Energiegewinnung mit dem Kraftwerk auf dem eigenen Dach: Photovoltaik-Anlagen sind in aller Munde und haben in der jüngsten Vergangenheit einen regelrechten Boom erfahren. Doch was tun, wenn die Photovoltaik-Paneele nicht mehr gebraucht werden? Um Antworten auf diese Frage zu geben, wird – unter anderem von der Müller-Guttenbrunn Gruppe – intensiv an einem vollständigen Aufbereitungs- und Verwertungsprozess für PV-Module geforscht.
Die Frage, was mit Photovoltaik-Paneelen geschehen soll, stellen sich Besitzer und Betreiber von PV-Anlagen oftmals erst, wenn diese nicht mehr funktionstüchtig sind oder nicht mehr rentabel arbeiten. Wohin mit den Paneelen, die nicht in herkömmlichen Altstoffsammel-Zentren entsorgt werden können? Wer nimmt sie zurück? Fallen dafür Kosten an?
Im Prinzip sind die Hersteller verpflichtet, dafür zu sorgen, dass die von ihnen produzierten Paneele einer fachgerechten Entsorgung oder, wesentlich nachhaltiger, dem fachgerechten Recycling zugeführt werden. Weltweit forscht man daran, die einzelnen Komponenten der einzelnen PV-Module so zu trennen, dass sie einer Weiter- bzw. Wiederverarbeitung zugeführt werden können. Und die Zeit drängt, denn angesichts des Hypes um das „Kraftwerk am eigenen Dach“ – angefeuert durch die extrem hohen Energiekosten – werden mittelfristig viele PV-Anlagen gegen leistungsstärkere Modelle getauscht und somit stellt sich die Frage, was mit den alten Modulen geschieht.
Die größte Herausforderung beim Recycling von PV-Paneelen stellt die Glasplatte dar, die mit weiteren Komponenten wie z.B. Silicium verklebt ist. Diese Verklebungen gilt es, zu lösen.
Der Status quo: Es gibt noch viel zu tun.
Die Müller-Guttenbrunn Gruppe beteiligt sich intensiv an nationalen und internationalen Forschungsprojekten. Damit aber nicht genug. Auch intern wird seit geraumer Zeit nach Möglichkeiten auf diesem Gebiet geforscht. Die Herausforderung dabei ist, dass der stofflich größte Anteil, die Glasplatte, welche mit einer Hintergrundfolie und weiteren Komponenten – wie zum Beispiel Silicium – verklebt ist. Diese Verklebung gilt es zu lösen. Und zwar so zu lösen, dass der Vorgang der Trennung und des anschließenden Recyclings in einen wirtschaftlich darstellbaren Prozess umgewandelt werden kann.
Derzeit werden bei MGG Metran in Kematen an der Ybbs der Alurahmen (ca. 10% des Gesamtmaterials) sowie die Kunststoffteile an der Rückseite des Paneels von der Verbund-Glasscheibe getrennt. Dabei werden die Module zuerst geshreddert und zerkleinert. Die Nicht-Eisen-Metalle werden im „Metran-Hexenkessel“ herausgearbeitet, bei Schmelzbetrieben werden die Metalle wieder dem Stoffkreislauf zugeführt.
Geprüft und getestet werden derzeit verschiedene stoffliche Verwertungswege für die Glasfraktionen. Dieses Prozedere kann aber maximal eine Übergangslösung sein. „Diese Vorgangsweise ist nur ein erster, sehr kleiner Schritt in die richtige Richtung“, erklärt Daniel Forstner, Verantwortlicher bei Metran für die Forschungen zum Thema PV-Recycling. „Ziel muss es sein, dass aus alten Photovoltaik-Paneelen wieder neue Photovoltaik-Paneele entstehen. Aber davon ist die Branche noch meilenweit entfernt. Die Herstellung von PV-Modulen erfolgt überwiegend in China, daher ist dieses Ziel ein langfristiges“.
In den vergangenen Monaten führte Daniel Forstner zahlreiche Gespräche mit Unternehmen, welche das geshredderte Verbundglas eventuell weiterverarbeiten könnten. Am besten wäre es natürlich, wenn man aus dem Altglas wieder neues Glas für PV-Module machen könnte. Aber auch diese Lösung funktioniert erst dann, wenn man einen Weg findet, um das Glas von den Beschichtungen wirtschaftlich sinnvoll zu trennen.
Ziel muss es sein, dass aus alten Photovoltaik-Paneelen neue produziert werden. Oder dass man Anlagen einer Weiterverwendung zuführen kann.
Apollo und PVReValue – Forschungsprojekte mit Metran-Beteiligung.
Um die Thematik auf breite Beine zu stellen, beteiligt sich Metran an Apollo, einem wissenschaftlichen Horizon-Projekt der EU, das daran arbeitet, aus PV-Paneelen wieder PV-Paneele herzustellen. Internationales Knowhow wird hier unter der Leitung von Experten des Fraunhofer-Instituts aus Halle an der Saale gebündelt. Mit dabei auch ein PV-Hersteller aus der Türkei, der – als einziger in Europa – alle Business-Units, die es zum Bau von PV-Modulen braucht, in seinem Betrieb vereint. Ein wertvoller Erfahrungs-Lieferant mit viel Knowhow aus der Praxis.
Die Vision von Apollo ist die Schaffung einer Kreislaufwirtschaft durch das Recycling aller PV-Materialien in hoher Qualität. Ziel ist es, die Materialrückgewinnung durch fünf innovative Verfahren von 18 % auf 93 % zu steigern: Sortierung, Extraktion, Veredelung, Wiederverwendung, Rückverfolgung & Zirkularität.
Auch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG hat mit PVReValue ein Projekt gefördert, bei dem die Montanuniversität Leoben als Koordinator fungiert. Die Müller-Guttenbrunn-Gruppe engagiert sich hier ebenfalls als Projektpartner, um das Thema aktiv mit voranzutreiben.
Der Innovationsgehalt liegt bei PVReValue einerseits in der mehrstufigen Verbundauftrennung, welche eine Vorfraktionierung der weiteraufzubereitenden Fraktionen bewirkt. Andererseits in der komplexen Kombination weiterer Aufbereitungsverfahren für die gewonnenen Fraktionen. Die hohe Qualität des Verfahrens beginnt bereits bei der Inputcharakterisierung, wodurch Module selektiv chargiert und Outputqualitäten in Folge entsprechen modelliert und eingestellt werden können. Das Projekt generiert so hochwertig verwertbare Sekundärrohstoffe im Sinne einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft.
2nd Cycle: Österreichische Start Up-Power für das Thema PV-Reuse.
Mit der Beteiligung am Amstettner Start-up ‚2nd Cycle‘ erweitert die Müller-Guttenbrunn Gruppe ihre Aktivitäten im Bereich Photovoltaik-Recycling um einen innovativen Zugang. Statt gebrauchte PV-Module sofort zu recyceln, verfolgt ‚2nd Cycle‘ einen Reuse-first-Ansatz: Module werden automatisiert geprüft und – sofern technisch möglich – einem zweiten Lebenszyklus zugeführt.
Ergänzend bietet ‚2nd Cycle‘ auch integrierte Recyclingprozesse für nicht wiederverwendbare Module sowie mit der SolarBox eine intelligente Logistiklösung für den sicheren und effizienten Transport. MGG bringt in dieser Partnerschaft eine langjährige Expertise in Recyclingtechnik und Stoffstrommanagement ein, um den Aufbau einer zukunftsfähigen, geschlossenen Verwertungskette für PV-Module aktiv mitzugestalten.
Daniel Forstner wagt einen Blick in die Zukunft des Photovoltaik-Recyclings: „Der wirtschaftliche Gedanke wird zeigen, in welche Richtung das Recycling bzw. Reuseing von PV-Modulen geht.“
Cenelec-Zertifizierung für MGG.
Die Müller-Guttenbrunn Gruppe hat ihre Recycling-Prozesse von Elektrogroß- und Kleingeräten nach Cenelec zertifizieren lassen. Seit Dezember letzten Jahres hat das Unternehmen auch ein entsprechendes Zertifikat (Cenelec EN 50625-2-4) für die Annahme und Weiterverarbeitung von Photovoltaik-Modulen. Dafür müssen vorgegebene Verwertungsquoten und Verarbeitungsrichtlinien beachtet werden. Damit die Schadstoffentfrachtung richtig funktioniert, gibt es strenge Grenzwerte für Kadmium, Selen und Blei. Diese Grenzwerte stellen sicher, dass nur siliciumbasierte Module verarbeitet wurden. Auf dem Markt gibt es auch sogenannte Dünnschicht-Module, die einer anderen Technologie entsprechen und per Gesetz als gefährlicher Abfall eingestuft sind.
Der Blick in die Glaskugel.
Daniel Forstner wagt einen Blick in die Zukunft des Photovoltaik-Recyclings: „Der wirtschaftliche Gedanke wird zeigen, in welche Richtung das Recycling bzw. Reuseing von PV-Modulen geht. Nicht außer Acht gelassen werden darf bei den Überlegungen, dass Billigware aus China auf den Markt drängt und somit die Recyclingbestrebungen – wie in anderen Branchen – erschwert.“ Derzeit kann man beobachten, dass der Photovoltaik-Boom vorerst seinen Zenit erreicht hat. Die Nachfrage stagniert, wohl auch, weil ein hoher Sättigungsgrad erreicht ist. „Gewiss ist jedoch, dass auf die Recycling-Branche in wenigen Jahren eine große Menge an ausgedienten PV-Paneelen zukommt. Ich hoffe, dass wir bis dahin eine gute Lösung gefunden haben, um auch im Bereich der PV-Module den Produktkreislauf sinnvoll schließen zu können.“