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Solarzellen enthalten wertvolle Rohstoffe, die nach ihrem Lebensende wiederverwertet werden könnten. In Halle erforscht ein Institut, wie das gelingt
Von Nick Reimer
Allein das Silber ist enorm wertvoll. „4.000 Tonnen des Edelmetalls befinden sich in den Solarmodulen auf Deutschlands Dächern und Freiflächenanlagen“, sagt Frank Zobel. Der Wissenschaftler leitet das Fraunhofer-Zentrum für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle. Silber wird in dünnen Bahnen auf das Silizium der Sonnenkraftwerke gedruckt, es „sammelt“ den erzeugten Strom und transportiert ihn dank seiner sehr hohen Leitfähigkeit weiter.
Kupfer hat zwar ähnliche Eigenschaften, Silber aber besitzt eine viel höhere Korrosionsbeständigkeit. Dank des Einsatzes von Silber können die meisten Hersteller ihren Modulen 20 Jahre Garantie geben. Das aber macht das Problem aktuell: Das Erneuerbare-Energien-Gesetz trat im Jahr 2000 in Kraft, weshalb jetzt – 20 Jahre später – zunehmend Anlagen ihr Lebensende erreichen und verschrottet werden müssen. Zobel: „Legt man den aktuellen Marktpreis von Silber zugrunde, sind die 4.000 Tonnen zehn Milliarden Euro wert.“
Fragt sich, wie man an den Stoff herankommt. Das Fraunhofer Zentrum für Silizium-Photovoltaik erforscht derzeit ein Verfahren, mit dem ausrangierte Solarzellen recycelt werden können. Zobel: „Der Materialwert eines einzelnen Altmoduls liegt bei 15 Euro.“ Die Sache scheint sich also zu lohnen.
Am einfachsten gelangt man an das Aluminium: „Der Rahmen lässt sich leicht abtrennen und einschmelzen“, sagt Zobel, ein großgewachsener, energisch wirkender Mann. Auch das Silizium lasse sich relativ unproblematisch auf thermischem Wege recyclen: Der Grundstoff jeder Solarzelle kann ebenfalls per Schmelzprozess zurückgewonnen werden. „Schwieriger wird es schon beim Glas“, sagt der Forscher. Denn das ist mit einem Antireflex-Mittel beschichtet, damit ein Teil der einfallenden Sonnenenergie nicht einfach von der Oberfläche abprallt – und so den Wirkungsgrad schmälern würde.
Außerdem ist ein Schutz gegen UV-Strahlung und Mikrokratzer aufgetragen, das Glas ist deshalb nicht so einfach wiederzuverwenden. In Halle versuchen sie derzeit deshalb, ein Granulat daraus zu machen. Allerdings gibt es für dieses noch keine hochwertige Verwendung.
„Die Entsorgungswelle rollt auf uns zu“
Richtig kompliziert wird es bei den Metallen: Zinn kam an den Lötstellen zum Einsatz, Blei und Nickel bei den Zellkontakten, Indium, Gallium, Tellur, Selen finden sich in sogenannten Dünnschicht-Solarzellen wieder. Dazu kommt der Stahl der Unterkonstruktion und eben das Silber, das als Stromleiter haardünn auf die Zellen gedruckt wurde. Dass auch diese Stoffe im Labor recycelt werden können, beweist Zobel mit einem Silberstück, so groß wie eine 10-Euro-Münze, allerdings viel dicker.
In Magdeburg gibt es mit „Solar Materials“ eine Firma, die das Verfahren bereits nutzt. Ihr Problem ist allerdings, an die ausrangierten Solarmodulen heranzukommen. Rechtlich werden Altmodule nämlich wie Elektroschrott behandelt. Das bedeutet: Man kann sie überall dort zurückgeben, wo auch das alte Faxgerät oder der Videorekorder zurückgenommen werden muss. „Weil aber noch nicht so viele Module aus dem Verkehr gezogen worden sind, wissen das manche Annahmestellen nicht“, sagt Materialforscher Zobel.
Oft würden die Altmodule auch noch nicht verschrottet, sondern gespendet, beispielsweise um in einem afrikanischen Dorf noch als Ladestation für das Handy zu dienen. „Aber natürlich rollt die Entsorgungswelle auf uns zu“, sagt Zobel. In seinem Team arbeiten zehn Leute, „es ist wichtig, dass wir diesen Elektroschrott als Rohstoffquelle begreifen“. Und anfangen, ein eigenes Sammelsystem für Altmodule aufzubauen.
Noch immer ist die Photovoltaik der größte Silbernutzer weltweit, jedes fünfte Gramm wird von den Modulherstellern verbraucht. Zobel fordert, dass die Produzenten bereits im Vorfeld nachdenken müssten, wie nach dem Ende der Lebensdauer die Wiederverwertung gelingen kann: „Zu lange war die Entsorgung kein Thema“, kritisiert der Forschungsgruppenleiter, „die Herstellung muss so optimiert werden, dass der Recyclingprozess tatsächlich auch gelingen kann.“
Frank Zobel, Wissenschaftler
Zobel vergleicht die Situation mit einem Joghurtbecher, der nicht recycelt werden kann: „Wenn der Becher aus Kunststoff, der Deckel aus Aluminium ist und er dann auch noch eine Papierhülle trägt, gibt es keine Sortieranlagen, die dieses Materialgemisch sauber trennen kann.“
Zwar können die Hallenser Forscher Tipps für verbesserte Anlagen geben, Einfluss auf deren Produktion haben sie allerdings nicht: Mehr als 90 Prozent aller Module weltweit stammen aus China, eine Folge der Wirtschaftspolitik der Union, die vor 14 Jahren die Einspeisevergütung für Solarstrom so stark absenkte, dass die deutschen Hersteller alle pleite gingen – und Zehntausende Jobs vernichtet wurden.
„Wir sind abhängig von diesen Monopolen“, sagt Zobel, der darin ein Risiko sieht: „Wenn die Hersteller sich entschließen, die Preise einfach anzuheben, könnten wir gar nichts dagegen tun.“ Er empfiehlt dringend, wieder eine europäische Modulproduktion aufzubauen: „Dann könnten wir den Recyclingprozess auch gleich bei der Produktion mitdenken.“
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