Die Frage kommt regelmäßig: Ist Photovoltaik wirklich so grün, wie alle sagen? Braucht die Herstellung nicht mehr Energie als die Module jemals liefern? Und was passiert mit den Dingern, wenn sie nach 30 Jahren vom Dach kommen? Berechtigte Fragen, und die Antworten sind erfreulich klar.
Energetische Amortisation: Schneller als man denkt
Die energetische Amortisation beschreibt, wie lange eine PV-Anlage laufen muss, bis sie die Energiemenge erzeugt hat, die für ihre Herstellung nötig war. Für Module, die in China oder Südostasien produziert werden (das Gros des Marktes), liegt diese Zeit bei 1,5 bis 3 Jahren, abhängig vom Standort der Anlage und der Herstellungseffizienz. Module aus europäischer Produktion amortisieren sich energetisch etwas schneller, weil der Strommix in der Fertigung sauberer ist.
Bei einer Lebensdauer von 25 bis 40 Jahren erzeugt eine PV-Anlage also 10- bis 20-mal mehr Energie als für ihre Herstellung verbraucht wurde. Kein anderer Energieträger hat ein so günstiges Verhältnis. Selbst Windkraft liegt mit 3 bis 6 Monaten energetischer Amortisation nur in der gleichen Größenordnung, während fossile Energieträger per Definition nie mehr Energie liefern als sie verbrauchen.
CO2-Bilanz: Was Solarstrom wirklich spart
Die CO2-Emissionen einer PV-Anlage fallen fast ausschließlich bei der Herstellung an. Während des Betriebs erzeugt die Anlage emissionsfrei Strom. Über die gesamte Lebensdauer gerechnet verursacht eine kWh Solarstrom zwischen 20 und 50 Gramm CO2. Zum Vergleich: Strom aus dem deutschen Netz liegt bei durchschnittlich 380 bis 400 Gramm CO2 pro kWh, Kohle bei über 800 Gramm.
Eine 10-kWp-Anlage, die 10.000 kWh pro Jahr erzeugt, spart also rund 3,5 bis 4 Tonnen CO2 jährlich gegenüber dem Netzmix. Über 25 Jahre sind das 87 bis 100 Tonnen. Zum Einordnen: Ein durchschnittlicher Deutscher verursacht etwa 8 bis 10 Tonnen CO2 pro Jahr. Die PV-Anlage kompensiert also grob ein ganzes Jahrzehnt an persönlichen Emissionen.
Wer die CO2-Bilanz weiter verbessern will, achtet auf die Herkunft der Module. Hersteller wie Meyer Burger (Schweiz/Deutschland) fertigen in Europa mit saubererem Strommix. Chinesische Module haben einen höheren CO2-Fußabdruck in der Produktion, weil der Strom in den Fertigungsfabriken teilweise aus Kohle stammt. Der Unterschied ist real, aber selbst Module aus China amortisieren ihren CO2-Rucksack innerhalb weniger Jahre.
Rohstoffe: Woraus Module bestehen
Ein Solarmodul besteht zu etwa 76 Prozent aus Glas, 10 Prozent Aluminium (Rahmen), 5 Prozent Kunststoff (Einbettungsfolie EVA, Rückseitenfolie), 5 Prozent Silizium (die eigentlichen Solarzellen), 1 Prozent Kupfer (Verkabelung) und Spurenmengen an Silber, Zinn und Blei.
Keiner dieser Rohstoffe ist selten oder kritisch. Silizium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erdkruste. Aluminium und Glas sind Massenrohstoffe. Silber wird in abnehmender Menge pro Modul verwendet, und die Industrie arbeitet daran, es durch Kupfer zu ersetzen. Blei kommt in geringen Mengen in den Lötverbindungen vor, was bei der Entsorgung relevant wird, aber keine Gefahr im Betrieb darstellt.
Dünnschichtmodule auf Cadmiumtellurid-Basis (CdTe) enthalten Cadmium, ein giftiges Schwermetall. Diese Module kommen aber im Privatbereich so gut wie nicht vor und sind durch strenge Recycling-Vorschriften abgedeckt.
Ein Thema, das in der öffentlichen Diskussion gelegentlich auftaucht: die Arbeitsbedingungen in chinesischen Solarfabriken, insbesondere in der Provinz Xinjiang. Wer darauf Wert legt, kann Module von europäischen Herstellern oder von Anbietern beziehen, die ihre Lieferkette transparent dokumentieren. Der Preisaufschlag liegt bei 10 bis 30 Prozent gegenüber chinesischen Standardmodulen.
Recycling: Was mit alten Modulen passiert
Seit 2012 fallen Solarmodule in der EU unter die WEEE-Richtlinie (Waste Electrical and Electronic Equipment). Hersteller sind verpflichtet, alte Module kostenlos zurückzunehmen und fachgerecht zu entsorgen. In Deutschland koordiniert die Stiftung EAR (Elektro-Altgeräte Register) die Rücknahme. Für den Anlagenbetreiber heißt das: Wenn die Module nach 25 oder 30 Jahren herunterkommen, gibt man sie an einer kommunalen Sammelstelle ab oder lässt sie vom Installateur mitnehmen. Kosten fallen dafür keine an, die Entsorgungskosten sind im Kaufpreis des Moduls bereits eingepreist.
Die aktuelle Recyclingquote liegt bei über 95 Prozent des Modulgewichts. Glas, Aluminium, Kupfer und Silizium werden zurückgewonnen und wiederverwendet. Der Recyclingprozess besteht typischerweise aus mechanischer Zerkleinerung, thermischer Behandlung zur Trennung der Schichten und anschließender Materialtrennung.
Was bisher fehlt: ein wirtschaftlich rentables Verfahren zur Rückgewinnung von hochreinem Silizium aus alten Zellen. Die Forschung arbeitet daran, und mit steigenden Mengen (Prognose: 1,5 Millionen Tonnen Modul-Abfall pro Jahr ab 2030 in Europa) wird das wirtschaftlich attraktiver.
In der Praxis ist Recycling für heutige Anlagenbesitzer kein Problem. Wenn die Module in 25 bis 30 Jahren vom Dach kommen, wird es etablierte Recyclingwege geben. Die Rücknahme ist kostenlos, der Transport zur nächsten Sammelstelle auch. Alte Module als Sondermüll auf der Deponie, wie gelegentlich suggeriert, sind ein Mythos.
Fluorpolymere in Rückseitenfolien: Ein Thema am Horizont
Ein Detail, das bisher wenig Aufmerksamkeit bekommen hat, aber kommen wird: Viele Glas-Folie-Module verwenden Rückseitenfolien aus Fluorpolymeren (PVDF oder PVF), sogenannte PFAS-Verbindungen („Ewigkeitschemikalien“). Die EU diskutiert ein PFAS-Verbot, das auch Solarmodule betreffen könnte. Glas-Glas-Module sind davon nicht betroffen, weil sie keine Kunststoff-Rückseitenfolie haben. Das ist ein weiterer Grund, warum Glas-Glas-Module zunehmend zum Standard werden.
Fazit: Die Bilanz stimmt
Die Ökobilanz von Photovoltaik ist eindeutig positiv. Die energetische Amortisation liegt bei unter drei Jahren, die CO2-Einsparung über die Lebensdauer ist erheblich, die Rohstoffe sind nicht kritisch, und das Recycling funktioniert. Perfekt ist die Bilanz nicht, kein Industrieprodukt ist das, aber im Vergleich zu jeder fossilen Alternative schneidet Photovoltaik um Größenordnungen besser ab.
Was man selbst tun kann
Wer die Ökobilanz seiner Anlage verbessern will, hat ein paar Stellschrauben. Module aus europäischer Produktion kaufen, das senkt den CO2-Rucksack der Herstellung. Glas-Glas-Module statt Glas-Folie wählen, das vermeidet Fluorpolymere und verlängert die Lebensdauer. Die Anlage möglichst lange betreiben und nicht nach 20 Jahren abreißen, nur weil die Einspeisevergütung ausläuft, denn die Module liefern noch jahrelang Strom. Und am Lebensende die Module an eine Sammelstelle geben statt in den Restmüll.
Im Großen betrachtet ist jede kWh Solarstrom eine kWh weniger aus Kohle, Gas oder Kernkraft. Die energetische Amortisation liegt unter drei Jahren, die CO2-Einsparung über die Lebensdauer ist erheblich, die Rohstoffe sind nicht kritisch, und das Recycling funktioniert. Wer eine PV-Anlage aufs Dach legt, kann mit belastbaren Zahlen sagen, dass die Umweltbilanz stimmt.
