Entsorgung und Recycling

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1 Photovoltaik: Entsorgung und Recycling Bewertung nachhaltiger Entwicklung Gruppe: Energie und Konsum Johanna Feurstein Matthias Humpeler Simon Vetter Bewertung nachhaltiger Entwicklung Studenten: Feuerstein, Humpeler, Vetter 1

2 Inhalt Einleitung und Aufgabenstellung Überblick: PV Technologien Überblick: Entsorgungsmöglichkeiten Energiebilanz (EPBT) Beispiel Lebenszyklusanalyse Zusammenfassung Quellen 2

3 Einleitung Fragestellung Installation von mehreren PV-Anlagen in den 1970ern, insbesondere in Deutschland Bei einer Lebensdauer von Jahren kommen nun die ersten Anlagen an das Ende ihrer Laufzeit Recycling und Entsorgung gewinnt an Bedeutung Wesentliche Fragen in diesem Zusammenhang: Wie werden Photovoltaikmodule derzeit entsorgt? Welches Gefährdungspotential besteht durch die Entsorgung von Photovoltaikmodulen?

4 Überblick: Technologie Aufbau einer PV-Anlage (on grid) Verbraucher Netzanbindung: An das allgemeine Stromnetz Anschlussbox PV-Module: Module bestehend aus normalerweise 36 Zellen, bei denen besonders die Beständigkeit und Wetterfestigkeit wichtig sind On grid-anlagen: An das allgemeine Stromnetz angeschlossen Machen rd. 99% der installierten Leistung in Europa aus Zählerkasten Stromrichter: Umwandlung des in den PV- Modulen hergestellten Gleichstroms in Wechselstrom

5 Überblick: Technologie Solarzellen im Detail Kristalline Silizium-Technologie Bestehend aus Silizium Monokristalline vs. Polykristalline In 2007: rd. 90% der Solarzellen Dünnschichttechnologie Mehrere verschiedene Typen; große Forschungsaktivitäten Die wichtigsten zur Zeit: Amorphes und mikrokristallines Silizium, Cadmiumtellurid & Chalcopyrite In 2007: rd. 10 der Solarzellen; erwartete Entwicklung bis 2030: 30% Verwendete Rohstoffe Glas,Aluminium, Silizium, U.a. auch Blei und Cadmium (Schwermetalle!)

6 Überblick: Entsorgung Kristalline Siliziummodule Behandlung kristalliner Silizummodule (Versuchsanlage Sunicon AG/Solar World) Arbeitsschritte: Vorbehandlung Thermische Behandlung Manuelle Zerlegung Ätzung bzw. Granulatherstellung VT: Rückgewinnung der Zellen -> max. 4x Wiederaufbereitung einer Zelle

7 Überblick: Entsorgung Dünnschichtmodue: CdTe Behandlung von Dünnschichtmodulen: CdTe (Versuchanlage First Solar) Arbeitsschritte: Zerkleinerung Schichtentfernung Lösungstrennung Glas-EVA Trennung Glasspülung Abscheidung und Entwässerung VT: 90% Glas, 95% Halbleiter wiedergewonnen

8 Energiebilanz (EPBT): Beispiel (1/2) Die Energiebilanz stellt Informationen über die Energieeingänge (Produktion, Entsorgung) sowie die Energieausgänge (Betrieb) eines Prozesses dar. eigene Gedanken Anlagentyp: Energieangebot: Technologie: Lebendauer: Herstellung: Betrieb: Entsorgung: PV-Anlage mit 1kWp (=derzeit ca. 8m²), Netzeinspeisung Globalstrahlungssumme (Zentraleuropa) 1100kWh/m².a kristallines Silicium 30Jahre 2400kWh/kWp => 8640MJ/kWp zurzeit: kWh/kWp -> angenommen mit 900kWh/kWp (=100%) Degradation 10-23Jahr (=90%); 23-30Jahr (=80%) 500kWh/kWp (=ca. 8m²)

9 Energiebilanz (EPBT): Beispiel (2/2) LB3

10 Folie 9 LB3 QUELLE? LB;

11 Life Cycle Assessment Methode der Ökobilanzierung. Hierbei werden anschaulich "von der Wiege bis zur Bahre" die Umweltauswirkungen eines Produktes erfasst

12 Lebenszyklusemissionen Schwermetallen Quelle: First Solar, 2008

13 Zusammenfassung Steigendes Abfallaufkommen von PV-Anlagen erwartet Geschätztes Abfallaufkom m en in Deutschland und Europa Thema Entsorgung und Recycling gewinnt deutlich an Aufmerksamkeit und Dynamik in MWp Deutschland Europa Zur Zeit noch wenige Daten bzgl. Gefahrenpotential von PV Modulen bei Deponierung

14 Quellen (1/2) EPIA, Greenpeace (2008), Solar Generation V 2008 EUROBSERVER (2009), Photovoltaic Barometer EUROSTAT (2009), Energy, transport and environment indicators Jungbluth, N. (2004), Life Cycle Assessment for Emerging Technolgies: Case Study for Photovoltaik and Wind Power, ecomed, S Jungbluth, N. (2008), Life Cycle Assessment of Photovoltaic: Update of ecoinvent data v2.0, Working Paper, ESU - Services Ltd, Uster Sander, K. et al (2004), Stoffbezogene Anforderungen an Photovoltaik-Produkte und deren Entsorgung, Umwelt-Forschungs-Plan, FKZ Sander, K. et al (2007), Studie zur Entwicklung eines Rücknahme- und Verwertungssystem für photovoltaische Produkte Vasilis, M. (2007), Emissions from Photovoltaic Life Cycles, Enviromenal Science & Technology, Vol. 42, Nr. 6

15 Quellen (2/2)

16 World Sustainable Energy Days Was: Internationale Konferenz, Neuigkeiten im Bereich Energie, inkl. Frühstück/Mittag-/Abendessen Wann:3.-5.März 2010 Wo: Stadthalle Wels, A-4600 Wels Anmeldefrist 19.Feb Kosten: 80

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