Was tun mit Photovoltaik-Modulen, wenn sie vom Dach kommen? Diese Frage wird in den nächsten Jahren immer häufiger gestellt werden. Die Müller-Guttenbrunn Gruppe will darauf eine klare Antwort geben. Deshalb errichtet MGG Metrec (MGG Metall Recycling) in Amstetten gerade eine innovative Anlage zum Recycling ausgedienter PV-Module. Die dafür notwendigen Technologien wurden vom Amstettner Unternehmen 2ndCycle entwickelt. Ziel ist es, rund 98 Prozent eines siliziumbasierten PV-Moduls einer hochwertigen Verwertung zuzuführen.
Photovoltaik-Module sind längst ein Massenprodukt. Auf Wohnhäusern, Betriebsgebäuden, landwirtschaftlichen Hallen und Freiflächen produzieren Millionen von Modulen erneuerbaren Strom. Doch was heute installiert wird, muss irgendwann wieder vom Dach. Und schon jetzt werden Anlagen rückgebaut – weil Module defekt sind, weil Hagel Schäden verursacht hat oder weil ältere Paneele gegen leistungsstärkere Modelle getauscht werden.
Damit wächst ein Stoffstrom, für den es verlässliche und vor allem hochwertige Recyclingwege mit möglichst hoher Recyclingtiefe braucht. Genau hier setzt die Müller-Guttenbrunn Gruppe den nächsten großen Schritt. Nachdem sich MGG seit Jahren intensiv mit dem Recycling von Photovoltaik-Modulen beschäftigt, entsteht nun in Amstetten eine eigene PV-Recyclinganlage von MGG Metrec, die 2027 in Betrieb gehen wird.
Machen gemeinsame Sache: 2ndCycle-Gründer und CEO Simon Prüller (li.), Manuel Riedl von MGG Metrec und MGG-CEO Christian Müller-Guttenbrunn (re.) blicken zuversichtlich in die Zukunft des PV-Recyclings.
Eigenes PV-Recycling-Werk in Amstetten.
Die entscheidenden Technologien dafür kommen von 2ndCycle. Das junge Amstettner Start-Up-Unternehmen, an dem die Müller-Guttenbrunn Gruppe beteiligt ist, hat spezielle Maschinen und Verfahren entwickelt, um PV-Module möglichst schonend in ihre wesentlichen Bestandteile zu zerlegen. Für zentrale technische Lösungen wurden bereits Patentanmeldungen eingebracht.
Für MGG-CEO Christian Müller-Guttenbrunn ist vor allem entscheidend, aus einem bislang komplizierten Entsorgungsthema einen funktionierenden Kreislauf zu machen: „Für die Menschen und Unternehmen muss der Weg unkompliziert sein. Wer alte PV-Module hat, braucht vor allem eine klare Antwort auf die Frage: Wohin damit?“
Sorgsame Demontage ist die Grundlage fürs Recycling.
Nicht jedes Modul, das von einem Dach demontiert wird, ist automatisch Abfall. Gerade bei größeren Rückbauprojekten können Paneele technisch noch in gutem Zustand sein und für eine Wiederverwendung infrage kommen. Hier kommt 2ndCycle ins Spiel. „Ob ein Modul grundsätzlich für ReUse interessant ist, können wir anhand des Typs, des Baujahres und der technischen Daten bereits recht gut einschätzen“, erklärt Simon Prüller, CEO von 2ndCycle. „Den tatsächlichen Zustand sehen wir aber erst bei der Prüfung hier bei uns im Werk. Äußere Beschädigungen oder beispielsweise Schäden an den Zellen sind vorher nicht immer erkennbar.“
Gerade deshalb sollte bereits beim Abbau sorgsam mit den Modulen umgegangen werden. Wer Paneele wahllos in einen Container wirft oder Glasflächen beschädigt, zerstört damit nicht nur eine mögliche Chance auf Wiederverwendung. Auch für das anschließende hochwertige Recycling ist ein möglichst intaktes Modul notwendig. Ist die Wiederverwendung der Module technisch oder wirtschaftlich nicht sinnvoll, beginnt der neu entwickelte Recyclingprozess.
Innovative Prozesskette zur Trennung der Module in Sekundärrohstoffe.
Die stofflich größte Fraktion beim Recycling von PV-Modulen sind die Glasplatten, die intakt und vor allem ohne nennenswerte Verschmutzungen zurückgewonnen werden können. Dass die Glasscheiben während der Delamination intakt bleiben, ist ein wesentlicher Vorteil des neu entwickelten 2ncCyle-Verfahrens. So können sie vor dem kontrollierten Glasbruch noch einmal eine entsprechende Qualitätskontrolle durchlaufen.
Bereits bei der Zuführung in die neue Anlage werden die PV-Module mithilfe künstlicher Intelligenz erkannt und charakterisiert. Ein Robotersystem ermöglicht die automatisierte Handhabung sowie die Entfernung von Anschlussdosen und Kabeln, unabhängig von deren Position. Anschließend wird der Aluminiumrahmen des Moduls schonend entfernt. Was einfach klingt, ist technisch durchaus anspruchsvoll: Das Modul wird entrahmt, ohne Glasbruch zu verursachen. Das Aluminium kann anschließend als hochwertiger Sekundärrohstoff wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden.
Danach folgt jener Prozessschritt, der beim PV-Recycling die größte Herausforderung darstellt: Die Trennung des intakten Glases von den darauf aufgebrachten beziehungsweise verklebten Schichten. Das Glas macht den mit Abstand größten Massenanteil eines klassischen PV-Moduls aus. Wird ein Modul einfach geshreddert, entsteht eine Glasfraktion, die mit Kunststoffen, Silizium und anderen Stoffen vermischt ist. Eine hochwertige Verwertung des Glases wird dadurch wesentlich schwieriger. Die von 2ndCycle entwickelte neue Technologie geht deshalb einen anderen Weg. Unter gezieltem Einsatz von Wärme werden Glas und Beschichtung voneinander getrennt. Das Glas wird dabei als vollständig erhaltene Scheibe gewonnen, die kaum mit Verklebungsrückständen verunreinigt ist. Genau darin liegt einer der entscheidenden Vorteile des neuen Verfahrens. „Durch die saubere Trennung der einzelnen Materialschichten schaffen wir die Voraussetzung dafür, dass insbesondere das Glas wieder als hochwertiger Rohstoff eingesetzt werden kann“, erklärt Simon Prüller. Das zurückgewonnene Glas kann nämlich anschließend sauber an entsprechende Glashütten beziehungsweise Verwertungspartner weitergegeben werden. Damit steigt seine Chance, wieder für hochwertige Anwendungen eingesetzt zu werden, anstatt lediglich in weniger anspruchsvollen Bereichen Verwendung zu finden.
Im separierten Folienverbund befinden sich neben Silizium auch metallische Bestandteile wie Kupfer und geringe Mengen Silber. Diese Fraktionen werden von MGG Metran in Kematen an der Ybbs getrennt und aufbereitet.
Wertvolles steckt in der Beschichtung.
Übrig bleibt jene Schicht, die zuvor mit dem Glas verbunden war. Und genau hier stecken weitere interessante Rohstoffe. Neben Silizium befinden sich darin Leiterbahnen und metallische Bestandteile wie Kupfer und geringe Mengen Silber. Diese Fraktionen werden innerhalb der Müller-Guttenbrunn Gruppe weiter zu MGG Metran nach Kematen an der Ybbs gebracht und dort entsprechend getrennt und aufbereitet.
Am Ende werden damit die wesentlichen Bestandteile eines PV-Moduls getrennt: Aluminium aus dem Rahmen, ein großer Anteil hochwertiges Glas sowie jene Fraktionen, in denen Silizium und Metalle enthalten sind. „Wir wollen vor allem eines klar machen: Wir haben einen Weg entwickelt, siliziumbasierte Photovoltaik-Module sauber und nachvollziehbar aufzubereiten“, sagt Manuel Riedl, Geschäftsführer von MGG Metrec. „Entscheidend ist nicht nur eine hohe Recyclingquote, sondern dass möglichst hochwertige Fraktionen entstehen, die im Recyclingkreislauf sinnvoll eingesetzt werden können.“
Wohin mit 20 alten Photovoltaik-Modulen?
Die Aluminiumrahmen der PV-Module werden ohne Glasbruch schonend vom Modul entfernt. So kann das Aluminium anschließend als hochwertiger Sekundärrohstoff wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden.
Die neue Technik ist das eine. Mindestens ebenso wichtig ist allerdings die Frage, wie die ausgedienten Module überhaupt zur neuen Anlage von MGG Metrec gelangen. Und genau hier will MGG die Abläufe möglichst einfach halten. Ein typischer Fall: Ein Elektrounternehmen tauscht bei einem Einfamilienhaus eine ältere PV-Anlage. 20 oder 25 Module kommen vom Dach. Was nun? Zunächst gilt: Module möglichst vorsichtig demontieren und Glasbruch vermeiden. Sind Paletten von den neu gelieferten Modulen vorhanden, können die alten Paneele darauf gesammelt und gesichert werden.
„Es muss unkompliziert bleiben“, betont Manuel Riedl. „Bei kleineren Mengen kann eine geeignete Palette vollkommen ausreichen. Wichtig ist vor allem, die Module nicht in einen Container zu werfen oder unnötig zu beschädigen. Denn nur wenn sie intakt bei uns ankommen, können wir sie optimal recyceln. Beschädigte Module können zwar auch verwertet werden, doch ist dazu mehr Aufwand nötig und höhere Kosten entstehen.“
Frag nach bei MGG Metrec!
Der erste Ansprechpartner für alle, die PV-Module abgeben wollen, ist MGG Metrec in Amstetten – unabhängig davon, ob es sich um einige wenige Module oder einen größeren Rückbau handelt.
Die geplante Aufbereitung mit der neuen Anlage ist auf siliziumbasierte PV-Module ausgerichtet. Daneben gibt es andere Technologien, insbesondere sogenannte Dünnschichtmodule, für die es derzeit noch keine adäquaten Recyclinglösungen gibt. Rein optisch ist die Unterscheidung für Laien aber nicht immer eindeutig. Deshalb soll vor der Anlieferung ein Foto des Typenschilds an MGG Metrec übermittelt werden. Anhand dieser Angaben kann geprüft werden, um welchen Modultyp es sich handelt und ob das Modul über den vorgesehenen Prozess bei MGG Metrec behandelt werden kann.
Perfekte Transportmöglichkeit mit der SolarBox.
Nicht nur bei der Demontage von großen PV-Anlagenparks hat sich die SolarBox als perfektes Transportinstrument bereits bewährt. Alle jene, die größere Mengen gebrauchter PV-Module bewegen müssen, können die flexiblen SolarBoxen bei 2ndCycle erwerben.
Für Unternehmen, die regelmäßig PV-Anlagen demontieren, sowie für größere Rückbauprojekte hat 2ndCycle zusätzlich eine eigene Transport- und Lagerlösung entwickelt: Die SolarBox. Die verzinkte, mehrfach verwendbare Transportbox wurde speziell für gebrauchte PV-Module konstruiert. Sie ist staplerfähig und ermöglicht es, die Paneele bereits direkt beim Rückbau geordnet und geschützt zu lagern. „Die Module kommen beim Abbau direkt hinein, bleiben geschützt und müssen später nicht mehr umgelagert werden. Wenn ein Unternehmen regelmäßig Anlagen rückbaut, vereinfacht das den gesamten Ablauf erheblich“, erklärt Simon Prüller. Die Box ist wiederverwendbar und kann über Jahre hinweg für unterschiedliche Projekte eingesetzt werden. Gerade bei größeren Mengen oder laufenden Rückbauarbeiten entsteht damit ein Kreislaufsystem für Sammlung, Zwischenlagerung und Transport. Sie ist jedoch kein Muss. Für kleinere Mengen bleibt auch die Anlieferung auf geeigneten Paletten möglich.
Die sinnvollste Lösung für Gemeinden
Neben den Elektrounternehmen sind aber vor allem Gemeinden, Gemeindeverbände und deren Wertstoffsammelzentren oft das erste Auffanglager für ausgediente PV-Module. Wenn Privatpersonen Anlagen umbauen, einzelne Module nach Schäden getauscht oder ganze Dächer neu belegt werden, landet die Frage „Wohin mit den alten Paneelen?“ oftmals am Gemeindeamt oder beim Sammelzentrum. Eine einheitliche Antwort darauf gibt es heute noch nicht überall. Genau deshalb sieht die Müller-Guttenbrunn Gruppe hier Handlungsbedarf. Es muss aus Sicht der Recyclingexperten nicht zwingend jedes einzelne Sammelzentrum in Niederösterreich PV-Module übernehmen. Sehr wohl braucht es aber regionale und klar kommunizierte Lösungen. „Wir können natürlich nicht für jede einzelne Gemeinde eine eigene Entsorgungsstruktur aufbauen“, sagt Christian Müller-Guttenbrunn. „Aber wir können gemeinsam mit den Verbänden daran arbeiten, verlässliche Wege zu schaffen. Wichtig ist, dass ein Bürger oder ein Gemeindeamt weiß, wo Module angenommen werden und was anschließend damit passiert.“ Denkbar sind etwa definierte regionale Übernahmestellen, bei denen Module geschützt gesammelt und in entsprechenden Intervallen zur Aufbereitung weitertransportiert werden.
Die SolarBox ist auch stapelbar und kann mit jedem Gabelstapler bewegt werden.
Für die Mitarbeiter vor Ort muss das System vor allem einfach sein. „Wir können nicht erwarten, dass jeder Mitarbeiter eines Sammelzentrums zum PV-Techniker wird“, sagt Manuel Riedl. „Darum brauchen wir klare Regeln und einfache Abläufe: Modul möglichst ganz lassen, Typenschild dokumentieren und dann über einen definierten Weg weitergeben.“
Die große Welle kommt erst…
Noch ist die Menge alter PV-Module vergleichsweise überschaubar. Doch das wird sich ändern. Die großen Ausbauwellen der Photovoltaik in Österreich liegen noch nicht lange genug zurück, als dass bereits entsprechende Rücklaufmengen vorhanden wären. Gleichzeitig werden Module zunehmend nicht nur wegen technischer Defekte ausgetauscht. Auch sogenannte Repowering-Projekte spielen eine Rolle. Ältere Module funktionieren zwar noch, werden aber durch neue Paneele mit deutlich höherer Leistung ersetzt. Damit wird die Menge, die entweder einer Wiederverwendung oder dem Recycling zugeführt werden muss, in den kommenden Jahren kontinuierlich wachsen. „Die große Welle kommt erst auf uns zu“, sagt Christian Müller-Guttenbrunn. „Wie stark sie in einzelnen Jahren ausfallen wird, hängt von vielen Faktoren ab – von der technischen Entwicklung über Förderungen bis zum Strompreis. Sicher ist aber: Die Mengen werden steigen.“
Für die Müller-Guttenbrunn Gruppe ist deshalb genau jetzt der richtige Zeitpunkt, entsprechende Strukturen zu entwickeln und aufzubauen. Aus einer Forschungsfrage wird deshalb in den kommenden Monaten ein konkreter industrieller Prozess. Gebrauchte Module übernehmen, mögliche ReUse-Kandidaten erkennen, Aluminiumrahmen abtrennen, Glas hochwertig zurückgewinnen und die verbleibenden Wertstofffraktionen weiter aufbereiten. Oder einfach formuliert: Aus einer alten Solaranlage werden bei MGG wertvolle Rohstoffe zurückgewonnen. Und aus der Frage „Wohin mit meinen alten PV-Modulen?“ soll künftig eine möglichst einfache Antwort werden: „MGG Metrec fragen!“
Grobes Schema der von 2ndCycle neu entwickelten Recycling-Anlage für gebrauchte Photovoltaik-Module: Auf der einen Seite werden die Module angeliefert und während des Prozesses in Anschlussdosen & Kabel, Aluminiumprofile, den Folienverbund und das Glas separiert. Die intakten Glasscheiben werden nach der Delamination vom Folienverbund nochmals gecheckt und im Anschluss kontrolliert gebrochen, da das Glas als Schüttgut (Bruchglas bzw. Glasscherben) logistisch einfacher handzuhaben ist.