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Technik

Lassen sich Solarzellen recyceln?

5. Jan.
Electrical Device, Solar Panels

Foto (C): Action Press

Solarmodule sind zu schade zum Verschrotten, denn sie enthalten wertvolle Rohstoffe. Forscher arbeiten an Verfahren, um diese wiederzugewinnen.

Zur Jahrtausendwende eroberten Solaranlagen die Dächer. Nun, 20 Jahre später, nähern sich viele Paneele der ersten Generation ihrem Lebensende. Bis 2025 sollen in Deutschland daher knapp 100 000 Tonnen Solarschrott anfallen, schätzt die Internationale Organisation für erneuerbare Energien. Das entspricht etwa fünf Millionen der aktuell üblichen Standardmodule.

Oft werden Anlagen allerdings ausrangiert, nur weil ein oder zwei defekte Solarzellen den Stromertrag spürbar verringern. Anstatt das ganze Modul zu verschrotten, ist es technisch möglich, die defekten Teile auszutauschen. Forscher der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) in Gießen haben dies schon erfolgreich durchgeführt. »Da es im Wesentlichen aber Handwerk ist, wird eine Reparatur zu teuer. Das liegt vor allem am Stundenlohn«, sagt Harald Weigand, Professor im Fachbereich Life Science Engineering der THM. Eine neue, billige Solaranlage aus Asien ist in der Regel günstiger als die Reparatur. 

Im Reaktor werden wertvolle Rohstoffe vom Plastik getrennt

Dennoch ist das Verschrotten von Solaranlagen verschwenderisch. Denn Solarzellen bestehen aus wertvollen Rohstoffen wie dem Halbleitermaterial Silizium. Weil sie in Kunststofffolien eingefügt und mit ihnen verschmolzen sind, ist es jedoch schwierig, sie zu recyceln. Ein neues Verfahren soll das ändern: Eine Forschergruppe des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, des Entsorgers Suez und anderer Partner hat einen Reaktor entwickelt, mit dem sich gut 95 Prozent aller enthaltenen Materialien zurückgewinnen lassen. »Entwicklungsziel der Pilotanlage im schwäbischen Knittlingen ist es, 50.000 Module pro Jahr recyceln zu können«, sagt Louisa Mahr von Suez.

Um die einzelnen Komponenten voneinander zu trennen und separat zu recyceln, werden die Polymer-Kunststoffe der Folie durch die sogenannte Pyrolyse entfernt: Große Hitze trennt die chemischen Verbindungen, die Polymere zerfallen zu einem Gasgemisch, darunter sind Methan, Butan und Propan. Dann lässt man den Reaktor abkühlen. Aluminiumrahmen, Glas und Solarzellen, die die Pyrolyse alle unbeschadet überstehen, werden entnommen. »Die Solarzellen durchlaufen dann weitere elektrochemische Verfahrensschritte, in denen wertvolle Edelmetalle zurückgewonnen werden«, erläutert Mahr. Silizium, Zink, Zinn und manchmal auch geringe Mengen Silber landen dadurch nicht in der Müllverbrennung, sondern können wiederverwendet werden.

(Text: Dieter Möller)

Der Artikel ist in der Ausgabe 12/2020 von P.M. Fragen & Antworten erschienen.

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