PV-Abfälle in Italien
Veröffentlicht von Cleantechitaly am Sonntag, August 31, 2014 um
Der Beitrag der erneuerbaren Energien ist sich in den letzten zehn Jahren stark gewachsen. An dieser Entwicklung hat sich aktiv die Erzeugung von Elektrizität durch Photovoltaik-Anlage, die einen erheblichen Zuwachs in Europa und in der Welt gehabt hat, beteiligt. In Italien, insbesondere das Wachstum hat einen exponentiellen Charakter angenommen. Von den rund 320 Terawattstunden (TWh) verbrachten Strom in Italien im Jahr 2013 [1], Photovoltaik-Anlagen liefern heute rund 7% des gesamten nationalen Strombedarfs. Obwohl Solarenergie, hauptsächlich Photovoltaik (PV) immer als grüne Technologie betrachtet wurde, bleibt die Umweltverträglichkeit der mehr als 100 Millionen installierten PV-Modulen in Italien sowie das Risiko von einer rücksichtslosen Abwicklung von PV-Abfällen, schuldbewusst am Rande der öffentlichen Debatte.
Die Verwaltung ein Solarmodul kann in drei Phasen unterteilt werden: Konstruktion, Stromproduktion und Entsorgung des Moduls am Ende seiner Lebensdauer. In der Debatte über die ökologische Nachhaltigkeit der Photovoltaik wird
auf die Phasen der Konstruktion und Entsorgung in der Regel verzichtet zugunsten von Hetzreden über die Wettbewerbsfähigkeit der Photovoltaik mit landwirtschaftlichen Nutzflächen oder auf dem visuellen und architektonischen Eindruck während der Stromproduktionsphase. Im Gegenteil, die kritischen Umweltthemen der Photovoltaik entstehen vor allem während der Bau- und Entsorgungsphase am Ende der Lebensdauer, als Folge der Verwendung von Materialien oder Substanzen die sich für die Gesundheit und die Umwelt als schädlich ergeben.
auf die Phasen der Konstruktion und Entsorgung in der Regel verzichtet zugunsten von Hetzreden über die Wettbewerbsfähigkeit der Photovoltaik mit landwirtschaftlichen Nutzflächen oder auf dem visuellen und architektonischen Eindruck während der Stromproduktionsphase. Im Gegenteil, die kritischen Umweltthemen der Photovoltaik entstehen vor allem während der Bau- und Entsorgungsphase am Ende der Lebensdauer, als Folge der Verwendung von Materialien oder Substanzen die sich für die Gesundheit und die Umwelt als schädlich ergeben.
Der Produktionsprozess von PV-Module ist sehr komplex. Es gibt verschiedene Arten von Solarzellen auf dem Markt, die nach verwendeten Halbleitern und Technologien unterschieden werden können. Vereinfachung vorausgesetzt, ist es möglich, zwischen zwei Haupttechnologien zu unterscheiden: das kristalline Silizium (erste Generation), die genau kristallinem Silizium (c-Si) als Halbleitermaterial für die Erzeugung von Strom durch PV-Effekt nutzt, und dem Dünnschicht (zweite Generation), dass Halbleiter wie amorphes Silizium (a-Si), das sich als Kupfer, Indium, Gallium und Selen (CIS/CIGS) oder Cadmium-Tellurid (CdTe) zusammensetzt, nutzt. In Italien, über 90% der installierten Module nutzt die kristalline Siliziumtechnologie. Mit Blick auf die geographische Herkunft, nur weniger als 10% der gesamten installierten Module kommt aus heimischer Produktion - auch bei Verwendung einen guten Teil der Eigenproduktion für Installationen in Italien -, während 50% sind europäischen Modulen und der restliche 30 und 40% sind hauptsächlich Module von chinesischen und japanischen Herkunft.
In operationeller Hinsicht, ist die durchschnittliche Lebensdauer einer PV-Modul etwa 25 Jahren, nach der die Performance niedriger wird, erfordernd den Austausch und die Entsorgung des Moduls am Ende des Lebens. Die Abfallmenge die sich aus den Photovoltaik-Module am Ende des Lebens ergibt, ist proportional zum Wachstum der installierten PV-Leistung. Leider ist eine genaue Quantifizierung wegen der vielen Unsicherheitsfaktoren in der Praxis schwierig. Jüngste Schätzungen in der wissenschaftlichen Literatur zeigen, etwa 80 kg Abfall pro Kilowatt installierter PV-Leistung.
Unter einer angenommenen voraussichtliche Lebensdauer der Module von 25 Jahren, die Menge der PV-Abfälle denen sich Italien in den kommenden Jahren gegenübergestellt sieht ist in der Grafik hier unter abgebildet.
Da die Expansion der installierten Basis von Photovoltaik Anlagen in Italien fand zwischen 2010 und 2012 statt, ist es selbstverständlich, dass das Problem des Recyclings von Photovoltaik-Module wird erst nach vielen Jahren zu spüren sein, um das Jahr 2030 herum, in dem werden in Italien fast 1,5 Millionen Tonnen PV-Abfall am Ende des Lebens zu finden sein.
Nun, über welche Abfälle reden wir? Der Photovoltaik-Modul setzt sich zusammen aus Photovoltaik-Modulen, bestehend aus kristallinen abgedichtet Siliziumzellen zwischen zwei Platten aus Kunststoffmaterialien, in der Regel EVA (Kurzzeichen von Ethylenvinylacetat) als Schutz gegen Witterungseinflüsse, und dazu zwischen einer Glasplatte und einer Schutzfolie aus polymeren Materialien eingeschossen. Während des Herstellungsprozesses der Module, werden Silizium, EVA und Glas in einem Ofen bei etwa 100 Grad erhitzt, um die Komponenten zwischen ihnen abzudichten, wodurch gleichzeitig die EVA Schutzfolie damit transparent gemacht wird. Anschließend wird das Laminat in einem Rahmen aus extrudiertem Aluminium eingesetzt. Ein Silizium-Photovoltaik-Modul besteht daher für etwa 80% des Gewichts der Glasfront, 10% aus Aluminium-Rahmen, 5% Silizium-Zellen und 5% aus anderen Komponenten. Obwohl die verwendet schädlichen Stoffe bei der Herstellung der PV-Module zahlreich, aber gut dokumentiert sind (Phosphoroxychlorid, Tetrachlorkohlenstoff, etc.) [3], sind Silizium, Glas, Kupfer und Aluminium leicht zu recyceln, möglicherweise für die Realisierung von neuen Module. Jedoch ist die Umweltkritizität der PV-Abfälle durch die Anwesenheit von Blei und Chrom in das PV-Modul [4] dargestellt. Ohne eine ordnungsgemäße Verwaltung der Module am Ende des Lebens, können Ablagerungen auf Deponien ohne Vorsichtsmaßnahmen die Freisetzung in der Umwelt, Wasserquellen oder in der Luft als schädliche Emissionen verursachen, mit negativen Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt.
Sicher ist, dass wir über sehr geringe Mengen von Schwermetallen sprechen. Von den 1,5 Millionen Tonnen Abfälle die aus der Entsorgung von Photovoltaik-Module am Ende des Lebens im Jahr 2035 zu erwarten sind, kaum wird mehr als 10.000 Tonnen Blei und Chrom bestehen. Diese Zahl sollte mit den 800.000 Tonnen Autobatterien, 190.000 Tonnen Industriebatterien und 160.000 Tonnen Gerätebatterien verglichen werden, die Schwermetalle wie Blei, Chrom, Cadmium und Quecksilber enthalten, und die jedes Jahr auf dem Markt in der Europäischen Union eingeführt werden [5] und dass auch recycelt werden müssen. Sicherlich nicht eine unmögliche Aufgabe.
[1] Terna Daten (2013).
[2] EPIA Daten (2014).
[3] ENEA Daten (2014).
[4] Assessment of the Environmental Performance of Solar Photovoltaic Technologies – Clean Energy Fund (2012).
[5] Lead emissions from solar photovoltaic energy system in China and India – Energy Policy (2011).
[6] Eine typische Blei-Säure-Autobatterie dass 13 kg wiegt enthält etwa 7,5 kg Blei.
Quelle: iMille - Magazine
Unter einer angenommenen voraussichtliche Lebensdauer der Module von 25 Jahren, die Menge der PV-Abfälle denen sich Italien in den kommenden Jahren gegenübergestellt sieht ist in der Grafik hier unter abgebildet.
Nun, über welche Abfälle reden wir? Der Photovoltaik-Modul setzt sich zusammen aus Photovoltaik-Modulen, bestehend aus kristallinen abgedichtet Siliziumzellen zwischen zwei Platten aus Kunststoffmaterialien, in der Regel EVA (Kurzzeichen von Ethylenvinylacetat) als Schutz gegen Witterungseinflüsse, und dazu zwischen einer Glasplatte und einer Schutzfolie aus polymeren Materialien eingeschossen. Während des Herstellungsprozesses der Module, werden Silizium, EVA und Glas in einem Ofen bei etwa 100 Grad erhitzt, um die Komponenten zwischen ihnen abzudichten, wodurch gleichzeitig die EVA Schutzfolie damit transparent gemacht wird. Anschließend wird das Laminat in einem Rahmen aus extrudiertem Aluminium eingesetzt. Ein Silizium-Photovoltaik-Modul besteht daher für etwa 80% des Gewichts der Glasfront, 10% aus Aluminium-Rahmen, 5% Silizium-Zellen und 5% aus anderen Komponenten. Obwohl die verwendet schädlichen Stoffe bei der Herstellung der PV-Module zahlreich, aber gut dokumentiert sind (Phosphoroxychlorid, Tetrachlorkohlenstoff, etc.) [3], sind Silizium, Glas, Kupfer und Aluminium leicht zu recyceln, möglicherweise für die Realisierung von neuen Module. Jedoch ist die Umweltkritizität der PV-Abfälle durch die Anwesenheit von Blei und Chrom in das PV-Modul [4] dargestellt. Ohne eine ordnungsgemäße Verwaltung der Module am Ende des Lebens, können Ablagerungen auf Deponien ohne Vorsichtsmaßnahmen die Freisetzung in der Umwelt, Wasserquellen oder in der Luft als schädliche Emissionen verursachen, mit negativen Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt.
Sicher ist, dass wir über sehr geringe Mengen von Schwermetallen sprechen. Von den 1,5 Millionen Tonnen Abfälle die aus der Entsorgung von Photovoltaik-Module am Ende des Lebens im Jahr 2035 zu erwarten sind, kaum wird mehr als 10.000 Tonnen Blei und Chrom bestehen. Diese Zahl sollte mit den 800.000 Tonnen Autobatterien, 190.000 Tonnen Industriebatterien und 160.000 Tonnen Gerätebatterien verglichen werden, die Schwermetalle wie Blei, Chrom, Cadmium und Quecksilber enthalten, und die jedes Jahr auf dem Markt in der Europäischen Union eingeführt werden [5] und dass auch recycelt werden müssen. Sicherlich nicht eine unmögliche Aufgabe.
[1] Terna Daten (2013).
[2] EPIA Daten (2014).
[3] ENEA Daten (2014).
[4] Assessment of the Environmental Performance of Solar Photovoltaic Technologies – Clean Energy Fund (2012).
[5] Lead emissions from solar photovoltaic energy system in China and India – Energy Policy (2011).
[6] Eine typische Blei-Säure-Autobatterie dass 13 kg wiegt enthält etwa 7,5 kg Blei.
Quelle: iMille - Magazine
