Photovoltaik-Recycling: PV-Module umweltgerecht entsorgen

Inhalt

• Neue Verordnung zum Solarzellen-Recycling
• Inhalt der Verordnung zum Recycling von Photovoltaik-Modulen
• Welche PV-Module dürfen recycelt werden?
• Photovoltaik-Recycling: Wie funktioniert es?
• PV-Recycling: Vorgaben und Gesetze
• Prozesse für ordnungsgemäße Entsorgung
• Entsorgung von Photovoltaik-Modulen: die Kosten
• Gebrauchte PV-Module kaufen
• FAQ

• Seit 2021 ist mit einer neuen Verordnung des Bundesumweltministeriums das Recycling von PV-Modulen in Deutschland konkret geregelt.
• Anlass sind auslaufende EEG-Förderungen für Ü20-Anlagen, die zur vermehrten Demontage von Photovoltaikanlagen führen könnten.
• Ein Photovoltaikmodul beinhaltet viele wertvolle Inhaltsstoffe, die durch korrektes Recycling wiederverwendet werden können.
• Es dürfen nur Solarmodule recycelt werden, die nicht mehr funktionstüchtig sind. Alle anderen müssen dem Zweitmarkt zugeführt werden. Dafür gibt es spezielle Unternehmen.
• Für Privatpersonen ist das Entsorgen von PV-Modulen kostenfrei auf Wertstoffhöfen möglich.
• Unternehmen sind an übergeordnete Recycling-Systeme angebunden, die kostenpflichtig die Entsorgung übernehmen.
• Komplette PV-Anlagen sind nicht mehr voll funktionsunfähig, wenn ein Modul defekt ist. Wird es ausgetauscht, kann die Anlage in Betrieb bleiben – auch, um Elektromüll einzusparen.
• Einzelne defekte PV-Module lassen sich auch gut durch gebrauchte Module ersetzen.

Eine neue Verordnung des Bundesumweltministeriums regelt ab März 2021 erstmalig ganz konkret auch das Recycling von Photovoltaikmodulen. Zwar gab es mit der Überarbeitung der europäischen WEEE-Richtlinie (Waste of Electrical and Electronic Equipment Directive) bereits 2012 eine erste Vorgabe zum verpflichtenden Recycling von Solarmodulen (Umsetzung seit 2014). Sie ist für Deutschland im deutschen ElektroG umgesetzt. Doch diese Richtlinie allein war nicht ausreichend, um die ab 2021 größer werdenden Mengen an ausgedienten Photovoltaikmodulen umweltgerecht entsorgen und recyceln zu können.

Die Anpassung und Präzisierung der Verordnung für Elektro- und Elektronikaltgeräte war somit dringend notwendig: Denn bis 2030 werden laut Deutsche Umwelthilfe (DUH) bis zu einer Million Tonnen Altmodule erwartet, die fachgerecht entsorgt werden müssen. Hintergrund ist, dass die ehemals via hoher EEG-Einspeisevergütung subventionierten Betreibermodelle nach 20 Jahren auslaufen – und viele von ihnen nun ihrem baldigen Ende entgegengehen. Die EEG-Förderung für die ersten dieser Photovoltaikanlagen lief bereits zum 31.12.2020 aus.

Für Anlagenbesitzer erscheint der Betrieb ihrer alten Photovoltaikanlagen mit einer verringerten EEG-Einspeisevergütung von 2 bis 4 Cent/kWh nun nicht mehr finanziell attraktiv. Außerdem entstehen Kosten für den Weiterbetrieb: Erneuerung des Wechselrichters, Wartung, Instandhaltung und Versicherung rufen Kosten hervor. Auch die Reparatur einzelner beschädigter Module kostet Geld. Insgesamt gehen die Altanlagen nach rund 20 Jahren ohnehin dem Ende ihrer Lebensdauer entgegen – und nicht zuletzt sinkt die Leistung aufgrund von Degradation.

Nicht ignorieren lässt sich außerdem, dass neue PV-Module leistungsfähiger sind als solche, die 20 Jahre und mehr alt sind: Technisch neuwertigere Modelle erzielen auf derselben Fläche einfach mehr Ertrag. Ein PV-Repowering, also die Installation einer neuen Anlage, lohnt sich bei technischen Problemen oder unverhältnismäßig hohen Weiterbetriebskosten der alten Photovoltaikanlage. Gründe für den Rückbau gibt es für Solaranlagenbetreiber der ersten Generation also reichlich. Das Ergebnis: Die Menge an zu entsorgenden Altanlagen dürfte wachsen.

In erster Linie sollen die Anforderungen an die Schadstoffentfrachtung an den Stand der Technik angepasst werden. Schadstoffentfrachtung bedeutet, dass mithilfe spezieller Verfahren die verschiedenen wertvollen Bestandteile eines Photovoltaikmoduls entnommen und voneinander getrennt werden. Aber nur, wenn das technische Potenzial für diesen Prozess ausgeschöpft wird, können die Bestandteile maximal wirkungsvoll dem Recyclingkreislauf zugeführt werden.

Um die neuen Recycling-Grundlagen im Folgenden besser einordnen zu können, ist der Aufbau eines Photovoltaikmoduls interessant.

In einem Photovoltaikmodul sind mehrere Solarzellen durch Serienschaltung miteinander verbunden. Zum Schutz gegen Witterung oder mechanische Einflüsse sind die Zellen mit einem speziellen Solarglas mit sehr geringer Absorption zum einen und Kunststoff zum anderen fest umhüllt. Die elektrischen Anschlüsse sind auf der Rückseite der Module angeordnet. Deren Materialien und ihr Aufbau sind auf den Außeneinsatz ausgelegt und daher unter anderem spritzwassergeschützt. Diese feste Verbindung aus verschiedenen Materialien in einem Photovoltaikmodul erschwert deren Separieren im Recyclingprozess. In speziellen Anlagen macht aber ein thermisches Trennverfahren das Photovoltaik-Recycling möglich.

1. Kristalline Solarzellen: Es gibt monokristalline und polykristalline Zellen. Beide basieren auf der Grundlage von Silizium. Der Aufbau besteht aus einer – je nach Ausführung – unterschiedlichen Anordnung von dünnen Platten, „Wafer“ genannt. Mono- und polykristalline Zellen unterscheiden sich auch optisch: PV-Module aus monokristallinen Zellen erscheinen farblich einheitlich, während die Oberfläche polykristalliner Zellen weniger gleichmäßig wirkt. Die Modulabdeckung kristalliner Solarzellen besteht aus Glas, Acrylglas oder Folie. Eine Anti-Reflex-Beschichtung auf der Vorderseite lässt die typische dunkelblaue Färbung entstehen.

2. Dünnschichtzellen: Diese Solarzellen sind besonders flexibel, da sie sich auch rollen oder falten lassen. Die Bestandteile sind zum einen Silizium und zum anderen weitere Halbleitermaterialien wie Kupfer, Indium, Gallium, Diselenid, Kadmium oder Tellurid. Diese sind entweder auf Glas, Metallfolien oder auch Kunststoffplatten aufgebracht. Je nach Halbleitermaterial sind bei Dünnschichtmodulen verschiedene Färbungen möglich.

Beide Modulvarianten können zudem mit einem Rahmen versehen werden. Das ist üblich – zum einen aus Designgründen und zum anderen zur Erhöhung der Stabilität und Montagefähigkeit.

Wenn man weiß, welche speziellen Stoffe ein Photovoltaikmodul beinhaltet, ist umso verständlicher, dass es zu dessen Recycling besondere Auflagen gibt.

Folgende Anforderungen bestehen im Rahmen der Novelle an die Behandlung von Photovoltaik-Modulen:

• PV-Zellen auf Siliziumbasis und solche ohne Silizium müssen getrennt voneinander behandelt werden. Ausnahme: Der Bleigehalt von 10 mg und der Selen- und Cadmiumgehalt von 1 mg pro 1 kg wird nicht überschritten.

• Bei allen Modulen gelten Grenzwerte für Blei, Cadmium und Selen.

• Die Anteile an Aluminium, Cadmium und Tellurid der Module müssen getrennt und entsprechend recycelt werden.

Aufgrund des Schadstoffpotenzials, aber auch unter dem Gesichtspunkt des Ressourcenschutzes, schätzt das Bundesumweltministerium die korrekte Behandlung von PV-Modulen als sehr wichtig ein. Aus gutem Grund: Immerhin können mit fachmännischem Recycling bereits über 90 Prozent der enthaltenen Materialien zurückgewonnen werden.

Überdies ist es Ziel des Ministeriums, die Anforderungen an das Recycling bundesweit zu vereinheitlichen. Denn in der Vergangenheit hat sich unter den ca. 340 deutschen Recyclinganlagen eine sehr uneinheitliche Behandlungspraxis etabliert.

Das Recycling-Gesetz unterscheidet zwischen:

• Nicht mehr funktionsfähige Altgeräte
• Noch gebrauchsfähige Geräte

Endbesitzer können Photovoltaikmodule entsorgen und in den Recycling-Prozess geben, die nicht mehr funktionstüchtig sind. Wird hingegen ein PV-Modul deinstalliert, das noch funktioniert, so muss es weiterverwendet werden, indem es dem Zweitmarkt zugeführt, also gebraucht verkauft wird.

Dabei ist die Sinnhaftigkeit strittig, ein funktionierendes Modul abzubauen und weiterzuverkaufen. Denn im Sinne des Umweltschutzes wäre hingegen ein Trend zur erschöpfenden Nutzung der Lebensdauer einer PV-Anlage.

Es gibt verschiedene Gründe, aus denen eine PV-Anlage ihre Funktionstüchtigkeit verlieren könnte. Der naheliegendste ist das Erreichen der Lebensdauer: Da die verwendeten Materialien verschleißen, sinkt die Leistungsfähigkeit der PV-Anlage. Diesen Vorgang nennt man Degradation. Eine andere Option ist lediglich ein einzelnes beschädigtes Modul, zum Beispiel durch Fremdeinwirkung wie etwa heruntergefallene Äste. Vor allem bei älteren Anlagen wirkt sich ein beschädigtes Modul auf die Leistung der ganzen Anlage aus. Bei neueren Photovoltaikmodulen ist diese Auswirkung nicht mehr gegeben.

Ob ein Photovoltaikmodul noch funktioniert, kann ein Fachmann zum Beispiel durch einen Flash-Test oder eine Elektrolumineszenz-Aufnahme feststellen.

Ist der Fall eingetreten, dass die Photovoltaikanlage beschädigt ist, stellt sich die nächste Frage: Reparieren lassen oder Solarzellen entsorgen? Da es leider oftmals günstiger ist, eine PV-Anlage zu ersetzen und zudem neue Module deutlich leistungsstärker sind, fällt die Entscheidung oftmals zugunsten von Recycling der Solarzellen in Photovoltaik-Modulen aus. Die Folge ist noch mehr Elektroschrott, den es fachmännisch zu entsorgen gilt.

Es gibt in der Bundesrepublik, aber auch im Ausland wie etwa der Schweiz, einige Betriebe, die sich auf ein effektives und effizientes Photovoltaik-Recycling-Verfahren spezialisiert haben. Eine von ihnen ist die Reiling GmbH & Co. KG, die im folgenden Video zeigt, wie sie das Recycling von Photovoltaikanlagen umsetzt.

Beim Recycling von Photovoltaikmodulen ist es die Herausforderung, die einzelnen Bestandteile sortenrein voneinander zu trennen, um sie – je nach Material – einer adäquaten Weiterverwendung zuführen zu können. Die Sortierung mit einem speziellen Solarmodul-Recycling-Verfahren ist im Fall von PV-Modulen besonders anspruchsvoll, weil die Materialien fest miteinander verbunden sind. Glas ist dabei der Bestandteil, der in erster Linie gewonnen wird.

Die Entsorgung von Photovoltaikanlagen unterliegt verschiedenen Gesetzen und Richtlinien. Im Folgenden erläutern wir Ihnen die wichtigsten.

• Die WEEE (Waste Electric and Electronic Equipment Directive) ist die europäische Vorgabe zur Behandlung von Elektroabfall. Mit ihr sind Produzenten verpflichtet, Photovoltaikmodule kostenlos zurückzunehmen und in den Wertstoffkreislauf zurückzuführen.

• Das ElektroG (Elektro- und Elektronikgerätegesetz) setzt die WEEE für Deutschland um. Es ist seit 2005 die Grundlage für die geordnete und umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronik-Altgeräten (EAG). 2015 wurde das ElektroG novelliert. Seit 2021 wird in ihm auch die Behandlung und Entsorgung von Photovoltaikelementen genau geregelt.

• Elektro- und Elektronik-Altgeräte-Behandlungsverordnung (EAG-BehandV) ist ein untergesetzliches Regelwerk, das das ElektroG in Bezug auf die Zielaspekte der Schadstoffentfrachtung und Ressourcenschonung ergänzt und konkretisiert. In der Behandlungsverordnung ist etwa auch geregelt, wie das Recycling von Photovoltaikanlagen zu geschehen hat.

Hinzu kommt ein Weißbuch der Deutschen Umwelthilfe. In diesem fordert die DUH gemeinsam mit namhaften Entsorgungsunternehmen wie Take-e-way oder Veolia eine Stärkung des Wiederverwendens und Recyclings von Photovoltaikmodulen. Deutschland soll demnach in diesem Bereich eine Vorreiterrolle übernehmen. Auch fordert die DUH darin klare Abläufe bei Sammlung, Funktionsprüfung und möglichst langer Nutzung der Photovoltaikmodule.

Laut dem ElektroG ist jeder Besitzer von nicht mehr gebrauchsfähigen PV-Altmodulen verpflichtet, diese ordnungsgemäß zu entsorgen. Um Photovoltaikanlagen fachgerecht zu recyceln, gibt es daher bereits Vorgaben zum Ablauf der Entsorgung. Hier wird unterschieden, ob Privatpersonen in vergleichsweise kleinen Mengen Module entsorgen oder Solarzellen in gewerblichen Größenordnungen dem Recycling zugeführt werden sollen.

Wenn Sie Ihre privat genutzten Photovoltaik-Module entsorgen möchten, steht Ihnen hierfür eine PV-Sammelstelle Ihrer Stadt oder Ihres Kreises auf einem Wertstoffhof zur Verfügung. Alternativ können Sie eine Abholung beantragen. Die Elektro-Altgeräte sind dabei in Gruppen eingeteilt. PV-Module zählen zur Gruppe 6. Einige Händler oder Hersteller nehmen die Altgeräte ebenfalls an.

Finden Sie bei der Stiftung EAR ganz einfach eine Sammelstelle in Ihrer Nähe.

Gut zu wissen: Ist die Menge so gering wie die von Privathaushalten, werden bei der Entsorgung auch Altmodule aus kleinen Betrieben wie Privatentsorgungen behandelt.

Großentsorger sind hinsichtlich der Entsorgung, die auch zu den Herstellerpflichten zählt, oft an Dienstleister wie zum Beispiel PV Cycle angebunden. Diese betreiben ein bundesweites Rücknahme- und Entsorgungssystem für Produkte der Solarindustrie. Damit setzt PV Cycle die Vorgaben der WEEE für Hersteller und Vertreiber um. Der Entsorger übernimmt dabei alle administrativen und operativen Aufgaben aus den gesetzlichen Entsorgungsverpflichtungen der Hersteller.

Die benannten Entsorgungspflichten der Hersteller müssen eingehalten werden, weil sonst empfindliche Strafen drohen. Hersteller und auch Inverkehrbringer von Photovoltaikanlagen in Deutschland sind demnach zu einer jährlichen Anmeldung im nationalen Register der Stiftung EAR verpflichtet.

Sie müssen dort Reports über Verkaufsmengen, Rücknahmemengen sowie Sammel- und Recyclingquoten abgeben. Hinzu kommen weitere Informationen und Dokumente, die vorzulegen sind. Auf diese Weise kann eine sachgerechte und gegenfinanzierte Erfassung, Abholkoordination und Entsorgung gesammelter Altmodule sichergestellt werden. Für die entstehenden Photovoltaik-Recyclingkosten müssen dabei die herstellenden Unternehmen aufkommen.

Werden Solarmodule fachgerecht recycelt, profitiert in jedem Fall die Umwelt. Zumindest für Privatpersonen ist die Entsorgung von PV-Modulen dabei kostenfrei. Sie müssen lediglich die Demontage der Photovoltaikanlage als Entsorgungskosten berücksichtigen. Da die Hersteller zur Rücknahme und auch Entsorgung von in Wertstoffhöfen gesammelten PV-Modulen verpflichtet sind, entstehen für sie zusätzliche Entsorgungskosten für die Photovoltaik – zum Beispiel durch die Beauftragung eines Dienstleisters wie PV Cycle. Doch was kostet die Entsorgung von Photovoltaik-Modulen? Laut einer Aussage des Unternehmens liegen die Kosten für das Entsorgen der Photovoltaik-Module bei etwa 180 Euro für eine Tonne Altmodule.

Es gibt viele Optionen für die fachgerechte Entsorgung einer PV-Anlage. Doch was ist, wenn die eigene Anlage zwar bereits einige Jahre alt ist, aber insgesamt noch eine gute Leistung erzielt – jedoch ein Modul defekt ist? Ist es dann sinnvoll, es gegen ein funktionstüchtiges gebrauchtes Modul auszutauschen? Ein solches Vorgehen wäre zwar voll und ganz im Sinne des Klimaschutzgedankens, aber lohnt es sich auch aus wirtschaftlichen Gründen?

Gemäß der PV-Austauschregelung können in beliebiger Anzahl alte Module durch neue beziehungsweise Module am selben Standort ersetzt werden. Es ist vor allem ressourcenpolitisch sehr sinnvoll, dass nicht mehr funktionstüchtige PV-Module in einer bestehenden Anlage ersetzt werden. Hierfür können durchaus auch gebrauchte Photovoltaikmodule zum Einsatz kommen.

Allerdings ist im Zusammenhang mit der EEG-Förderung der Anlage zu beachten, dass für die alternativ eingesetzten Module nicht die zu Beginn für die Gesamtanlage festgelegte Einspeisevergütung gezahlt werden kann. Also ist der Austausch gegen andere, auch gebrauchte, Photovoltaikmodule vor allem dann problemlos, wenn man den selbst erzeugten Solarstrom in erster Linie zum Eigenverbrauch verwenden möchte.

Auf speziellen Portalen wie zum Beispiel SecondSol, die sich auf den Handel mit gebrauchten PV-Modulen spezialisiert haben, lassen sich mitunter bis zu 50 Prozent gegenüber dem Preis für Neuware einsparen. Somit kann der Einsatz eines gebrauchten Solarmoduls auf kostensparende Weise zum Erhalt vorhandener PV-Anlagen beitragen – und so die Menge an zu entsorgenden Altmodulen reduzieren.