Ökobilanz: Was beim Recycling ausgedienter Solarzellen zu beachten ist

Welche Umweltwirkungen sind mit der Entsorgung von Backsheets, der kunststoffbasierten Rückseite von Solarzellen, verbunden? Diese Frage stand im Zentrum des Projektes »End-of-life pathways for photovoltaic backsheets«. Backsheets dienen der Erhöhung der Licht- und damit Stromausbeute in Solarmodulen. Sie können aus verschiedenen Kunststoffen hergestellt werden. Der Kunde, das italienische Unternehmen COVEME, wollte wissen, welche Umweltwirkungen mit der Entsorgung sowohl fluorierter als auch fluorfreier Backsheets einhergehen. Untersucht wurden Pyrolyse, Verbrennung und Deponierung dieser Backsheets.

Mit steigenden Investitionen in Photovoltaik-Anlagen wächst auch die Zahl der stillgelegten Solarmodule und somit der Materialien, die entsorgt werden müssen: 2016 sind weltweit 45 Tausend Tonnen Photovoltaik-Abfall angefallen, 2050 sollen es 60 Mio. Tonnen sein. Dieser Abfall enthält sowohl Materialien wie Aluminium, Kupfer und Glas, die bereits heute recycelt werden, als auch weitere Wertstoffe wie Silber, Indium, Gallium oder Tellurium, die derzeit noch nicht rückgewonnen werden. Zudem enthält der Müll gefährliche Substanzen wie Cadmium, Arsen, Blei, Antimon und Fluorpolymere. Eine unsachgemäße Beseitigung dieser Stoffe gilt es zu vermeiden. Auf der einen Seite, um Umweltschäden vorzubeugen; auf der anderen Seite, um Ressourcenverluste zu vermeiden.

Im Rahmen der Studie haben die Wissenschaftler*innen des Fraunhofer UMSICHT drei Entsorgungsalternativen von Backsheets und ihre Auswirkungen auf die Umwelt untersucht: Verbrennung zwischen 750 und 950 °C, Pyrolyse zwischen 300 und 500 °C unter Sauerstoffabschluss sowie Deponierung. Ihr Fokus lag dabei auf zwei Alternativen: fluorfreien, auf Polyethylenterephthalat (PET) basierten sowie fluorierten, auf Polyvinylidenfluorid (PVDF) basierten Backsheets.

Fluorfreie Backsheets zeigen in der Entsorgungsphase in nahezu allen untersuchten Umweltkategorien Vorteile gegenüber fluorierten Backsheets. Einzige Ausnahme: die Klimawirkung. Die höheren Treibhausgasemissionen sind in den Augen der Wissenschaftler*innen auf die inhärente molekulare Zusammensetzung der PET-basierten Backsheets zurückzuführen.

Ein weiteres Ergebnis: Während die Pyrolyse eine potenzielle Entsorgungsalternative für fluorfreie Backsheets ist, kommt sie für fluorierte Backsheets nicht in Frage. Zum einen weil bei der thermischen Behandlung die gefährliche Flusssäure entsteht, zum anderen weil die im Pyrolyse-Öl enthaltenen halogenierten Kohlenwasserstoffe eine potenzielle Gefahr für die Umwelt darstellen.

• COVEME S.p.A., Italien