Recycling von Photovoltaik-Abfällen bringt Kreislaufwirtschaft voran
Laut der EU-Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (EEAG) sollten bis Ende 2018 85 % der PV-Abfälle zurückgewonnen und 80 % zur Wiederverwendung und zum Recycling vorbereitet werden. Das im Rahmen von Horizont 2020 gestartete Projekt CABRISS hat Wege gefunden, die gesetzlichen Vorgaben der EEAG-Richtlinie in neue Geschäftsmöglichkeiten umzumünzen. Es bietet erstmals eine Kreislaufwirtschaft, die recycelte, wiederverwertete und wiedergewonnene Materialien aus Indium (In), Silizium (Si) und Silber (Ag) für PV und andere Anwendungsmöglichkeiten einsetzt. Das Konsortium bestand aus elf Unternehmen und fünf Forschungsinstituten aus neun EU-Ländern, die in einer öffentlich-privaten Partnerschaft zusammenarbeiteten. Projektkoordinator David Pelletier erklärt: „CABRISS hatte seinen Schwerpunkt hauptsächlich auf der Wertschöpfungskette in der PV-Herstellung und konnte somit die branchenübergreifende industrielle Symbiose mit geschlossenen Kreislaufprozessen demonstrieren.“ Der Begriff „industrielle Symbiose“ beschreibt, wie ein Netzwerk vielfältiger Organisationen ökologische Innovation und langfristigen Kulturwandel fördert sowie geschäftliche und technische Prozesse verbessert. CABRISS entwickelte dieses Verfahren, indem es anderen Branchen Rohstoffe als Ausgangsmaterial zulieferte, wie zum Beispiel Si-Abfälle für die metallurgische Industrie.
Wertvolle Materialien aus PV-Abfall
Die Forschenden nutzten im Projekt drei verschiedene Quellen für ihren PV-Abfall. Bei der ersten handelte es sich um Abfälle von ausgemusterten Modulen, während zur zweiten Feststoffabfall aus der PV-Produktion gehörte, der aus einer Mischung von zerstörten Si-Wafern und Si-Zellen besteht. Die letzte Quelle bestand aus trockenem Si-Staub, der bei der PV-Produktion anfällt, wenn beim Schnittprozess Material übrig bleibt, der sogenannte Verschnitt. Die Projektpartner öffneten die Dünnschicht-PV-Module beschädigungslos mithilfe von Lasertechnologie, wodurch das recycelte Glas von höherer Qualität war. „Für Si-basierte PV-Module wurde eine innovative Technologie auf Wasserbasis entwickelt, bei der im Gegensatz zu konventionellen Zerkleinerungstechniken das Glas nicht bricht und alle Materialien in den Si-PV-Modulen gewonnen werden können“, so Pelletier. Das im Rahmen von CABRISS gewonnene Fachwissen diente als Inspiration für eine neue Delaminierungstechnologie, die bei doppelseitigen Modulen besonders wirksam ist und eine vorherige Zerkleinerung überflüssig werden lässt. Diese neue Technologie soll ab 2021 unter der Schirmherrschaft des neuen EU-finanzierten Projekts PHOTORAMA unter Mitwirken einiger der ehemaligen CABRISS-Partnereinrichtungen entwickelt werden. Dieser Ansatz hat den Weg für ein hochwertiges, ertragreiches Recycling von PV-Modulen (Dünnschicht und Si) geebnet, bei dem alle wiederverwertbaren Materialien wirtschaftlich effizient zurückgewonnen werden können. „Das Ergebnis ist ein Recycling von PV-Abfällen, das den EEAG-Rechtsvorschriften entspricht und gleichzeitig den Ertrag sowie die Qualität der gewonnenen Materialien erhöht, also unter anderem Si, In, Ag und hochwertiges unbeschädigtes Glas“, erklärt Pelletier.
Vorteile für eine Kreislaufwirtschaft in der PV-Industrie
CABRISS hat einen alternativen neuen Ansatz für die PV-Industrie aufgezeigt, indem es den Markt als einen Kreislauf betrachtete. „Der PV-Markt besteht nicht nur aus dem Verkauf von PV-Modulen: Auch der Markt für Sekundärrohstoffe und für Anlagen zur Wiedergewinnung von Materialien hat eine erhebliche Tragweite für die Wirtschaft und den Planeten“, erklärt Luc Federzoni, ein Experte vom französischen Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien. Kürzlich wurde durch das Einspeisen der Ergebnisse von CABRISS in das EU-finanzierte Projekt CIRCUSOL klar, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft sich auch mit einem „zweiten“ Leben von PV-Modulen befassen sollte. So wurden in Europa vor Kurzem einige neue Projekte zu diesem Thema mit dem Potenzial, Arbeitsplätze und Wertschöpfung für Europa zu generieren, ins Leben gerufen. Dieses neue Ökosystem wird zu geringeren Auswirkungen der PV auf den Planeten führen und stellt einen weiteren Schritt auf dem Weg zu einer Kreislaufwirtschaft in dieser Branche dar.
Schlüsselbegriffe
CABRISS, PV, Glas, Recycling, Kreislaufwirtschaft, EEAG, Photovoltaik, Elektro- und Elektronik-Altgeräte, Indium, Silizium, Silber
