Projekt ReSi-Norm

Neue Standards für das Recycling von PV-Modulen

27. Mai 2021, 16:31 Uhr   |  Kathrin Veigel

Neue Standards für das Recycling von PV-Modulen
© Fraunhofer IWKS

Materialfraktionen nach dem Recycling eines Photovoltaikmoduls: vorne Glas, hinten Halbleiterpulver.

Aktuell gibt es verschiedene Verfahren und Konzepte zum Recycling von ausgedienten PV-Modulen. Um diese zu beurteilen, fehlt es jedoch an Standardisierung und Normung von Recyclingprozessen, damit das volle Potenzial des Recyclings ausgeschöpft werden kann. Das will das Projekt »ReSi-Norm« ändern.

Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS und gemeinsam mit den drei Verbundpartnern VDE Renewables, DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE sowie der Firma Hensel Recycling wird im Projekt »Standardisierung und Normung von Recyclingprozessen für Siliziumsolarmodule – ReSi-Norm« ein ganzheitlicher Ansatz für das Solarmodulrecycling realisiert, der alle Faktoren zur Normung entlang des gesamten Wertstoffkreislaufs abdeckt. Durch die Erarbeitung von Normungsvorschlägen sollen die Normungsabläufe auf nationaler und europäischer Ebene unterstützt werden.

Wie können PV-Module besser recycelt werden?

Die Rücknahme und das Recycling alter PV-Module waren in Deutschland über einen langen Zeitraum kaum gesetzlich geregelt, unter anderem durch die hohe Lebensdauer und die daraus bedingten noch geringen Rücklaufmengen. Im Zuge der Energiewende sind Photovoltaik-Module einige der wichtigsten Energiewandler zu Solarstrom der natürlichen und quasi unbegrenzt verfügbaren Energiequelle Sonneneinstrahlung. Damit einher geht der Bedarf an hochwertigen Gläsern und kritischen Ressourcen wie Halbleitermaterialien und Edelmetallen.

In Europa, und besonders in Deutschland, sind die Rohstoffe zur Herstellung der Materialien nicht ausreichend verfügbar. Daher besteht eine Abhängigkeit von unsicheren Lieferketten, Preisen, Verfügbarkeiten und geopolitischen Einflussfaktoren. In diesem Zusammenhang gewinnt das Recycling von PV-Modulen nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch an Bedeutung.

Mit Inkrafttreten der EU-Richtlinie 2012/19/EU »Waste of Electrical and Electronic Equipment« (WEEE2) 2012 und des Elektrogesetzes (ElektroG2) 2015 stieg ebenfalls der regulatorische Druck. Seit der neuesten Änderung der WEEE2-Richtlinie 2018 müssen zudem 85 Prozent der verkauften PV-Module gesammelt und zu 80 Prozent recycelt werden. Insgesamt können nach Expertenschätzungen bis zu 95 Prozent der in einem Solarmodul verbauten Materialien wiederverwertet werden. Mit der jüngsten Anpassung des ElektroG2 im Dezember 2020 wurden die Behandlungsanforderungen an Photovoltaikmodule weiter konkretisiert.

So müssen PV-Module im Recycling nach Typ (siliziumbasierte und nicht-siliziumbasierte) getrennt behandelt werden sowie eine Entfrachtung der gewonnenen Fraktionen von Blei, Selen und Cadmium innerhalb spezifischer Grenzwerte durchgeführt werden. Dies ist ein wichtiger erster Schritt in Richtung Mindestqualitätsanforderungen und Ressourcenschonung im Recycling von PV-Modulen. In der Praxis geht dies allerdings nicht weit genug: So wird weder das PV-Frontglas noch das Silizium-Halbleitermaterial flächendeckend einem Recyclingprozess zugeführt. Dies soll in ReSi-Norm richtungsweisend für alle zukünftigen Verfahren evaluiert und umgesetzt werden.

Neue Forschungsergebnisse und Industrie-Wissen vereinen

Mechanische, thermische und chemische Recyclingverfahren für PV-Module werden seit über 15 Jahren erforscht. Mit modernen Recyclingverfahren ist es heute theoretisch möglich, Altmodule so zu recyceln, dass die Wertstoffe annähernd vollständig wieder einem Produktionsverfahren als Sekundärrohstoffe zugeführt werden können. Doch wenn im nächsten Jahrzehnt größere Stückzahlen zur Wiederverwertung anstehen, müssen diese Verfahren gerade im Hinblick auf Effizienz und Ressourcenschonung kontinuierlich verbessert werden. Ebenfalls muss eine Vergleichbarkeit der Verfahren hergestellt werden, um ihre Effizienz bewerten zu können.

Ausgehend vom Stand der Forschung und den betrieblichen Anwendungen wollen die Projektparteien von ReSi-Norm daher gemeinsam neue Standards für das Recycling von PV-Modulen setzen und dazu State-of-the-Art-Prozesse und Forschungsergebnisse betrachten. Besondere Berücksichtigung finden dabei bereits vorliegende Ergebnisse und Erkenntnisse aus aktuellen nationalen oder europäischen Programmen und Entwicklungsaktivitäten. So sollen innerhalb des ReSi-Norm-Projekts eine standardisierte Vorgehensweise und Normen für Sammelquoten und realistische Recyclingquoten für das gesamte Wertstoffpaket eines PV-Moduls entwickelt und implementiert werden.

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