Die Photovoltaik Herstellung Umwelt ist ein Thema von wachsender Bedeutung, da der Bedarf an erneuerbaren Energien stetig steigt. Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) wandeln Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um und spielen eine zentrale Rolle bei der Energiewende. Doch wie umweltfreundlich ist die Herstellung von Photovoltaikanlagen wirklich, und welche Auswirkungen hat sie auf unsere Umwelt?
Wie funktioniert die Stromerzeugung mit Photovoltaik?
Photovoltaikanlagen basieren hauptsächlich auf mono- und polykristallinen Solarzellen. Diese Zellen bestehen aus Halbleitermaterialien, die unter Lichteinfall Elektronen freisetzen und somit Gleichstrom erzeugen. Ein Wechselrichter wandelt diesen Gleichstrom anschließend in Wechselstrom um, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist oder direkt vor Ort genutzt werden kann.
Förderung der Photovoltaik in Deutschland
Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ist das wichtigste Instrument zur Förderung der Photovoltaik in Deutschland. Es legt Vergütungssätze für jede eingespeiste Kilowattstunde (kWh) fest, wobei zwischen kleinen PV-Anlagen auf Einfamilienhäusern und größeren Anlagen bis 1 Megawatt (MW) unterschieden wird. Für Anlagen über 1 MW müssen Betreiber an Ausschreibungen der Bundesnetzagentur teilnehmen.
Die Höhe der Vergütung hängt vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme ab und wird über 20 Jahre gezahlt. Die Vergütungssätze wurden in der Vergangenheit schrittweise gesenkt, um den sinkenden Systemkosten der Photovoltaik Rechnung zu tragen. Aktuelle Vergütungssätze sind bei der Bundesnetzagentur einsehbar. Seit Inkrafttreten des EEG im Jahr 2000 wurden Solaranlagen in großem Umfang installiert, und die Kosten sind seitdem um über 90 Prozent gesunken.
Die Stromerzeugungskosten variieren zwischen Dach- und Freiflächenanlagen. Freiflächenanlagen sind pro Kilowatt installierter Leistung oft günstiger als Dachanlagen. Für eine erfolgreiche Energiewende sind sowohl verbrauchsnahe Dachanlagen als auch schnell zu errichtende Freiflächenanlagen notwendig. Mehr Informationen zu den Auswirkungen auf die Umwelt finden Sie unter windkraft umweltschädlich.
Karte von Kraftwerken und Photovoltaikleistung in Deutschland
Photovoltaikanlagen im Emissionshandelssystem
Photovoltaikanlagen sind nicht Teil des europäischen Emissionshandels (EU-ETS), der emissionsintensive Industrie- und Energieanlagen betrifft. Der Emissionshandel verteuert die Nutzung fossiler Brennstoffe, da Betreiber Emissionsberechtigungen erwerben und einlösen müssen. Eine freiwillige Teilnahme von Photovoltaikanlagen am Emissionshandel ist weder nach EU- noch nach deutschem Recht vorgesehen.
Ökobilanzielle Betrachtung: Photovoltaik Herstellung Umwelt
Die Photovoltaik Herstellung Umwelt wird insbesondere in den Lebensphasen Herstellung und Recycling beeinflusst. Im Betrieb selbst entstehen keine nennenswerten Umweltwirkungen. Je länger die Betriebsphase, desto geringer sind die Umweltwirkungen pro erzeugter Kilowattstunde PV-Strom. PV-Anlagen ohne Batteriespeicher amortisieren sich in Deutschland nach durchschnittlich ein bis zwei Jahren energetisch.
Im Vergleich dazu amortisieren sich konventionelle Energieerzeugungsanlagen mit fossilen Brennstoffen nie energetisch, da im Betrieb immer mehr Energie in Form von Brennstoffen eingesetzt werden muss, als man an Nutzenergie erhält. Nach einer Nutzungsdauer von 30 Jahren entstehen im Lebenszyklus einer Photovoltaikanlage pro erzeugter Kilowattstunde rechnerische Emissionen in Höhe von 43-63 g CO₂-Äquivalent/kWh (monokristalline Module).
Laut Berechnungen vermeidet eine Photovoltaikanlage Emissionen hauptsächlich aus Steinkohle- und Gaskraftwerken in Höhe von 746 Gramm CO₂-Äquivalente/kWh. Der Netto-Vermeidungsfaktor der Photovoltaik liegt bei 690 Gramm CO₂-Äquivalente/kWh. Um auch zuhause einen Beitrag zu leisten, können Sie sich über umweltschutz zu hause informieren.
Karte von Kraftwerken und Photovoltaikleistung in Deutschland
Entsorgung und Behandlung von alten Photovoltaikmodulen
Die Lebensdauer eines Photovoltaikmoduls beträgt in der Regel 25 bis 30 Jahre. Photovoltaikmodule, die mit Inkrafttreten des ersten EEG im Jahr 2000 installiert wurden, sind zumeist noch heute im Einsatz. Heutige Module werden meist mit 30 Jahren Leistungsgarantie verkauft.
Photovoltaikmodule fallen unter das Elektro- und Elektronikgerätegesetz (ElektroG). Altgeräte aus privaten Haushalten können kostenfrei über öffentlich-rechtliche Entsorgungsträger entsorgt werden. Alle ordnungsgemäß gesammelten Elektroaltgeräte müssen einer Erstbehandlung zugeführt werden. Die Elektroaltgeräte-Behandlungsverordnung (EAG-BehandV) stellt weitere Anforderungen an die Behandlung, Schadstoffentfrachtung und das Recycling von Altmodulen.
Kristalline siliziumbasierte Photovoltaikmodule werden beispielsweise in einem trockenmechanischen Verfahren aufbereitet. Die entstehenden Fraktionen (z. B. Glas, Aluminium, Kunststoff) werden größtenteils recycelt. Aktuell liegt die Quote für die Vorbereitung zur Wiederverwendung und das Recycling von alten Photovoltaikmodulen in Deutschland bei 92,4 %.
Schadstoffe in Photovoltaikmodulen
In Bezug auf Schadstoffe bestehen keine Bedenken gegen Photovoltaikanlagen. Es werden fast nur noch kristalline Module eingesetzt, bei denen als Schadstoff geringe Mengen Blei in den Lötverbindungen enthalten sein können. In Dünnschichtmodulen wird Cadmium-Tellurid als Halbleitermaterial eingesetzt. Bei unbeschädigten Modulen besteht keine Gefahr der Emission von Schadstoffen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass selbst bei Beschädigung des Deckglases oder der Randversiegelung keine relevanten Schadstoffaustritte zu erwarten sind.
Fazit: Photovoltaik Herstellung Umwelt
Die Photovoltaik Herstellung Umwelt ist zwar mit Umweltwirkungen verbunden, jedoch überwiegen die positiven Effekte deutlich. Durch die Vermeidung von Emissionen aus fossilen Brennstoffen und die hohe Recyclingquote trägt die Photovoltaik maßgeblich zur Energiewende und zum Klimaschutz bei.