein - wenn man bedenkt, dass in den kommenden Jahren immer mehr alte PV-Anlagen von den Dächern in zu den Altstoffverwertern wandern.
MGG experimentiert bereits mit dem Photovoltaik-Recycling. Doch aus der ersten Test-Charge gewannen die Recycler lediglich 90 Kilogramm reines Aluminium pro Tonne Solarschrott. „Bei der ganzen Goldgräberstimmung des PV-Imports bedenkt niemand die Entsorgung mit.” Um kostendeckend wirtschaften zu können, müssen die Recyclingbetriebe deshalb eine Zuzahlung verlangen.
Recycler Forstner will nun weiter „Know-How” aufbauen, um für den Solarschrott der Zukunft gerüstet zu sein. Im besten Fall liefert ihm das Wiener Forschungsprojekt ein paar praxistaugliche Lösungsansätze.
