Wie ökologisch sind Solaranlagen wirklich?

Erneuerbare Energien beanspruchen die endlichen Ressourcen unserer Erde nur in geringem Masse und schaffen Möglichkeiten der nachhaltigen Energiegewinnung. Solarenergie benötigt keine fossilen Energieträger zur Energieerzeugung und setzt somit auch kein klimaschädliches CO₂-frei. Trotzdem halten sich Kritiken an der Umweltbilanz von Photovoltaikanlagen und lösen mitunter hitzige Diskussionen aus.  Dabei geht es oft um die aufwändige Herstellung, giftige Stoffe und schlechtes Recycling. Wollen Sie wissen, ob die kritischen Stimmen Recht haben? Lesen Sie unsere Antwort in diesem Holzwurm nach.

Behauptung: „Für die Fertigstellung von Solaranlagen wird viel Energie verbraucht. Dies ist alles andere als ökologisch!“

Als Grundlage für die schweizerische Energiepolitik 2050 liess das Bundesamt für Energie BFE 2012 einen Ökobilanz-Vergleich verschiedener Stromerzeugungsarten erstellen. Als Ergebnis wurden die Emissionen, die bei der Produktion einer Photovoltaikanlage freigesetzt werden, auf 83 g CO² pro produzierter Kilowattstunde (kWh) Solarstrom berechnet. Aktuellere Berechnungen befinden diesen Wert jedoch als wesentlich zu hoch, weil wichtige technologische Entwicklungen und Besonderheiten der dezentralen Stromeinspeisung nicht berücksichtigt wurden. Unabhängig davon mit welchen Daten gerechnet wird, klar ist, Photovoltaik hat einen deutlich kleineren Fussabdruck als die meisten anderen Stromerzeugungsmöglichkeiten. Nur Wind- und Wasserkraft sind noch umweltschonender als Photovoltaik. Hier werden nur etwa 25 beziehungsweise 40 g CO² pro erzeugte Kilowattstunde freigesetzt. Im Gegensatz dazu steht ein Braunkohlekraftwerk mit Emissionen von 1.153g CO² pro erzeugter kWh oder ein Steinkohlekraftwerk mit 949 g. Etwas emissionsärmer sind Erdgaskraftwerke mit nur 450g pro kWh.

Die energetische Amortisationszeit gibt an, in welcher Zeit die Anlage die Energie abgegeben hat, die für die Herstellung benötigt wurde. Bei den heutigen Solaranlagen ist dieser Zeitpunkt nach ungefähr zwei bis drei Jahren erreicht (Tendenz sinkend). Bei einer Anlagenlebensdauer von ca. 25 Jahren oder mehr (Tendenz steigend) bedeutet das, dass eine Anlage 6-12 mal mehr Energie erzeugt, als sie verbraucht hat.

Auch Atomstrom ist keineswegs CO²-neutral. Allenfalls für den Betrieb von AKW Anlagen, keineswegs aber für die der Stromerzeugung vorgelagerte Prozesskette. Betrachtet man den gesamten Lebensweg – vom Uranabbau, der Brennelementherstellung, dem Kraftwerksbau und -Rückbau bis zur Langzeitlagerung der hochradioaktiven Abfällen (für welche bis heute noch keine genehmigte Lösung gefunden wurde) – werden in den einzelnen Stufen natürlich ebenfalls Treibhausgase emittiert.

Behauptung: „Photovoltaik Module enthalten giftige Substanzen“

Über 95 % aller auf der Welt produzierten Photovoltaikanlagen bestehen aus Mono- oder Polykristallinen Multi- Modulen aus dem Halbleitermaterial Silizium (Quarzsand). Silizium ist das zweithäufigste Element auf der Erde und in ausreichenden Mengen vorhanden. Die Verarbeitung und auch die Entsorgung von Silizium sind umweltverträglich. Bei frühen Anlagen durfte allerdings noch mit Blei gelötet werden und auch für die Elektronik eingesetztes Silber und Kupfer gehören zu den Umweltgiften. Moderne Techniken verzichten auf den Einsatz von Blei und der Einsatz von Silber konnte drastisch gesenkt werden.

Ein kleiner Anteil der verbauten Photovoltaik Modulen besteht aus Dünnschichtmodulen. Bei diesen werden Schwermetalle wie Kadmium oder Indium eingesetzt, welche im schlechtesten Fall durch eine Beschädigung freigesetzt werden können. Dünnschichtmodule kommen in der Schweiz aber nur selten vor. Unabhängig von der Modulart sind ein kontrolliertes Recycling und eine fachgerechte Entsorgung zwingend notwendig um die Umwelt nicht zu gefährden.

Behauptung: „Das Recycling kann nicht garantiert werden und lohnt sich nicht“

Der Alterung unterworfen sind vor allem Deckglas und elektrische Anschlüsse. Ist die Anlage am Ende ihrer Lebensdauer angekommen können praktisch alle Elemente wirtschaftlich und effizient zurückgewonnen werden. Geregelt wird dies durch die vorgezogene Entsorgungs- und Recyclinggebühr VEG oder vRG.

Aus den entsorgten Panels werden vor allem Glas, Metalle zurückgewonnen. Lediglich der Kunststoff (gemeinsam mit den Metallen ca. 10 % – 20 % Anteil) wird nicht wiederaufbereitet. Aufgrund der dünnen Solarzellen sind Reinigungen und Rückbau der Zelle selbst nicht wirtschaftlich. Beim Recycling setzt man deshalb auf Solarzellenbruch. Dieser wird gereinigt wieder zu multikristallinen Gussblöcken eingeschmolzen, aus denen dann neue Wafer hergestellt werden. Das erspart die aufwendige Gewinnung von Silizium aus hochreinem Quarz. Mit den heutigen Technologien können zwischen 80 % und 90 % des Modulgewichts für die Produktion von neuen Materialien zurückgewonnen werden.

Grosses Potential

Solarstrom verfügt über grosses Potential. Photovoltaik Module entwickeln sich weiterhin in rasantem Tempo weiter. Bei Moduleffizienz, Materialverbrauch und Lebensdauer sind weiterhin Steigerungen zu erwarten. Zudem verbessert jede nachhaltige Energiequelle den zukünftigen Strommix, was wiederum weniger Klimabelastung bei der Produktion bedeutet. Es gilt aus diesem Grund, das grosse Potenzial von Solarstrom in der Schweiz rasch zu erschliessen, um die Produktion von nicht erneuerbarem, umweltbelastendem Strom zu ersetzen.

Übrigens: Das Titelbild zu diesem Artikel zeigt das Stuberholz Gelände. Die hauseigene Photovolatikanlage auf dem Dach der Stuberholz Produktionshallen produzieren aktuell Strom für drei Wohnungen und eine Villa. In Zukunft wird auch das nahe gelegene Altersheim mit Strom aus der Anlage versorgt.

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Bilder: STUBER & CIE AG, istockphoto.com