Innovative Technologie für das Recycling von Photovoltaikmodulen

Ab September betreibt SUEZ in Deutschland eine Recyclinganlage, welche mehr als 90 Prozent der Bestandteile von siliziumbasierten Solarzellen rückgewinnt.

In den letzten 25 Jahren stieg die Zahl der installierten Photovoltaikanlagen in Deutschland rasant. Damit zählt Deutschland zu den führenden Ländern im Photovoltaikmarkt. Nach heutigen Erkenntnissen erreichen PV-Module nach 25 bis 30 Jahren das Ende ihrer Lebenszeit. Es ist also davon auszugehen, dass spätestens ab 2020 große Mengen an PV-Altmodulen entsorgt werden müssen. Laut SUEZ, einem der größten privaten Entsorgungs- und Umweltdienstleister Deutschlands, soll die Zahl der zu verwertenden Altmodule allein in Deutschland bis 2026 auf 50.000 Tonnen pro Jahr steigen und sich bis 2040 auf 200.000 Tonnen vervierfachen.

Aufgrund dieser Prognose und des Beschlusses der Europäischen Union, das Recycling von PV-Modulen durch die Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE) zu regeln, ist 2016 das europäische Projekt ELSi entstanden. Das Projekt wird von SUEZ, Geltz Umwelt-Technologie, einem erfahrenen Anlagenbauer, sowie dem Fraunhofer Institut umgesetzt. Ziel ist die Rückgewinnung und Wiederverwertung aller Materialien aus siliziumbasierten PV-Modulen. Darüber hinaus ist ein vollständiges Recyclingsystem der Module angestrebt: von der notwendigen Logistikkette für die Sammlung der Module über die Trennung der Materialbestandteile in der neu entwickelten Anlage bis hin zur Verwertung der gewonnen Sekundärrohstoffe.

Das Projekt ELSi wurde im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizon 2020“ der EU gefördert und die erste Phase nach zwei Jahren Entwicklung erfolgreich abgeschlossen. In der zweiten Phase wurde eine Pilotanlage zum Recycling der PV-Module am SUEZ-Standort Knittlingen errichtet, die im September 2018 in Betrieb geht. In dem neuen Recyclingprozess werden mechanische, thermische und elektrochemische Verfahren so kombiniert, dass pro Jahr bis zu 50.000 Altmodule hocheffizient recycelt und wertvolle Rohstoffe in den Materialkreislauf zurückgeführt werden.

Ein enormer Fortschritt

Die innovative Pilotanlage ist auf siliziumbasierte PV-Module spezialisiert; sie betreffen 90 Prozent aller Solarmodule. Die Module selbst bestehen neben Silizium aus Glas, Aluminium, Kupfer, Edelmetallen und einer Reihe von Polymeren. Im bisherigen Recyclingprozess werden lediglich das Glas, das Aluminium aus den Rahmen und das in den Kabeln enthaltene Kupfer der Altmodule verwertet. Die neue, weltweit einzigartige Anlage von SUEZ und Geltz Umwelt-Technologie ist so konzipiert, dass mehr als 90 Prozent aller enthaltenen Materialien zurückgewonnen werden. Dies ist ein enormer Fortschritt, denn insbesondere die Gewinnung von Metallen aus dem Erdreich ist mit erheblichen Eingriffen in die Umwelt verbunden. Mit dem neuen Verfahren wird eine bisher nicht dagewesene Rohstoffquelle für Edelmetalle erschlossen.

Um die einzelnen Komponenten voneinander zu trennen und separat recyceln zu können, werden zunächst die enthaltenen Polymere durch Pyrolyse entfernt. Der Pyrolyseprozess findet in einem speziellen Reaktor unter Sauerstoffabschluss statt. Der Reaktor wird bis zur einsetzenden Reaktion aufgeheizt – dabei wird weitere Wärmeenergie frei und der Druck im Reaktor steigt an. Durch die so erreichten Zieltemperaturen zerfallen die Polymere zu einem Gasgemisch, das überwiegend aus Methan, Propan und Butan besteht. Der Reaktor wird anschließend abgekühlt und Aluminiumrahmen, Glas und Solarzellen werden entnommen. Im Pyrolyseprozess bleiben alle Materialien – außer den Polymeren – vollständig erhalten. Glas und Aluminium können nach dem Pyrolyseprozess direkt wieder in der Produktion eingesetzt werden. Die nun von Polymeren befreiten Solarzellen durchlaufen weitere elektrochemische Verfahrensschritte, in denen die wertvollen Edelmetalle rückgewonnen werden.

Damit die Altmodule ihren Weg zur neuen PV-Recyclinganlage finden, können Verbraucher diese direkt bei einer SUEZ-Annahmestelle abgeben oder abholen lassen. So können sie sicher sein, dass wertvolle Rohstoffe rückgewonnen werden und der Verwertungskreislauf nachhaltig geschlossen wird.

www.suez.de

Grafik: SUEZ Deutschland GmbH

(EU-Recycling 09/2018, Seite 43-Advertorial)