Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. (SFV)

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02.08.2018, Petra Hörstmann-Jungemann:

Umweltrisiken durch Solarmodule?

Informationen zu einem Studienergebnis

In einer aktuellen Studie „Schadstofffreisetzung aus Photovoltaik-Modulen“ wird vor Umweltgefahren gewarnt, die von Solarmodulen ausgehen können [1]. Es wird die Schadstoffauswaschung bei solchen Solarmodulen betrachtet, deren Oberfläche zerstört oder gerissen ist. Aus intakten Modulen treten grundsätzlich keine Schadstoffe aus. Somit dürfte von den allermeisten PV-Anlagen keine ökologische Belastung ausgehen.

Zu Bedenken ist auch, dass sich in vielen Produkten des täglichen Lebens auch heute teilweise noch Schadstoffe, wie z.B. das Umweltgift Blei in Korrosionsschutzmitteln, in Wasserleitungen, Kunststoffen oder Kerzendochten befinden. Jeder Eintrag in die Umwelt ist selbstverständlich zu vermeiden.

Grundsätzlich könnte man deshalb bei der Erstellung von Produkten (gilt auch für die Produktion von Strom) auf umweltschädigende und toxische Verbindungen so weit wie möglich verzichten oder entsprechende Gesetze erlassen. Auch Hersteller von Solarmodulen sollten im Blick haben, dass Schwermetalle in der Umwelt gesundheitsgefährdend sind.

Statt Unsicherheit und Angst bei Photovoltaikanlageninvestoren zu schüren, sei an die immensen Emissionen von Schadstoffen, wie z.B. Quecksilber aber auch Cadmium, Arsen, Blei, Zink bei der Verbrennung von Braunkohle erinnert. Quecksilber ist zum Beispiel ein Nervengift. In der Europäischen Union ist Deutschland einer der Spitzenreiter bei der Quecksilberbelastung der Umwelt [2].

Die im folgenden vorgestellte Studie wurde durch das Institut für Photovoltaik (ipv) und das Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft der (ISWA) Universität Stuttgart erstellt und durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.
 
zerstörtes Solarmodul
 

Worum geht es in der Studie?

In vielen Modulen werden neben ökologisch unproblematischen Materialien auch Stoffe, wie z.B. Molybdän, Kupfer, Blei oder Cadmium verbaut. Letztere, wie z.B. Blei oder auch Cadmium-Verbindungen, sind Umweltgifte und gelten teilweise auch als krebserregend. Blei wird derzeit in vielen
Modulen im Lötzinn eingesetzt. Lötzinn kann bis zu 36 Prozent aus Blei bestehen. In Cadmium-Tellurid-Modulen besteht die photoaktive Schicht selbst aus dem Material Cadmium-Tellurid (CdTe).

In der Studie sollte geklärt werden, unter welchen Voraussetzungen Schadstoffe aus Modulen austreten können. Dazu wurden die Module in kleine Stücke geschnitten und drei verschiedenen wässrigen Lösungen (sauer, neutral und basisch) mit unterschiedlicher Verweildauer ausgesetzt. Die Lösungen könnten ggf. auch so in der Umwelt vorkommen.

Es wurden 4 verschiedene, industriell gefertigte und am Markt verfügbare Modultypen untersucht (sie machen mehr als 99 Prozent des Weltmarktes aus). Dies waren Module aus kristallinem Silizium (c-Si), aus amorphem Silizium (a-Si), Cadmiumtellurid (CdTe) und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS).

Ergebnis: Der Anteil der gelösten Stoffe in der Lösung war nicht nur vom pH-Wert, sondern auch von der Verweildauer in der wässrigen Lösung abhängig. Neben weiteren Bestandteilen waren sowohl Blei als auch Cadmium in den Lösungen zu finden. Als besonders problematisch erwiesen sich z.B. die Dünnschichtmodule auf Cadmium-Tellurid-Basis und CIGS-Module. So konnte nachgewiesen werden, dass sich
Cadmium in sauren Lösungen fast vollständig lösen kann.

Die Freisetzung der Schadstoffe der getesteten Module fand vor allem an offenen Kanten und an „freigelegten Oberflächen“ statt.

Empfehlungen in der Studie

Da das Auslösen der Schadstoffe von den Rändern der getesten Modulstücke erfolgt, sind die Autoren der Ansicht, dass Module mit Rissen oder defekte Module sehr schnell ausgetauscht werden sollten, um einen Schadstoffeintrag in die Umwelt zu vermeiden.

Sorgen bereiten den Autoren zudem auch die große Menge an weltweit bereits verbauten Solarmodulen. Die Gefährdung durch Giftstoffe sei besonders in den Ländern groß, die keine geordnete Abfallentsorgung haben: „Es erscheint schwer vorstellbar, dass alle diese Module weltweit wieder eingesammelt, einem Recycling unterworfen und die Schadstoffe entweder neu verteilt oder aber sicher deponiert werden.“

Sie fordern deshalb zumindest eine Aufnahme von Photovoltaik-Modulen in die EU-Richtlinie „Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten“ (RoHS) der Europäischen Union.

Die Verwendung von Blei und Cadmium ist in der Richtlinie seit 2006 in elektrischen und elektronischen Geräten zwar grundsätzlich verboten, jedoch wurden Solarmodule ausgenommen, so die Autoren der Studie.

Der Einsatz von toxischen Verbindungen wie Blei in Lötzinn für kristallinen Module könne mit sehr geringem Aufwand ersetzt werden. Eine Aufnahme in die Richtlinie sei auch wichtig, da bereits an Modulen mit bleihaltigen neuen Materialien wie z.B. Perowskiten (Halbleiter-Material) geforscht werde [1].


Quellen
[1] „Schadstofffreisetzung aus Photovoltaik-Modulen“ http://www.ipv.uni-stuttgart.de/news/Schadstofffreisetzung-aus-Photovoltaik-Modulen/?__locale=de
[2] „Schadstoffe aus Braunkohlekraftwerken“ https://www.bund-nrw.de/themen/mensch-umwelt/braunkohle/hintergruende-und-publikationen/braunkohlenkraftwerke/dreckschleuder-braunkohlekraftwerk/



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