Inhalt:
- Können Solarmodule recycelt werden?
- Wann sollte man darüber nachdenken, Solarmodule zu recyceln?
- Warum Solarmodule recyceln?
- Recyclingwert von Solarmodul-Komponenten
- Recyclingverfahren für Solarmodul-Komponenten
- Wo können wir Solarmodule recyceln?
Können Solarmodule recycelt werden?
Ja, Solarmodule können recycelt werden.
Das Recycling von Solarmodulen bietet mehrere Vorteile und einige Herausforderungen. Positiv ist, dass es wertvolle Ressourcen schont, die Umweltsustainability fördert, indem es Abfall und den CO2-Fußabdruck reduziert, wirtschaftliche Chancen eröffnet und die Einhaltung von Umweltvorschriften sicherstellt, wo erforderlich. Es gibt jedoch auch Nachteile, wie die technische Komplexität des Recyclings, die anfänglich hohen Kosten, eine begrenzte Recycling-Infrastruktur in einigen Gebieten und potenzielle Risiken im Umgang mit gefährlichen Materialien. Insgesamt überwiegen die Vorteile des Recyclings von Solarmodulen bei weitem die Nachteile, was es zu einer entscheidenden Praxis für eine grünere und nachhaltigere Energiezukunft macht.
Veraltete Solarmodule können zerlegt werden, um verschiedene wertvolle Materialien wie Silizium, Aluminium, Silber, Kupfer und mehr zu extrahieren, die einer sekundären Nutzung für die Herstellung neuer Solarmodule und elektronischer Komponenten zugeführt werden können. Hinsichtlich der Zusammensetzung von Photovoltaik-Modulen bestehen die Hauptkomponenten in der Regel aus Photovoltaik-Glas, Aluminiumrahmen, Solarzellen, EVA-Folie, Anschlussdosen und einer Photovoltaik-Rückseite. Die ungefähre Gewichtsverteilung jeder Komponente ist etwa wie folgt: Glas macht etwa 70% aus, Aluminium 10%, Klebstoffdichtstoffe 10%, Silizium 5% und seltene Metalle wie Silber, Indium, Gallium und andere etwa 1% des Gesamtgewichts aus. Bei Betrachtung der Zusammensetzung dieser Solarmodule kann der Großteil eines veralteten Solarmoduls effektiv als recycelbares Material für die Neuproduktion genutzt werden. Darüber hinaus haben Metalle, obwohl sie nur einen kleineren Teil des Gewichts eines Solarmoduls ausmachen, einen erheblichen Recyclingwert. Dieser Artikel wird den materiellen Recyclingwert der verschiedenen Komponenten von Solarmodulen im Detail beschreiben.
Wann sollten Solarmodule recycelt werden?
Das Recycling von Solarmodulen sollte in Erwägung gezogen werden, wenn die Module das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen, irreparabel beschädigt sind oder durch effizientere Module ersetzt werden. Im Allgemeinen gibt es einige Situationen, in denen das Recycling von Solarmodulen in Erwägung gezogen werden sollte:
Lebensende: Solarmodule haben in der Regel eine Lebensdauer von 25-30 Jahren, danach nimmt ihre Effizienz ab. Zu diesem Zeitpunkt ist das Recycling eine sinnvolle Option.
Technische Ausfälle: Wenn Ihre Solarmodule erhebliche technische Mängel aufweisen, wie umfangreiche Zellschäden oder elektrische Probleme, kann das Recycling praktikabler als Reparaturen sein.
Aufrüstungen: Wenn Sie sich entscheiden, Ihre vorhandenen Solarmodule durch fortschrittlichere und effizientere Modelle zu ersetzen, sorgt das Recycling für eine ordnungsgemäße Entsorgung der alten.
Sturmschäden: Nach Naturkatastrophen oder schweren Stürmen sollten irreparable beschädigte Module recycelt werden, um die Umweltauswirkungen zu minimieren.
Umweltvorschriften: In einigen Regionen gibt es Vorschriften und Anforderungen für die ordnungsgemäße Entsorgung und das Recycling von Solarmodulen. Die Einhaltung dieser Vorschriften ist unerlässlich.
Das Recycling von Solarmodulen in diesen Szenarien ist nicht nur umweltverantwortlich, sondern hilft auch, wertvolle Materialien für die Verwendung in neuen Modulen zurückzugewinnen und Abfall zu reduzieren.
Warum Solarmodule recyceln?
Auf dem Markt für Elektroschrott mag die Menge und das Ausmaß an weggeworfenen Solarmodulen derzeit nicht beeindruckend sein, doch ihre Wachstumsrate ist die schnellste. Die Branche befürchtet, dass mit der weltweiten Beschleunigung und Vertiefung der Umstellung auf grüne Energie und der zunehmenden Verbreitung von Solarenergieanwendungen das Management einer großen Anzahl ausgedienter Solarmodule zu einer untragbaren Belastung für den Solarenergiesektor werden könnte. Daher wird das Thema Recycling von Solarmodulen von immer mehr Menschen überdacht und diskutiert, und das Recycling von Solarmodulen ist zu einer Notwendigkeit geworden, um die Umwelt zu schützen. Das Recycling von Solarmodulen bietet mehrere bedeutende Vorteile, die im Einklang mit dem Umweltschutz und potenziellen Kosteneinsparungen stehen:
Umweltschutz: Das Recycling von Solarmodulen ist eine umweltbewusste Praxis, die vor der Entsorgung auf Deponien schützt, die zu Umweltverschmutzung führen könnte. Außerdem erfordert das Recycling von Solarmodulen weniger Energie im Vergleich zum Abbau und Verfeinern von Rohstoffen. Durch die Verwendung von recycelten Materialien wird der Energieverbrauch bei der Produktion von Solarmodulen reduziert, was zur allgemeinen Energieeffizienz und einem reduzierten CO2-Fußabdruck beiträgt. Auf lange Sicht kann das Recycling kosteneffizienter sein als die Entsorgung von Solarmodulen. Mit der Verbesserung der Recyclingtechnologien und der steigenden Nachfrage nach recycelten Materialien werden die wirtschaftlichen Vorteile des Recyclings immer bedeutender.
Ressourcenrückgewinnung: Solarmodule enthalten wertvolle Materialien wie Silizium, Aluminium, Silber, Kupfer und seltene Metalle. Das Recycling dieser Materialien stellt eine wirtschaftlich rentable Quelle für die Herstellung neuer Module und elektronischer Komponenten dar und spart Produktionskosten. Das Recycling von Solarmodulen trägt zu einer Kreislaufwirtschaft bei, in der Materialien kontinuierlich wiederverwendet und umfunktioniert werden und eine nachhaltige Lieferkette entsteht.
Generierung zusätzlicher Einnahmen: Abgesehen von den Umwelt- und Wirtschaftsvorteilen kann das Recycling von Solarmodulen Möglichkeiten zur Generierung zusätzlicher Einkommen schaffen. Da die Nachfrage nach sauberer Energie wächst, wird sich die Recyclingbranche ausweiten. Unternehmer und Einzelpersonen können die Sammlung und das Recycling von ausgedienten Solarmodulen erkunden, zum nachhaltigen Energieökosystem beitragen und dabei finanziell profitieren. Dieser zusätzliche Einkommensstrom kann ein bedeutender Anreiz für diejenigen sein, die das Recycling von Solarmodulen als lohnendes Unterfangen in Erwägung ziehen.
Recyclingwert von Komponenten von Solarmodulen
Solarmodule sind als Eckpfeiler des erneuerbaren Energiesektors von einer komplexen Zusammensetzung von Materialien geprägt, von denen viele einen erheblichen Recyclingwert aufweisen. Monokristalline Solarmodule sind heute eine der häufigsten Arten von Solarmodulen auf dem Markt. Im Folgenden finden Sie eine Analyse der verschiedenen Teile eines monokristallinen Silizium-Solarmoduls:
Siliziumwafer:
Siliziumwafer sind das Herzstück von Solarmodulen, die entweder aus polykristallinem oder monokristallinem Silizium hergestellt werden. Ihre hohe Reinheit ermöglicht ein effizientes Recycling und die anschließende Verwendung bei der Produktion neuer Solarmodule, wodurch die Abhängigkeit von begrenzten Siliziumressourcen verringert wird.
Anteil: Etwa 5-10% des Modulgewichts.
Wert: Höher. Der Recyclingwert von Siliziumwafern hängt vom Marktpreis für Silizium ab, der in der Regel zwischen einigen Dollar bis zu einem Dutzend Dollar pro Kilogramm liegt.
Schwierigkeit beim Recycling: Mittel. Erfordert Technologie, um die Wafer vom EVA zu trennen und das Silizium weiter zu verfeinern.
Rahmen (normalerweise aus Aluminium):
Die Rahmen von Solarmodulen bestehen in der Regel aus Aluminium, dessen mechanische Lasten und Eigenschaften perfekt dazu geeignet sind, PV-Module zu stützen und zu schützen. Nach dem Recycling können sie einem Schmelzprozess unterzogen werden, der zur Herstellung neuer Aluminiumprodukte wie Rahmen, Halterungen oder anderen Aluminiumkomponenten führt.
Anteil: Etwa 5-10% des Modulgewichts.
Wert: Hoch. Der Recyclingwert von Aluminium liegt in der Regel im Bereich von einigen hundert bis zu einigen tausend Dollar pro Tonne.
Recycling-Schwierigkeit: Niedrig. Die Aluminium-Recyclingtechnologie ist ausgereift.
Glas:
Glas ist ein sehr wichtiger Bestandteil von Solarmodulen. Es ermöglicht die Sammlung von Sonnenlicht, leitet das Licht auf die Zellen zur Stromerzeugung und schützt die Zellen im Solarmodul effektiv vor externen physischen Schäden. Bei einzelnen Glas-Solarmodulen wird in der Regel vollständig gehärtetes Glas verwendet, während bei Glas-Glas-Solarmodulen halbgehärtetes Glas verwendet wird. Recyceltes Glas kann eingeschmolzen oder weiterverarbeitet werden, um neue Glasprodukte herzustellen und die Abhängigkeit von primären Glasressourcen zu verringern.
Anteil: Etwa 75-80% des Modulgewichts.
Wert: Der Recyclingwert von Glas ist relativ niedrig, in der Regel im Bereich von Zehner bis Hunderten von Dollar pro Tonne.
Recycling-Schwierigkeit: Mäßig. Die Glasrecyclingtechnologie ist gut etabliert, aber es ist notwendig, sicherzustellen, dass das Glas vollständig von anderen Materialien getrennt ist.
EVA (Ethylvinylacetat-Copolymer):
EVA ist ein wichtiges Material zur Kapselung von Solarmodulen und eine der Garantien für die Lebensdauer des Solarmoduls. EVA übernimmt die Dichtungs- und Verbindungsfunktion, um die Zellen in den Solarmodulen zu schützen. Ordentlich behandelte EVA-Folien können in der Herstellung von Solarmodulen wiederverwendet werden, wodurch der Bedarf an neuen Materialien verringert wird.
Anteil: Etwa 10% des Modulgewichts.
Wert: Niedrig. EVA ist schwerer wiederverwendbar, wobei der Hauptwert im Umweltschutz liegt.
Schwierigkeit beim Recycling: Hoch. Effektive Methoden müssen entwickelt werden, um EVA zu trennen und wiederzuverwenden.
Rückseite (Backsheet):
Backsheets werden hauptsächlich verwendet, um Solarmodule vor der Erosion durch Licht, Feuchtigkeit, Hitze, Frost und andere harte Umweltfaktoren auf ihrem Kapselungsfilm, Zellen und anderen Materialien zu schützen. Backsheet-Materialien umfassen in der Regel Polymere und Aluminiumfolien. Diese können für die Wiederverwendung in der Herstellung von Solarmodul-Rückseiten oder anderen Anwendungen recycelt werden, wodurch Ressourcenverschwendung vermieden wird.
Anteil: Etwa 3-5% des Modulgewichts.
Wert: Hängt vom Material ab. Polymerrückseiten haben einen geringen Recyclingwert, während Rückseiten aus Glasfaser oder anderen Materialien möglicherweise einen hohen Recyclingwert haben.
Recycling-Schwierigkeit: Mäßig. Erfordert Technologie, um das Backsheet von anderen Materialien zu trennen.
Anschlüsse und Kabel:
Die Funktion des J-Box des Solarmoduls besteht darin, die vom Modul erzeugte Energie mit dem Äußeren zu verbinden.
Anteil: Weniger als 1%.
Wert: Höher, da sie Kupfer und andere wertvolle Metalle enthalten können.
Recycling-Schwierigkeit: Mittel.
Zusammenfassend bieten die Bestandteile von Solarmodulen einen außergewöhnlich hohen Recyclingwert. Effektives Recycling und Wiederverwendung dienen dazu, den Ressourcenverbrauch zu verringern, die Abfallproduktion zu minimieren und die nachhaltige Entwicklung des Sektors für saubere Energie voranzutreiben, um die stetig wachsende Nachfrage nach sauberer Energie zu erfüllen. Dies trägt zur Schaffung eines umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Energieökosystems bei, das unseren Planeten und unsere Zukunft schützt.
Recyclingprozesse für Komponenten von Solarmodulen
Es gibt zwei Hauptkategorien von Solarmodulen, die jeweils unterschiedliche Recyclingmethoden erfordern. Diese Kategorien, nämlich siliziumbasierte und dünnfilm-basierte Module, lassen sich durch einzigartige industrielle Prozesse recyceln. Derzeit sind siliziumbasierte Module weit verbreitet, doch die Materialien in dünnfilm-basierten Zellen behalten einen erheblichen Wert, was ihre potenziellen Beiträge zu nachhaltigen Recyclingpraktiken unterstreicht.
Recycling von siliziumbasierten Modulen:
Rahmen- und Anschlusskasten-Entfernung: Dies beginnt mit einer sorgfältigen Demontage, um Aluminium- und Glaskomponenten zu trennen. Die extrahierten Rahmen und Anschlusskästen können für neue Module wiederverwendet werden, wodurch der Bedarf an Rohstoffen reduziert wird.
Trennung von Glas und Siliziumwafer: Glas wird mit thermischen, mechanischen oder chemischen Methoden von Siliziumwafern getrennt. Etwa 95% des Glases können wiederverwendet werden.
Thermische Behandlung: Die Materialien werden bei 500°C behandelt, wodurch das einkapselnde Plastik verdampft. Selbst dieser Abfall wird als Wärmequelle wiederverwendet.
Reinigung von Silizium und Metallen: Chemische und elektrische Methoden verfeinern Siliziumwafern und Metalle. Das gereinigte Silizium kann in Solarzellen wiederverwendet werden und Metalle in Hightech-Industrien.
Solarmodule werden delaminiert, um wertvolle Materialien zurückzugewinnen.
Dünnschicht-Solarmodul-Recycling:
Zerkleinerung und Verfeinerung: Die Module werden in einen Schredder gegeben und in einer Hammermühle weiter verfeinert, um sicherzustellen, dass die Partikel 4-5mm oder kleiner sind.
Flüssigkeitstrennung: Eine rotierende Schraube trennt feste von flüssigen Bestandteilen. Die Flüssigkeiten durchlaufen eine Fällung und Entwässerung zur Reinigung.
Halbleitermaterial: In einer Metallverarbeitungsstufe werden Halbleitermaterialien getrennt und dabei etwa 95% des Materials zurückgewonnen.
Endgültige Glasrückgewinnung: Durch Spülen und Vibration werden bis zu 90% der Glaselemente für die Wiedereinführung in den Herstellungszyklus erhalten, wodurch Abfall minimiert und Ressourcen geschont werden.
Wo können wir Solarmodule recyceln?
Hersteller- und Einzelhandelsprogramme: Viele Solarmodulhersteller und -händler haben Recyclingprogramme eingerichtet. Erkundigen Sie sich beim Unternehmen, bei dem Sie Ihre Solarmodule gekauft haben, nach ihren Recyclinginitiativen.
Lokale E-Schrott-Recyclingzentren: Elektronikschrott-Recyclingzentren nehmen möglicherweise ausgediente Solarmodule als Teil ihrer Dienstleistungen an. Kontaktieren Sie Ihre lokalen Recyclingzentren oder Einrichtungen für Elektronikschrott, um sich über ihre Möglichkeiten zum Recycling von Solarmodulen zu informieren.
Regierungsprogramme: In einigen Regionen gibt es staatlich geförderte Programme zum Recycling von Solarmodulen. Diese Programme können Sammelstellen oder Richtlinien für die ordnungsgemäße Entsorgung anbieten.
Recyclingunternehmen: Einige Recyclingunternehmen sind auf das Recycling von Elektronikschrott, einschließlich Solarmodulen, spezialisiert. Sie können solche Unternehmen in Ihrer Nähe suchen und sich über ihre Dienstleistungen informieren.
Inzahlungnahmeprogramme: Einige Organisationen und Anbieter von Solarmodulen bieten Inzahlungnahmeprogramme an, bei denen Sie Ihre alten Module gegen neuere, effizientere austauschen können. Sie übernehmen oft das Recycling der alten Module.
Branchenverbände: Verbände der Solarindustrie können Ressourcen und Informationen zum Recycling von Solarmodulen bereitstellen. Sie können Sie zu seriösen Recyclingeinrichtungen führen.
Bevor Sie Ihre Solarmodule recyceln, empfiehlt es sich, die Recyclingeinrichtung oder das Programm zu kontaktieren, um deren spezifische Anforderungen und Verfahren zu verstehen. Ein ordnungsgemäßes Recycling stellt sicher, dass wertvolle Materialien zurückgewonnen werden, während die Umweltauswirkungen minimiert werden.
In einigen europäischen Ländern, in denen PV-Module beliebt sind, wie Frankreich, Deutschland und Italien, wird das Recycling von Solarmodulen ernst genommen.
Frankreich:
Frankreich eröffnete 2018 in Zusammenarbeit mit PV CYCLE und der Abfallorganisation Veolia Europas erstes Solarmodul-Recyclingwerk. Ende Juni 2023 wurde in Frankreich offiziell das weltweit erste Werk zur vollständigen Wiederverwertung von Solarmodulen eröffnet. ROSI, ein Unternehmen, das sich auf das Solar-Recycling spezialisiert hat, besitzt die Einrichtung, die in der Alpenstadt Grenoble liegt. Es hofft, schließlich 99% der Komponenten extrahieren und wiederverwenden zu können. Dies zeigt, dass das Recycling von Solarmodulen immer wichtiger wird und immer standardisierter und effizienter wird.
Deutschland:
In Deutschland erfolgt das Recycling von Solarmodulen in der Regel über spezialisierte Recyclingorganisationen und -unternehmen. Eine wichtige Organisation ist die deutsche Niederlassung von PV Cycle. PV CYCLE ist eine gemeinnützige Organisation, die von der europäischen Solarindustrie gegründet wurde. Sie ist in Deutschland und anderen europäischen Ländern tätig. PV Cycle koordiniert die Rückgewinnung, Entsorgung und stoffliche Verwertung von Solarmodulen, um die Einhaltung der Umweltauflagen zu gewährleisten. Wenn Sie spezielle Dienstleistungen für das Recycling von Solarmodulen oder weitere Informationen benötigen, empfehlen wir, sich an Ihren lokalen Hersteller, Installateur von Solarmodulen zu wenden oder sich an eine Fachorganisation wie PV Cycle für detaillierte Informationen und Anleitung zu wenden.
Wenn Sie weitere Informationen wünschen, klicken Sie bitte auf den untenstehenden Link:
Italien:
Die italienische Regierung hat relevante Politiken eingeführt. Die Finanzierung von Abfällen aus PV-Modulen richtet sich nach deren Kategorisierung:
Abfälle aus als Haushaltsabfälle (B2C) kategorisierten PV-Modulen (d.h. solchen, die in PV-Anlagen mit einer Nennleistung von unter 10 kW installiert sind), werden von den im betreffenden Jahr auf dem Markt aktiven Herstellern entsprechend ihren jeweiligen Marktanteilen finanziert.
Für Abfälle aus als Nicht-Haushaltsabfälle (B2B) klassifizierten PV-Modulen (d.h. solchen, die in PV-Anlagen mit einer Nennleistung von 10 kW oder mehr installiert sind und vor dem 12.04.2014 auf den Markt gebracht wurden), sind die Hersteller für die Finanzierung des Recyclings verantwortlich, wenn sie neue PV-Module zum Austausch der alten verkaufen. In allen anderen Szenarien liegt die finanzielle Verantwortung bei den Nutzern. Für Abfälle, die von B2B PV-Modulen stammen, die nach dem 12.04.2014 auf den Markt gebracht wurden, liegt die finanzielle Belastung bei den Herstellern der von ihnen auf den Markt gebrachten Module.
Darüber hinaus entwickelt das italienische Start-up Tialpi einen innovativen Prozess für das Recycling von ausgedienten Solarmodulen, mit dem Potenzial, 100% des Gewichts eines PV-Moduls zurückzugewinnen. Das neuartige Anlagendesign wird derzeit in Tialpis Einrichtung in der norditalienischen Provinz Biella getestet.
Jetzt, da wir die Machbarkeit des Recyclings von Solarmodulen verstehen, bezieht sich die relevante Frage auf die potenziellen wirtschaftlichen Vorteile. Die Einrichtung einer robusten Infrastruktur für das Recycling von Solarmodulen ist wesentlich, um den bevorstehenden Anstieg an ausgedienten PV-Modulen effektiv zu bewältigen. Sobald dieses Rahmenwerk vorhanden ist, werden mehrere günstige Faktoren und neue wirtschaftliche Aussichten entstehen. Steigende Energiekosten, Fortschritte bei den Recyclingtechnologien und staatliche Vorschriften werden wahrscheinlich den Weg für einen Markt ebnen, auf dem mehr veraltete Solarmodule zum Recycling und nicht zur Deponierung auf Mülldeponien geleitet werden. Diese Umstellung auf das Recycling von PV-Modulen verspricht nicht nur Kosteneinsparungen für Betreiber, sondern bietet auch eine Möglichkeit, Lieferkettenprobleme zu mildern, wodurch die Chancen der Länder, ihre Solarziele zu erreichen, verbessert werden.
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