STUDIE ZUR ENTWICKLUNG EINES RÜCKNAHME- UND VERWERTUNGSSYSTEM FÜR PHOTOVOLTAISCHE PRODUKTE

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1 STUDIE ZUR ENTWICKLUNG EINES RÜCKNAHME- UND VERWERTUNGSSYSTEM FÜR PHOTOVOLTAISCHE PRODUKTE GEFÖRDERT DURCH DAS BMU FÖRDERKENNZEICHEN 03MAP092 KOFINANZIERT DURCH EPIA / BSW-SOLAR November 2007 Das diesem Bericht zugrunde liegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit unter dem Förderkennzeichen 03MAP092 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor. 1

2 Autoren Knut Sander Stephanie Schilling Karsten Wambach Sylke Schlenker Anja Müller Johann Springer Dörte Fouquet Andrea Jelitte Gerhard Stryi-Hipp Thomas Chrometzka Kontakt: Knut Sander Ökopol GmbH Nernstweg Hamburg Tel

3 Verzeichnisse Inhaltsverzeichnis (kurz) 1. HINTERGRUND UND ZIELSETZUNG DER PHOTOVOLTAIK MARKT PV-TECHNOLOGIEN PROGNOSE DES ABFALLAUFKOMMENS POLITISCHE UND RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN VERWERTUNGSPROZESSE UND TECHNIKEN ÖKOBILANZIELLE ASPEKTE ECKPUNKTE EINES FREIWILLIGEN RÜCKNAHMESYSTEMS TRANSPORTENTFERNUNGEN UND LOGISTIKKOSTEN ANALYSE DER AUSWIRKUNGEN VERSCHIEDENER HANDLUNGSOPTIONEN VERGLEICH DER OPTIONEN ZUSAMMENFASSUNG QUELLENVERZEICHNIS ANHANG

4 Verzeichnisse Inhaltsverzeichnis (ausführlich) 1. HINTERGRUND UND ZIELSETZUNG DER PHOTOVOLTAIK MARKT PV-MARKT IN DEUTSCHLAND PV-MARKT IN EUROPA PV-MARKT WELTWEIT ZUKÜNFTIGE ENTWICKLUNG DES PV MARKTES ENTWICKLUNG EINZELNER TECHNOLOGIEN UND IHRER MARKTANTEILE PV-INDUSTRIE ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE PV-TECHNOLOGIEN KRISTALLINE SILIZIUM-TECHNOLOGIE DÜNNSCHICHTTECHNOLOGIEN Übersicht Kurzbeschreibung der Produkte und Technologien Involvierte Materialien MOTIVATOREN FÜR KÜNFTIGE SOLARZELLEN- UND MODULTRENDS ZUKÜNFTIGE VERÄNDERUNGEN DER VERWERTUNGSEIGENSCHAFTEN DER PV- TECHNOLOGIEN ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE PROGNOSE DES ABFALLAUFKOMMENS POLITISCHE UND RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN THEMATISCHE STRATEGIEN Thematische Strategie Nachhaltige Nutzung von natürlichen Ressourcen Thematische Strategie Vermeidung und Verwertung ABFALLRAHMENRICHTLINIE ANDERE RELEVANTE RICHTLINIEN Verpackungsrichtlinie Batterie-Richtlinie Elektroaltgeräte Richtlinien ERFAHRUNGEN MIT RÜCKNAHMESYSTEMEN FÜR ANDERE PRODUKTE UND DER UMSETZUNG DER DIESBEZÜGLICHEN GESETZLICHEN VORGABEN Rücknahme und Entsorgung von Elektroaltgeräten nach dem ElektroG am Beispiel der Stiftung EAR Rücknahme und Entsorgung von Verkaufsverpackungen nach der Verpackungsverordnung Rücknahme von Altfahrzeugen nach Altfahrzeuggesetz (AltfahrzeugG) MANAGEMENT UND ORGANISATION VON FREIWILLIGEN RÜCKNAHMESYSTEMEN FREIWILLIGE SELBSTVERPFLICHTUNG

5 Verzeichnisse Europarechtliche Dimension Einbindung in nationale Rechtsordnungen Wettbewerbsrechtliche Dimension ZUSAMMENFASSUNG VERWERTUNGSPROZESSE UND TECHNIKEN VERWERTUNG KRISTALLINER SILIZIUMZELLEN Anforderungen an ein Verwertungssystem Historische Entwicklung von Recyclingtechniken mit Beispielen Verfahren von First Solar für kristalline Module Verfahren von Pilkington Solar International GmbH Verfahren von Soltech/Seghers Module als Zuschläge für metallurgische Schmelzöfen, Wasserstrahltrennung Verfahren von BP Solar CELLSEPA Prozess Behandlungs- und Verwertungsverfahren von Deutsche Solar AG als Beispiel eines technischen Verfahrens BEHANDLUNG UND VERWERTUNG VON DÜNNSCHICHTMODULEN Projekt SENSE Projekt RESOLVED First Solar s CdTe Modul Recycling ROHSTOFFASPEKTE ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ÖKOBILANZIELLE ASPEKTE ÖKOLOGIE DER VERWERTUNG KRISTALLINER SILIZIUM-MODULE ÖKOLOGIE DER VERWERTUNG VON DÜNNSCHICHTMODULEN Durchschnittswerte Dünnschichttechnologien Projekt RESOLVED SENSITIVITÄTSANALYSE ZUSAMMENFASSUNG UND EINORDNUNG DER ERGEBNISSE DER ÖKOBILANZIELLEN BETRACHTUNGEN ECKPUNKTE EINES FREIWILLIGEN RÜCKNAHMESYSTEMS RECHTLICHE ASPEKTE Die Rolle von PV Cycle als Clearing House Handlungsoptionen der Clearingstelle KOMPONENTEN EINES FREIWILLIGEN RÜCKNAHMESYSTEM ORGANISATION DER RÜCKFÜHRUNG UND DES RECYCLINGS ZUSAMMENFASSUNG TRANSPORTENTFERNUNGEN UND LOGISTIKKOSTEN BERECHNUNGEN DER TRANSPORTENTFERNUNGEN BERECHNUNG DER LOGISTIKKOSTEN ANALYSE DER AUSWIRKUNGEN VERSCHIEDENER HANDLUNGSOPTIONEN

6 Verzeichnisse 10.1.PROBLEMBESCHREIBUNG HANDLUNGSOPTIONEN GRUNDLAGENDATEN Abfallmengen Zusammensetzung von Modulen Stoffe mit Anwendungsbeschränkungen Gewerbliche vs. private Nutzer Preise von Modulen Kosten der Behandlung und Verwertung Gate fees für die Fraktionen aus der Behandlung Kosten für Berichte, Registrierung, finanzielle Garantien SZENARIEN-SPEZIFISCHE ASPEKTE Baseline-Szenario 0: Business as usual (BAU) Szenario 1: WEEE Szenario 2: Freiwillige Selbstverpflichtung der PV-Hersteller Zusammenfassung ANALYSE DER ÖKONOMISCHEN AUSWIRKUNGEN Szenario BAU Szenario WEEE Szenario VA VERGLEICH DER OPTIONEN ZUSAMMENFASSUNG ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER VORGEHENSWEISE ERGEBNISSE DER ÖKOLOGISCHEN UND ÖKONOMISCHEN ANALYSE QUALITÄTSANFORDERUNGEN AN DIE ENTSORGUNG ANFORDERUNGEN AN DIE HERSTELLER ANFORDERUNGEN AN PV CYCLE ASSOCIATION FREE RIDERS, LOW LEVEL - ENTSORGUNG SAMMLUNG UND ERFASSUNG VON ALT-PV-MODULEN QUELLENVERZEICHNIS ANHANG

7 Verzeichnisse Abbildung 1: In Deutschland installierte PV-Leistung Ende 2005 (MW) [Photon 2/2007] 15 Abbildung 2: Installierte PV-Leistung pro Einwohner in jedem Bundesland Deutschlands Ende 2005 (W) [Datenbasis: Photon Internet Februar 2007] 16 Abbildung 3: Einteilung des Europäischen PV-Marktes 21 Abbildung 4: Jährlich installierte PV-Menge (MWp) der so genannten Followers EU-Staaten [EPIA 2006] 21 Abbildung 5: Jährlich installierte PV-Leistung (MWp) der EU-Staaten mit so genannten Schwach entwickelten oder kleinen Märkten [EPIA 2006] 21 Abbildung 6: Jährlich neu installierte Leistung in Deutschland, Japan und USA [EPIA 2006] 22 Abbildung 7: Prozentsatz der netzgebundenen- und netzfernen PV-Leistung im PVPS Report erfassten Länder [IEA-PVPS website] 23 Abbildung 8: Marktentwicklung in Europa bis 2011 entsprechend Szenario 2 [EPIA 2006] 24 Abbildung 9: Regionale Entwicklung weltweit bis 2010 (jährliche Installationsmengen entsprechend Szenario 2) [EPIA 2006] 24 Abbildung 10: Prognose der Dünnschichtmodulproduktion [Dimmler 2007] 25 Abbildung 11: Erwartete Entwicklung der verschiedenen PV-Technologien in den nächsten Jahren [EPIA 2006] [Hoffmann 2004] 26 Abbildung 12: Entwicklung der Solarzellenproduktion der 10 größten Produktionsländer weltweit [Sarasin 2007] 27 Abbildung 13: Produktionsorte von PV-Zellen in 2006 [EPIA 2007c] 29 Abbildung 14: PV Produktion weltweit kumuliert bis 2006 [PV-News 2007] 30 Abbildung 15: Photovoltaik-Technologien Überblick 36 Abbildung 16: Schematischer Überblick einer a-si/µc-si Solarzellen Architektur 37 Abbildung 17: Strukturen von CdTe Solarzellen 38 Abbildung 18: Kommerziell realisierte CI(G)S Module 40 Abbildung 19: Struktur von Chalcopyrite Solarmodulen 40 Abbildung 20: Materialzusammensetzung in kleinen CIGS Modulen 43 Abbildung 21: Materialzusammensetzung in Standart (120 cm x 60 cm) CIGS Modulen 44 Abbildung 22: Materialzusammensetzung von a-si Modulen (FEE) 45 Abbildung 23: Dickenentwicklung kristalline Siliziumwafer 49 Abbildung 24: Ausgangssituation für das Recycling in Japan (NEDO) 50 Abbildung 25: Konzeptstudie für Recyclinggerechtes Design 50 Abbildung 26: Beispiele für ein recyclinggerechtes Moduldesign nach Isofoton 51 Abbildung 27: Wachstum des PV- Abfallaufkommens bis Abbildung 28: Anteile verschiedener Technologien am Abfallaufkommen in Europa 55 Abbildung 29: Anforderungen und Verantwortlichkeiten der Batterie-Richtlinie [Sander e.a. 2007a] 66 Abbildung 30: Verwertungsquoten der Elektroaltgeräterichtlinie [Sander e.a. 2007a] 67 Abbildung 31: Anforderungen und Verantwortlichkeiten laut WEEE-Richtlinie [Sander e.a. 2007a] 68 Abbildung 32: "Physische" Verantwortung für die Sammlung von Elektroaltgeräten aus privaten Haushalten [Sander e.a. 2007b] 70 7

8 Verzeichnisse Abbildung 33: Finanzielle Verantwortung für die Sammlung von Elektroaltgeräten aus privaten Haushalten [Sander e.a. 2007b] 70 Abbildung 34: Anforderungen und Verantwortlichkeiten der Altfahrzeug-Richtlinie [Sander e.a. 2007a] 82 Abbildung 35: Schmelzkörper der Glasfraktion nach der Modultrennung in einer Anlage für Verbundglasrecycling 98 Abbildung 36: Trennergebnis von Glas-EVA-Zellen unter Verwendung von Limonen 100 Abbildung 37: Schema des Werterhaltenden Recyclingkreislaufes bei Deutsche Solar AG 102 Abbildung 38: Manuelle Trennung der Modulkomponenten nach dem Verbrennungsprozess. 103 Abbildung 39: Schematischer Prozessablauf der Waferrückgewinnung aus Solarzellen 103 Abbildung 40: Teilansicht einer recycelten Solarzelle mit Schattenbildern der ehemaligen Metallisierung 105 Abbildung 41: Beispiele von zurück gewonnenen Wafern aus texturierten Solarzellen a) multikristallines Silizium mit isotroper, saurer Ätzung; b) monokristallines Material mit alkalischer Ätzung 105 Abbildung 42 a: Solarzellenbruch für Recycling; b: recyceltes Siliziumgranulat 107 Abbildung 43: Klassifikation von Abfällen aus der CIS-Modulindustrie 108 Abbildung 44: Darstellung des in SENSE entwickelten Recyclingprozesses 110 Abbildung 45: Grobes Schema der im SENSE-Projekt als vorteilhaft beurteilten Strategie für das Recycling von CIS-Solarmodulen 111 Abbildung 46: Zusammengefasstes Recyclingschema für Dünnschichtsolarmodule mit alternativen Möglichkeiten. 112 Abbildung 47: Process flow for treatment of waste materials from CIS factories 112 Abbildung 48: Materialfraktionen CIS Material <5000 µm 113 Abbildung 49: Materialfraktionen CIS Material >5000 µm 113 Abbildung 50: Zusammensetzung des Indiumhydroxids, das nach der hydrometallurgischen Trennung aus den CIS-Fertigungsabfällen gewonnen werden konnte 114 Abbildung 51: Projekt RESOLVED 115 Abbildung 52: Vergleich der drei Entsorgungswege für kristalline Module 123 Abbildung 53: Ergebnisse der Sachanalyse der Ökobilanz für das Szenario Hochwertiges Recycling 123 Abbildung 54: Vergleich der Wirkungskategorien (normalisiert) für Fertigung und Recycling (EoL- Module und Fertigungsabfall) 126 Abbildung 55 a, b, c, d: Umweltindikatoren für Produktion, Recycling und Abfallverbrennung von Dünnschichtsolarmodulen im Vergleich 127 Abbildung 56: Ergebnisse des LCA der verschiedenen Recyclingoptionen im RESOLVED Projekt [BAM 2007] 128 Abbildung 57: Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse für den Parameter GWP 129 Abbildung 58: Komponenten eines Rücknahmesystems 135 Abbildung 59: Netzwerke eines Rücknahmesystems (verändert nach [Goldbach 2005} 138 Abbildung 60: Anfallstellentypen 139 Abbildung 61: Systemschema Ablauf des Rücknahmeprozesses 140 Abbildung 62: Mathematisches Model zur Berechnung der Logistikkosten [Kröber 2006] 143 8

9 Verzeichnisse Abbildung 63: Modell Logistik Deutschland 143 Abbildung 64: Sammelquoten der Szenarien "WEEE" und "VA" 163 Abbildung 65: Entwicklung der Kosten für Endbenutzer im Szenario BAU 169 Abbildung 66 Kosten für Hersteller im Szenario WEEE 170 Abbildung 67: Kosten für Endnutzer im Szenario WEEE 171 Abbildung 68: Entwicklung der Kosten für Hersteller im Szenario VA 172 Abbildung 69: Entwicklung der Kosten für Endnutzer im Szenario VA 173 Abbildung 70: Vergleich der Kostensituation in den Szenarien BAU, WEEE und VA 174 Abbildung 71 a-e: Vergleich der ökologischen Effekte der Szenarien "WEEE" und "VA" 177 Abbildung 72: Sammelquoten der Szenarien WEEE und VA (% der anfallenden Menge) 182 Abbildung 73 a-e: Vergleich der ökologischen Effekte der Szenarien "WEEE" und "VA" 188 Abbildung 74: Vergleich der Kostensituation in den Szenarien BAU, WEEE und VA 189 Diagram 75: Market development in Europe until 2012 according Scenario 2 [EPIA 2007] 198 Diagram 76: Regional development worldwide until 2012 (annual installation quantity according to scenario 2) [EPIA 2007] 199 9

10 Verzeichnisse Tabelle 1: Übersicht installierte PV-Leistung (kw) nach Bundesländern [Photon Internet Februar 2007] 14 Tabelle 2: PV-Leistung in Deutschland 2004 und 2005 (Stand: ) [VDN] 16 Tabelle 3:Jährlicher Zuwachs der Leistung der in den EU-Ländern installierten PV-Anlagen (MWp) 17 Tabelle 4:Gesamtleistung der in den EU-Ländern installierten PV-Anlagen (MWp) 18 Tabelle 5: Pro-Kopf PV-Leistung in den EU-Ländern im Jahr 2006 (Wp/Einwohner) 19 Tabelle 6: Eine weitere Abschätzung des Wachstums der Dünnschichtkapazität [sun & wind energy 2007] 26 Tabelle 7: Produktionsstätten für PV in Deutschland 2008 (MWp) [Invest in Germany 2007] 28 Tabelle 8:PV-Modul Produktion weltweit [Photon international 2007] 31 Tabelle 9: Zusammensetzung von c-si Modulen nach der Ökopol-Studie von 2004 im Vergleich zu heutiger Technik 34 Tabelle 10: Beispiel für die Zusammensetzung eines heutigen c-si Standardmoduls (215Wp) 34 Tabelle 11: Typische Zusammensetzung von CIGS Modulen von drei verschiedenen Herstellern 42 Tabelle 12: Geschätzte Zusammensetzung von vier flexiblen Modultypen 43 Tabelle 13: Zusammensetzung eines Si-Moduls von FEE 45 Tabelle 14: Zusammensetzung typischer CdTe Module (120 cm x 60 cm) 46 Tabelle 15: Erwartete Entwicklungstrends entlang der Wertschöpfungskette mit Auswirkungen auf ein späteres Recycling 48 Tabelle 16: Entwicklungsprognose für kristalline Siliziumprodukte 49 Tabelle 17: Abschätzungen zu Einflussfaktoren auf die Abfallmengenentwicklung 53 Tabelle 18: Abfallmengenschätzung 54 Tabelle 19: Anteile verschiedener Technologien am Abfallaufkommen in Europa 55 Tabelle 20: Zielvorgaben für die Verwertung der in Verkehr gebrachten bzw. angemeldeten Verpackungsmaterialien (Gew/%) 63 Tabelle 21: Verpflichtete für Registrierung und Berichte [Sander e.a. 2007] 71 Tabelle 22: Verpflichtete für Registrierung und Berichte [Sander e.a. 2007] 72 Tabelle 23: Betreiber von Registern und Clearingstellen [Sander e.a. 2007] 73 Tabelle 24: Klassifizierung von Photovoltaikmodulen nach dem Aufbau 95 Tabelle 25: Grundoperationen zur Behandlung und Verwertung von PV-Modulen 95 Tabelle 26: Einige bekannte Recyclingaktivitäten (Laboruntersuchungen meist abgeschlossen)97 Tabelle 27: Endprodukte und Reststoffe des Recyclings und Verbleib 101 Tabelle 28: Beispiel für Behandlungstechnologien für Dünnschichtmodule 109 Tabelle 29: Verbrauch und Quellen von Indium, Prognose bis 2009 (nach 69) 118 Tabelle 30: Verbrauch und Quellen von Gallium, Prognose bis 2009 (nach 69) 118 Tabelle 31: Umweltwirkung der Herstellung von Dünnschichtmodulen (Modulgröße 0.72 m 2 ; Wirkungsgrade 11,5% für CIS, 10% für CdTe, 5,5% für a-si) 125 Tabelle 32: Umweltwirkung des Recyclings von Dünnschichtsolarzellen unter Berücksichtigung von Transport und einem chemischen Verfahren zur Rückgewinnung der seltenen Metalle

11 Verzeichnisse Tabelle 33: Auf Tonnen bezogene Umweltwirkungen für die Produktion und das Recycling von Dünnschichtsolarmodulen 125 Tabelle 34: Vergleich der Wirkungskategorien für Produktion, Recycling und Müllverbrennung von Dünnschichtsolarmodulen 127 Tabelle 35: Transportentfernungen in Deutschland 144 Tabelle 36: Transportentfernungen in Spanien 145 Tabelle 37: Rückführungsmengen in Deutschland und Spanien 146 Tabelle 38: Logistikkosten in Deutschland und Spanien 147 Tabelle 39: Anteile einzelner Technologien an Gesamt-Abfallmenge Dünnschicht 150 Tabelle 40: Zusammensetzung von Alt-PV-Modulen (%) 151 Tabelle 41: Anteil Module mit Rahmen 152 Tabelle 42: Gefährliche Stoffe entsprechend RoHS in PV-Modulen (Angaben zu Flammschutzmitteln sind nicht verfügbar) 152 Tabelle 43: Differenzierung zwischen b2b und b2c PV-Modulen in Deutschland Tabelle 44: Großhandelspreise für Module in Deutschland (August 2007) ( ) 153 Tabelle 45: Kosten für Behandlung ( /t) 154 Tabelle 46: Gate fees für Fraktionen aus der Behandlung ( ) 155 Tabelle 47: Kosten und Erlöse (Hersteller) inkl. Behandlung und Sammlung ( ) 155 Tabelle 48: Berichtskosten ( ) 156 Tabelle 49: Registrierungskosten ( ) 156 Tabelle 50: Betrachtete Entsorgungswege im Szenario BAU 158 Tabelle 51: Produzentenstruktur von PV-Modulen 160 Tabelle 52:Entsorgungswege im Szenario VA 165 Tabelle 53: Übersicht zu wesentlichen Elementen der analysierten Szenarien 167 Tabelle 54: Übersicht zu wesentlichen Elementen der analysierten Szenarien 183 Tabelle 55: Übersicht zu wesentlichen Elementen der analysierten Szenarien (cont.)

12 Verzeichnisse Abkürzungsverzeichnis AltfahrzeugG a-si b2b b2c BAT BAU BMU BSW-SOLAR BVT CdTe CIGS CIS c-si EAR EEG Elekto G EOL-Modul EPIA FSV GESA IPP IPPC KrW-/AbfG LBBW MVA MW PV REACH RoHS VA VDEW VDN VerpackV WEEE Wp Altfahrzeuggesetz Amorphe Siliziumzelle Business to Business, gewerbliche Endkunden Business to Consumer, privater Endkunde Best Available Technique Business As Usual Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Bundesverband Solarwirtschaft Beste Verfügbare Technik Cadmiumtellurid Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid Kupfer-Indium-Diselinid Kristalline Siliziumzelle Elektroaltgeräte-Register in Deutschland Erneuerbare-Energien-Gesetz Elektro- und Elektronikgerätegesetz (Gesetz über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten End of life modul; PV-Module, dass das Ende seine Nutzungsphase erreicht hat Europian Photovoltaik Industry Association Freiwilligen Selbstverpflichtung Gemeinsamen Stelle Altfahrzeuge Integrierte Produktpolitik Intergrated Pollution Prevention and Control Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz Landesbank Baden-Württemberg Müllverbrennungsanlage Megawatt Photovoltaik Europäische Chemikaliengesetzgebung Directive on the Restriction of Hazardous Substances Voluntary Agreement Verband der Elektrizitätswirtschaft e.v. Verband der Netzbetreiber Verpackungsverordnung Waste Electric and Electronic Equipment Watt peak 12

13 Hintergrund und Zielsetzung 1. Hintergrund und Zielsetzung Mit dem stark wachsenden Photovoltaikmarkt steigt auch der Bedarf an einer nachhaltigen Entsorgung von Photovoltaikmodulen, die das Ende ihrer Nutzungsphase erreicht haben und solcher Module, die bei Transport, Montage oder während der Nutzungsphase beschädigt wurden. Die Photovoltaikbranche hat sich in den vergangenen Jahren intensiv mit der Frage der Entsorgung von PV-Modulen und ihren Vorprodukten befasst und im Juli 2007 den Verein PV Cycle Association in Brüssel gegründet, der ein entsprechendes Rücknahme- und Verwertungssystem realisieren soll. Die Details eines solchen Systems sowie die ökonomischen und ökologischen Effekte verschiedener Variationen sind bisher jedoch noch nicht analysiert. Die Mehrzahl der Photovoltaikproduzenten Europas sind deutsche Unternehmen und Deutschland hat den größten PV-Markt weltweit, weshalb die deutsche PV-Branche eine große Verantwortung in der Klärung dieser Fragen sieht. Gleichzeitig sind diese Fragen nur im europäischen Kontext zu lösen, um europaweit zu einheitlichen Standards zu kommen. Vor diesem Hintergrund ist es Ziel dieser Studie, auf der Grundlage einer Analyse der entsprechenden technischen, ökologischen, ökonomischen, juristischen und politischen Rahmenbedingungen Empfehlungen für die Gestaltung eines Rücknahme- und Verwertungssystems für Photovoltaik-Abfälle zu entwickeln. 13

14 PV-Markt 2. Der Photovoltaik Markt 2.1. PV-Markt in Deutschland Sowohl die Produktionskapazität von PV-Produkten als auch die Installation neuer Anlagen unterliegen in Deutschland seit dem Jahr 2000 einem starken Wachstum. Begünstigt durch Fördermaßnahmen, wie z.b. das Dächerprogramm (1999 Juni 2003) und das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) sowie das Vorhandensein geeigneter Infrastruktur an wissenschaftlichem und technischem Know-how und entsprechender Fachkräfte, wurde Deutschland zur führenden Nation auf dem Photovoltaiksektor in Europa. Die Produktionskapazitäten in Deutschland werden derzeitig stark ausgebaut, wobei das Marktwachstum sich vermutlich aufgrund rückläufiger Förderung künftig deutlich verlangsamen wird. Laut Entwurf der EEG-Novelle wird ab 2009 die jährliche Degression (Absenkung der Einspeisevergütung für neu ans Netz angeschlossene Anlagen) deutlich erhöht werden [Podewils 2007]. Im Gegensatz dazu stellt der Verband der Elektrizitätswirtschaft e.v. (VDEW) auf seinem Jahreskongress in Berlin 2007 ein Energiewirtschaftliches Gesamtkonzept 2030 vor, in dem ein jährliches Wachstum des Solarstrommarktes von % angestrebt wird [Siemer 2007]. Die Belastbarkeit dieser Prognose bleibt offen. Wie in der folgenden Tabelle dargestellt, betrug die installierte PV-Leistung in Deutschland am Jahresende 2005 kumuliert 1.888,206 MW. Das entspricht 22,9 W pro Einwohner. Tabelle 1: Übersicht installierte PV-Leistung (kw) nach Bundesländern [Photon Internet Februar 2007] Baden-Württemberg Bayern Berlin Brandenburg Bremen Hamburg Hessen Mecklenburg-Vorpommern Niedersachsen Nordrhein-Westfalen Rheinland-Pfalz Saarland Sachsen Sachsen-Anhalt Schleswig-Holstein Thüringen Summe

15 PV-Markt Aus den Daten geht hervor, dass Bayern die meisten Installationen aufweist, gefolgt von Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen. Im Norden Deutschlands sowie in den neuen Bundesländern sind die wenigsten Photovoltaikanlagen zu finden. Abbildung 1: In Deutschland installierte PV-Leistung Ende 2005 (MW) [Photon 2/2007] 15

16 PV-Markt Installierte Watt pro Einwohner Brandenburg; 4,6 Sachsen- Anhalt; 5,1 Saarland; 16,1 Thüringen; 7,8 Sachsen; 8,2 Schlesw ig- Hols te in; 14,2 Rheinland- Pfalz; 19,3 Hessen; 14,9 Mecklenburg- Vorpm m ern; 7,3 Be rlin; 1,8 Ham burg; 2,3 Bre m e n ; 2,5 Nordrhein- Westfalen; 11,7 Bayern; 67,7 Baden- Württem berg; 36,7 Niedersachsen ; 13,7 Abbildung 2: Installierte PV-Leistung pro Einwohner in jedem Bundesland Deutschlands Ende 2005 (W) [Datenbasis: Photon Internet Februar 2007] In den folgenden beiden Tabellen sind die PV-Leistungen sowie die aus PV- Anlagen gelieferten Strommengen der Jahre 2004 und 2005 entsprechend einer Prognose des Verbandes der Netzbetreiber (VDN) zum EEG-pflichtigen Netzverbraucherabsatz 2005 dargestellt. Tabelle 2: PV-Leistung in Deutschland 2004 und 2005 (Stand: ) [VDN] Erfasste PV-Leistung in Deutschland Installierte Leistung Ende des Jahres in MW 1031, ,18 Zuwachs gegenüber dem Vorjahr nachgewiesen in MW609,88 857,79 Hochrechnung: Installierte Leistung Ende des Jahres in MW 1162, ,46 Zubau gegenüber dem Vorjahr in MW 687,78 948,47 Zuwachs gegenüber dem Vorjahr in Prozent 144,73% 81,55% Teilnehmer 876 von von 900 Teilnehmer in % 97,12% 97,22% 16

17 PV-Markt 2.2. PV-Markt in Europa Innerhalb der europäischen Union nimmt Deutschland die Spitzenposition sowohl in der Herstellung von PV-Produkten als auch gemessen am Anteil der Stromerzeugung durch Photovoltaik ein. An zweiter Stelle steht, wenn auch mit deutlich geringerer installierter Leistung und Produktionskapazität, Spanien, gefolgt von den Niederlanden, Italien, Frankreich, Österreich, Luxemburg und Großbritannien. Der Anteil der Importanlagen ist im europäischen Durchschnitt hoch. Zwischen Daten aus unterschiedlichen Quellen ist eine starke Diskrepanz zu verzeichnen. Die Angaben können bis zu ca % voneinander abweichen 1. In der vorliegenden Studie wurde versucht, so weit wie möglich eine homogene Datengrundlage anzuwenden, die die notwendigen Anforderungen an Belastbarkeit und Detailtiefe erfüllen. Neuere Datengrundlagen die ab dem 3. Quartal des Jahres 2007 verfügbar gemacht wurden, konnten dabei nicht mehr berücksichtigt werden. Tabelle 3:Jährlicher Zuwachs der Leistung der in den EU-Ländern installierten PV-Anlagen (MWp) Land * On-Grid Off-Grid Total On-Grid Off-Grid Total Deutschland 863,0 3,00 866,0 1150,0 3, ,0 Spanien 13,7 0,800 14,5 59,5 1,00 60,5 Italien 15,3 0,300 15,6 11,0 0,600 11,6 Niederlande 1,55 0,150 1,70 0,300 0,150 0,450 Frankreich 3,553 1,776 5,329 6,114 0,300 6,414 Österreich 4,633 0,208 4,841 4,785 0,215 5,000 Luxemburg 0,044 0,000 0,044 0,042 0,000 0,042 Groß Britannien 2,567 0,146 2,713 2,600 0,150 2,750 Griechenland 0,156 0,745 0,901 0,201 1,049 1,250 Schweden 0,060 0,311 0,371 0,400 0,250 0,650 Belgien 0,795 0,000 0,795 2,103 0,000 2,103 Finnland 0,030 0,270 0,300 0,064 0,000 0,064 Portugal 0,073 0,215 0,288 0,227 0,250 0,477 Dänemark 0,320 0,040 0,360 0,200 0,030 0,230 Zypern 0,000 0,000 0,000 0,440 0,080 0,520 Tschechische Rep. 0,111 0,003 0,114 0,241 0,000 0,241 Polen 0,016 0,067 0,083 0,087 0,027 0,114 Slowenien 0,076 0,004 0,080 0,183 0,000 0,183 Irland 0,000 0,200 0,200 0,000 0,000 0,000 Ungarn 0,010 0,007 0,017 0,000 0,000 0,000 Slowakei 0,000 0,000 0,000 0,000 0,004 0,004 Malta 0,009 0,000 0,009 0,033 0,000 0,033 Litauen 0,000 0,000 0,000 0,000 0,023 0,023 Estland 0,000 0,001 0,001 0,000 0,005 0,005 Lettland 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 Total EU 906,000 8, , ,520 7, ,654 [EurObserv'ER 2006, 2007] *Zahlen für 2006 vorläufig 1 Die hier genannten Zahlen für Deutschland weichen von denen des BMU, wie sie z.b. in der Broschüre Erneuerbare Energien in Zahlen beschrieben wurden ab. 17

18 PV-Markt Tabelle 4:Gesamtleistung der in den EU-Ländern installierten PV-Anlagen (MWp) Land On- Off- On- Off- On- Off- Grid Grid Total Grid Grid Total Grid Grid Total Deutschland 908,0 26,0 934,0 1881,0 29,0 1910,0 3031,0 32,0 3063,0 Spanien 23,9 13,4 37,3 43,4 14,2 57,6 102,9 15,2 118,1 Italien 18,7 12,0 30,7 34,0 12,3 46,3 45,0 12,9 57,9 Niederlande 44,3 4,77 49,1 45,9 4,92 50,8 46,2 5,07 51,23 Frankreich 8,0 18,3 26,3 6,20 20,1 26,3 12,3 20,4 32,7 Österreich 16,5 2,69 19,2 21,1 2,90 24,0 25,9 3,11 29,0 Luxemburg 23,2 0,00 23,2 23,6 0,00 23,6 23,6 0,00 23,6 Groß Britannien 7,39 0,78 8,16 9,95 0,92 10,9 12,6 1,07 13,6 Griechenland 1,26 3,29 4,54 1,41 4,03 5,44 1,61 5,08 6,69 Schweden 0,19 3,67 3,87 0,254 3,98 4,24 0,654 4,23 4,89 Belgien 1,21 0,053 1,26 2,01 0,053 2,06 4,11 0,053 4,16 Finnland 0,193 3,51 3,70 0,223 3,78 4,00 0,287 3,779 4,07 Portugal 0,500 2,20 2,70 0,548 2,44 2,99 0,775 2,691 3,47 Dänemark 2,04 0,255 2,29 2,355 0,295 2,65 2,56 0,325 2,88 Zypern 0,255 0,090 0,345 0,086 0,370 0,456 0,526 0,450 0,976 Tschechische Rep. 0,269 0,147 0,416 0,380 0,150 0,530 0,621 0,150 0,771 Polen 0,069 0,165 0,234 0,085 0,232 0,317 0,112 0,319 0,431 Slowenien 0,006 0,094 0,100 0,082 0,098 0,180 0,265 0,098 0,363 Irland 0,000 0,100 0,100 0,000 0,300 0,300 0,000 0,300 0,300 Ungarn 0,055 0,083 0,138 0,065 0,090 0,155 0,065 0,090 0,155 Slowakei 0,000 0,060 0,060 0,000 0,060 0,060 0,000 0,064 0,064 Malta 0,006 0,000 0,006 0,015 0,000 0,015 0,048 0,000 0,048 Litauen 0,000 0,017 0,017 0,000 0,017 0,017 0,000 0,040 0,040 Estland 0,000 0,002 0,002 0,000 0,003 0,003 0,000 0,008 0,008 Lettland 0,000 0,004 0,004 0,000 0,005 0,005 0,000 0,006 0,006 Total EU 1056,0 91,7 1147,7 2072,6 100,2 2172,8 3311,1 107,4 3418,5 [EurObserv'ER 2006, 2007] *Zahlen für 2006 vorläufig 2 Letzte Informationen besagen, dass in Spanien die installierte Leistung im Jahr MWp betrug. Die Vorhersage für das Jahr 2010 lautet nach derselben Quelle 1200 MWp [ISOFOTON pers.com. Februar 2008] 18

19 PV-Markt Tabelle 5: Pro-Kopf PV-Leistung in den EU-Ländern im Jahr 2006 (Wp/Einwohner) Land Luxemburg 51,4 Deutschland 37,2 Österreich 3,51 Niederlande 3,14 Spanien 2,70 Zypern 1,27 Italien 0,99 Finnland 0,77 Griechenland 0,60 Schweden 0,54 Dänemark 0,53 France 0,52 Belgien 0,40 Portugal 0,33 Groß Britannien 0,23 Slowenien 0,18 Malta 0,12 Tschechische Rep. 0,08 Irland 0,07 Ungarn 0,02 Slowakei 0,01 Litauen 0,01 Polen 0,01 Estland 0,01 Lettland 0,00 EU 7,38 [EurObserv'ER 2006, 2007] Wp/Einw. Der Anteil erneuerbarer Energien an der Landesstromerzeugung in vielen Staaten Europas ist nicht unerheblich, doch entfällt der meiste Teil davon nicht auf die Photovoltaik sondern auf andere regenerative Energieträger. In Nordeuropa überwiegen dezentrale PV-Anlagen. In Finnland sind z.b. ca kw vorrangig in Inselanlagen installiert. Alternative regenerative Energielieferanten sind Biomassekraftwerke, die mit Reststoffen der Holz- und Papierindustrie versorgt werden sowie Torf und Wasserkraft. Der Strompreis für Haushaltsstrom ist gegenwärtig in Finnland extrem niedrig. Eine Einspeisevergütung für Solarstrom zu einem frei auszuhandelnden Kurs existiert in Finnland erst seit Ohne einen festgelegten Einspeisetarif ist der Solarstrom in Finnland nur netzfern konkurrenzfähig. Dennoch plant Finnland im Hinblick auf die Erreichung der Klimaziele der EU Investitionen in Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Solartechnik sowie Erweiterung in Produktions- und Installationskapazität [Wille 2007]. Eine signifikante Änderung dieses Verhältnisses ist auf Grund der geographischen Verhältnisse der nordeuropäischen Länder und der auf die Nutzung an- 19

20 PV-Markt derer Ressourcen ausgerichteten Stromerzeugungskonzepte in nächster Zeit nicht zu erwarten. Anders ist die Situation in den Staaten, die für Stromerzeugung mit Photovoltaik geographisch weitaus günstiger liegen z.b. Spanien, Italien, Griechenland (Tabelle 3, Tabelle 4). Bisher hemmten die in diesen Ländern geltenden Regelungen und wenig lukrative Einspeisetarife die Entwicklung der Solartechnologie. Mit neuen gesetzlichen Regelungen soll diese Entwicklung in den kommenden Jahren in mehreren europäischer Länder forciert werden. So zum Beispiel durch lukrativere Einspeisevergütungsregelungen in Spanien. In Italien sollen bis 2016 mindestens 3000 MW PV-Anlagen installiert werden. Bis 2020 sollen Solarthermie und Photovoltaik zusammen 5 7 % des italienischen Energieverbrauches sichern. Zur Erreichung dieser Ziele wurde eine Reihe von Maßnahmen beschlossen, u.a. die Einführung eines neuen Tarifsystems. Die Deckelung für die jährlich installierte Leistung von 85 MW wurde abgeschafft und die maximale Leistungsbegrenzung pro Anlage von max. 1 MW aufgehoben. Weiterhin sollen umfangreiche Mittel in Forschung und Entwicklung investiert werden [Hirshman 2007]. In Griechenland und auf den Griechischen Inseln sind gegenwärtig über ein dreiviertel der installierten Anlagen nicht netzgekoppelt. Vorrang hat die thermische Nutzung der Solarenergie. In Kürze soll in Griechenland ein Investitionsförderungsgesetz zur Anhebung der Investitionen im PV-Sektor in Kraft treten. Seit Juni 2006 existiert in Griechenland ein neues Einspeisegesetz für Solarstrom mit festgelegten Tarifen für einen Zeitraum von 20 Jahren ohne Absenkung der Vergütung für Neuanlagen. Bis zum Jahr 2020 soll die Photovoltaikkapazität auf mindestens 700 MW (davon 200 MW auf den griechischen Inseln) ausgebaut werden [Köpke 2007]. Entsprechend einer durch die European Photovoltaik Industry Association (E- PIA) publizierten Nomenklatur [EPIA 2006] werden die europäischen Staaten entsprechend ihrer Marktanteile an installierter Leistung folgendermaßen eingeteilt: Hauptmarkt : Followers Deutschland Spanien, Frankreich, Italien, Großbritannien, Österreich, Niederlande Schwach entwickelte oder kleine Märkte : Griechenland, Portugal, Belgien, Dänemark, Schweden, Finnland, Zypern, Irland, Slowenien, Tschechische Republik, Polen, Luxemburg, Ungarn, Malta, Estland, Lettland, Slowakei, Litauen 20

21 PV-Markt Schwach entwickelte oder kleine Märkte Followers Hauptmarkt Deutschland Abbildung 3: Einteilung des Europäischen PV-Marktes MWp off grid on grid 5 0 Spain France Italy UK Austria Netherlands Country Abbildung 4: Jährlich installierte PV-Menge (MWp) der so genannten Followers EU-Staaten [EPIA 2006] MWp 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Greece Portugal Belgium Denmark Sweden Finland Cyprus Ireland Slovenia Czech Republik Poland Country Luxembourg Hungary Malta Estonia Latvia Slovakia Lithuania off grid on grid Abbildung 5: Jährlich installierte PV-Leistung (MWp) der EU-Staaten mit so genannten Schwach entwickelten oder kleinen Märkten [EPIA 2006] 21

22 PV-Markt 2.3. PV-Markt weltweit Die jährlich weltweit neu installierte Leistung wird dominiert von den Installationen in Deutschland, wo seit dem Jahr 2004 höhere Neuinstallationszahlen zu verzeichnen sind, als in Japan. Die USA als Drittgrößter Installateur folgt mit ca. 1 / 7 der in Deutschland im Jahr 2005 installierten Leistung (Abbildung 6) 3. Im Jahr 2007 wurde Spanien zum zweitgrößten Markt mit einer installierten Leistung von über 400 MWp annually installed capacity MWp USA JAPAN GERMANY Abbildung 6: Jährlich neu installierte Leistung in Deutschland, Japan und USA [EPIA 2006] Die Verteilung der Netzgebundenen und Netzungebundenen Anlagen variiert sehr stark (Abbildung 7). Bei den PV-Marktführern Deutschland und Japan ü- berwiegen zu mehr als 90 % netzgekoppelte Anlagen, während in den USA nur die Hälfte aller installierten Anlagen bereits einen Netzanschluss haben. Generell überwiegt in Ländern mit schwächer ausgebildeter PV-Infrastruktur der Anteil der nicht netzgekoppelten Anlagen. 3 EPIA nannte zusätzlich folgende Zahlen, die aus Zeitgründen nicht mehr in der Abbildung dargestellt werden konnten [EPIA pers.com Februar 2008]: USA JAPAN SPAIN GERMANY

23 PV-Markt Abbildung 7: Prozentsatz der netzgebundenen- und netzfernen PV-Leistung im PVPS Report erfassten Länder [IEA-PVPS website] 2.4. Zukünftige Entwicklung des PV Marktes Obwohl die Prognosen für die Entwicklung des PV-Marktes (jährlich installierte Leistung) teilweise um mehr als 30 % voneinander abweichen, zeigen sie alle ein deutliches Marktwachstum auf. Im Bereich der Silizium-Module wird gegenwärtig das Wachstum durch die Rohstoffverfügbarkeit an Solarsilizium limitiert. Das führt in verstärktem Maße zur Erschließung neuer Rohstoffquellen aus Sekundärsilizium bzw. zur Produktionserweiterung in der Siliziumgewinnung und zu neuen Technologien in der PV-Industrie. Eine Marktstagnation wird dennoch nicht erwartet. Man rechnet neben dem stetigen Wachstum in Deutschland und Japan mit einer signifikanten Erweiterung des Marktes im südeuropäischen und asiatischen Raum sowie in den USA (Abbildung 8 und Abbildung 9). In Bezug auf die Marktentwicklung betrachtet die EPIA zwei verschiedene Szenarien [EPIA 2006]: Szenario 1 mit einem pessimistischen Ansatz ohne Unterstützung durch jegliche Fördermaßnahmen seitens der Gesetzgeber Szenario 2 mit einer durch die Politik geförderten Entwicklung mit Einleitung aktiver Fördermaßnahmen zur Einführung und Erweiterung des PV-Marktes in verschiedenen Ländern. Anmerkung: Neue von EPIA veröffentlichte Zahlen gehen von teilweise höheren Wachstumsraten aus (siehe Anhang zu diesem Bericht). 23

24 PV-Markt MWp % 45 % % 63 % 55 % 77 % 53 % 95 % 90 % 47 % 37 % 23 % year EU 25 without Germany Germany Abbildung 8: Marktentwicklung in Europa bis 2011 entsprechend Szenario 2 [EPIA 2006] MWp Germany USA Japan Rest of Europe Rest of Asia Rest of the World Abbildung 9: Regionale Entwicklung weltweit bis 2010 (jährliche Installationsmengen entsprechend Szenario 2) [EPIA 2006] Unter dem Ansatz, dass zukünftig politische Fördermaßnahmen zum tragen kommen, ermittelte die EPIA eine Reihe von Ländern, die für die künftige Marktentwicklung der PV-Industrie von Interesse sein können. Hierbei stehen Deutschland, Spanien, Italien, USA und Frankreich auf den ersten Positionen. Es ist davon auszugehen, dass in einigen asiatischen Staaten wie Südkorea und Indien ein starkes Wachstum in den kommenden Jahren stattfinden wird. 24

25 PV-Markt 2.5. Entwicklung einzelner Technologien und ihrer Marktanteile Es ist bekannt, dass die Wachstumsrate der Herstellungskapazitäten von Dünnschichtsolarmodulen sehr hoch ist. EPIA geht davon aus, dass die weltweite Produktionskapazität für diese Modultypen im Jahr GWp erreichen wird, entsprechend 20 % der gesamten 5 GWp PV-Produktion. Dimmler (2007) veröffentlicht eine nach Technologien differenzierte Prognose, die von einem stärkeren Anwachsen bei CIS Modulen gegenüber a-si und CdTe ausgeht (Abbildung 10), mit einer Dünnschichtproduktion von 1,2 GWp im Jahr 2010, nahe am EPIA Szenario Production capacities (MW/a) CdTe a-si/rel. CIS Total thin film Year Abbildung 10: Prognose der Dünnschichtmodulproduktion [Dimmler 2007] Eigene Zusammenstellungen von Ankündigungen der PV-Industrie im Bezug auf die Einrichtung neuer CIS Produktionsstätten in den nächsten Jahren, zeigen in diesem Bereich ein Anwachsen auf mindestens 60 MWp und bei Realisierung aller angekündigten Projekte weit mehr als 500 MWp

26 PV-Markt Tabelle 6: Eine weitere Abschätzung des Wachstums der Dünnschichtkapazität [sun & wind energy 2007] Halbleiter Produktion 2005 Kapazität Ende 2005 Produktion 2006 Kapazität Ende 2006 Produktion 2007 Si-Dünnschicht 81,6 115,1 127, Cadmium-Tellurid 27, , CIGS und CIS 4 6,9 8, Farbzellen Gesamt Kapazität Ende 2007 Kapazität Ende 2008 Kapazität Ende 2009 Si-Dünnschicht Cadmium-Tellurid CIGS und CIS Farbzellen Gesamt Kapazität Ende 2010 Die in der Tabelle dargestellten Zahlen unterschätzen wahrscheinlich den Anteil der CdTe Produktion. Zum Beispiel liegt die Produktionskapazität von First Solar im vierten Quartal 2007 bei 308 MW. Basierend auf First Solar s derzeitigen Konstruktionsplänen wird die CdTe Produktionskapazität bis Ende 2009 auf über 1000 MW ausgeweitet 4. Das größte Wachstum wird in den nächsten Jahren in den Bereichen kristallines Silizium, amorphes Silizium und Varianten, CdTe, CIS und ähnlichen Verbindungshalbleitern erwartet. GaAs wird weiterhin vorwiegend auf den Konzentratorbereich für terrestrische Anwendungen und Automotive-Anwendungen beschränkt bleiben. Wesentliche Marktanteile sind nicht zu erwarten. Die Entwicklung der Marktanteile verschiedener Technologien, wie sie für diese Studie zugrunde gelegt wurden, fasst die folgende Abbildung zusammen. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% New Concepts Thin F ilm c-si 30% 20% 10% 0% year Abbildung 11: Erwartete Entwicklung der verschiedenen PV-Technologien in den nächsten Jahren [EPIA 2006] [Hoffmann 2004] 4 [pers.com. First Solar Februar 2008] 26

27 PV-Markt 2.6. PV-Industrie Das starke Wachstum des deutschen PV-Marktes der vergangenen und die guten Wachstumsprognosen für den deutschen, die europäischen und außereuropäischen PV-Märkte in den künftigen Jahren haben zu umfangreichen Ansiedlungen von PV-Herstellern in Deutschland geführt. Bislang dominierte die Produktion außerhalb Europas, beispielsweise kamen nach Erhebung der Zeitschrift Photon im Jahr 2006 nur 8,2% der Weltproduktion an Solarzellen aus Europa (siehe Abbildung 13), doch ändert sich dieses Bild derzeit sehr deutlich. Durch die aktuellen Produktionsausweitungen in Europa und hier vor allem in Deutschland, nimmt der deutsche Weltmarktanteil an der Produktion derzeit stark zu. So ist Q-Cells innerhalb weniger Jahre zum zweitgrößten Solarzellenproduzenten weltweit knapp hinter Sharp geworden. Abbildung 12: Entwicklung der Solarzellenproduktion der 10 größten Produktionsländer weltweit [Sarasin 2007] In Deutschland als wichtigstem Produktionsland in Europa befinden sich Produktionsstätten für PV-Produkte in der Mehrzahl in den Neuen Bundesländern. Ursache sind vor allem die günstigeren Investitionsbedingungen im östlichen Teil Deutschlands. Zunehmend ziehen aber auch die Vorteile einer Clusterbildung in den Ballungsstandorten in den Bundesländer Sachsen, Sachsen Anhalt, Thüringen und Brandenburg neue Ansiedlungen nach sich. Der Trend geht hier zur Produktion mehrerer Produkttypen über die gesamte Wertschöpfungskette an einem Standort (z.b. Frankfurt/Oder in Brandenburg, Freiberg in Sachsen, Thalheim in Sachsen Anhalt). Traditionelle Standorte wie Nordrhein- Westfalen, Bayern oder Baden-Württemberg werden zur Zeit weniger intensiv ausgebaut. 27

28 PV-Markt Tabelle 7: Produktionsstätten für PV in Deutschland 2008 (MWp) [Invest in Germany 2007] 28

29 PV-Markt Tabelle 7 sind die Photovoltaik-Produzenten in Deutschland zu entnehmen mit ihrer erwarteten Produktionskapazität im Jahr 2008 sowie den aktuellen Beschäftigtenzahlen (Stand Dezember 2007). Die PV-Industrie produziert in Deutschland entlang der gesamten Produktionskette vom Silizium bis zu siliziumbasierten Photovoltaikmodulen sowie Dünnschichtmodule verschiedenster Technologie. Dünnschichtmodule Der Anteil der weltweiten Produktionskapazität für Dünnschichtmodule hat sich von 5,9 % im Jahr 2005 auf 9,8 % im Jahr 2006 erhöht [SolarBuzz 2007]. Die mit Abstand größte Produktion von Dünnschicht-Solarzellen betreibt First Solar in Frankfurt/Oder, mit einer jährlichen Produktionskapazität von 176 MWp (Basis: viertes Quartals 2007) Derzeit befindet sich in Deutschland eine große Anzahl neuer Fabriken für Dünnschichtsolarzellen in Erstellung, wobei alle Technologien vertreten sind (CdTe, CIS, a-si, poly-si). Weitere Produktionen sind der Tabelle 7 zu entnehmen. Im- und Export Die Verteilung der Produktionsstätten in Europa entspricht auf der nationalen Ebene nicht notwendigerweise der Verteilung der installierten Kapazitäten. Abbildung 13 gibt einen Überblick über die Produktionskapazitäten im Jahr Abbildung 13: Produktionsorte von PV-Zellen in 2006 [EPIA 2007c] Das Wachstum der PV-Industrie weltweit ist in der folgenden Übersicht (Abbildung 14) verdeutlicht. Ein signifikantes Wachstum ist ab der Jahrtausendwende zu verzeichnen. Das ist ein deutlicher Beleg für den Übergang der 29

30 PV-Markt PV-Produktion von der Manufaktur zur modernen Großproduktion. Marktführer sind Deutschland und Japan, gefolgt von den USA (Abbildung 6). 7,000,000 6,000,000 PV production (MWp) 5,000,000 4,000,000 3,000,000 2,000,000 1,000,000 0 Others Europe Japan USA Year Abbildung 14: PV Produktion weltweit kumuliert bis 2006 [PV-News 2007] Die Betrachtung der Produktionskapazität von PV-Modulen im Vergleich zur Exportrate verdeutlicht einerseits die rein exportorientierte Marktausrichtung verschiedener Länder, wie z.b. Frankreich, Schweden und China, andererseits eine auf die Abdeckung des inländischen Marktes orientierte Produktion, wie z.b. Deutschland, Spanien oder Italien (Tabelle 8). 30

31 PV-Markt Tabelle 8:PV-Modul Produktion weltweit [Photon international 2007] Land Produktion Plan 2007 in MW* Kapazität Produktionsanlagen 2007 in MW* Produktion 2006 in MW* Kapazität 2006 in MW* Exportraten für Modulproduzenten Exportspanne in %* 2006* 2007 (Prognose)* Ägypten 3 4 1, Uganda 2 1,2 0 0 Südafrika ,3 Israel Europa Österreich , ,8 80,8 Belgien 8,3 9,8 5,1 7,7 Bulgarien 3 9,5 1,3 9,5 Kroatien 1,2 1,2 0,6 1,2 Zypern ,9 92,2 Tschechische Republik Dänemark 0,45 0,75 0,3 0,3 66,7 44,4 Frankreich 54,6 61,2 38,5 61,2 93,3 89,3 Deutschland 541, ,44 318,41 636,91 36,3 Griechenland 3 3 NA NA Ungarn Italien 56,5 105,5 32,97 46,3 26,1 Portugal 5,5 5, Russland 8 13,5 3,6 10,5 94,2 86,5 Spanien 174, , Slowenien Schweden , Schweiz 9, ,53 9,06 88,9 94,4 UK 2 238,5 92,5 120,5 67,5 Amerika Kanada 11, , ,5 75,3 Mexiko USA 225,5 490,3 169,94 435,7 63,3 48,3 Asien China , ,05 92,1 92,7 Indien 90, , ,1 58,2 Japan ,5 544, ,3 56,3 Pakistan , Süd-Korea , Taiwan Thailand , ,4 75 Australien 0,05 9,1 4,81 9,1 * Die Angaben basieren auf Selbstangaben der Unternehmen 31

32 PV-Markt 2.7. Zusammenfassung der Ergebnisse Zwar weisen die Daten zur installierten Leistung bei der Stromerzeugung durch Photovoltaik und der zukünftigen Entwicklung des PV-Marktes teilweise erhebliche Diskrepanzen auf. Einhellig wird jedoch von starken zukünftigen Zuwachsraten ausgegangen, die ähnlich dem starken Wachstum in Deutschland in den vergangenen Jahren auch für andere Länder Europas erwartet wird. Die Anteile der Dünnschichttechnologien an den neu installierten Leistungen werden bis zum Jahr 2020 auf 20%-30% steigen. Neue Technologien, wie z.b. Farbzellen, werden erst ab dem Jahr 2020 einen Anteil von >10% an der neu installierten Leistung haben. Die schon in der Vergangenheit relevanten Importmengen werden zukünftig noch weiter zunehmen. 32

33 PV-Technologien 3. PV-Technologien 3.1. Kristalline Silizium-Technologie Die Materialzusammensetzung von PV-Modulen hat sich gegenüber den Ausführungen in der Ökopol-Studie [Ökopol 2004] bisher nur wenig geändert. Bei einem weiter anhaltenden starken Marktwachstum und hohem Druck, die Preise der PV-Module weiter zu senken, wird allerdings ein deutlicher Trend zur raschen Umsetzung aller Technologien, die eine Massenfertigung bei sparsamen Materialeinsatz erlauben, verzeichnet. Die weitere Steigerung des Automatisierungsgrades und die knappen Verfügbarkeiten vieler Rohstoffe werden zu Substitutionen kritischer Materialien bzw. deutlichen Einsparungen führen. Man kann unter diesen Randbedingungen bei wachsenden Produktionskapazitäten mit einer größeren Produktvielfalt und verkürzten Produkt- und Investitionszyklen rechnen [1 st SEMI Photovoltaic Fab Managers Forum 2007]. Ein Beispiel für die Veränderung der kristallinen PV-Modultechnik wird in der Tabelle 9 gezeigt. Beim Vergleich der 3 Modultypen Aktuell 1-3 fällt der geringere spezifische Materialbedarf auf. Man erkennt bei den aktuellen Modultypen eine deutlich verringerte Masse der Module pro kwp, die im Wesentlichen durch Erhöhungen der Zellen- und der Modulwirkungsgrade und Optimierungen an Rahmen, Dosen sowie heute deutlich geringeren Zellendicken. In einem Zeitraum von nur etwas mehr als 3 Jahren liegen deutliche Verbesserungen vor. Dieser Trend wird auch durch neuere Untersuchungen von Alsema et al. bestätigt [Alsema et. al. 2007]. 33

34 PV-Technologien Tabelle 9: Zusammensetzung von c-si Modulen nach der Ökopol-Studie von 2004 im Vergleich zu heutiger Technik Hersteller Glas Rahmen EVA Zellen Rückseitenfolie Kontaktdose Masse Nr. Massenanteile in % In kg/kwp 1 62,3% 22,1% 7,6% 3,9% 2,59% 1,3% 100, ,6% 23,9% 7,5% 4,2% 2,56% 1,0% 96, ,9% 23,9% 7,4% 3,9% 2,51% 1,4% 113, ,1% 23,1% 7,3% 3,8% 2,11% 1,1% 106, ,6% 22,6% 7,3% 3,8% 2,49% 1,2% 101, ,6% 20,3% 7,9% 4,1% 2,70% 1,4% 103, ,0% 19,3% 7,5% 4,0% 2,55% 0,6% 101, ,9% 12,4% 8,0% 4,2% 2,52% 1,0% 99, ,6% 24,5% 7,7% 3,8% 2,61% 0,9% 110, ,8% 14,9% 6,7% 3,6% 2,28% 1,2% 108, ,8% 16,4% 7,1% 5,6% 2,05% 1,1% 110,87 Aktuell 1 102,3 Aktuell 2 85,7 Aktuell 3 97,1 Bei der Verwendung von kristallinen Siliziumsolarzellen dominieren im Standardmodulbereich die so genannten Einscheibenlaminate, die aus einer 3 4mm dicken Solarglasscheibe, EVA und einer Rückseitenfolie bestehen. Die Rückseitenfolie besteht überwiegend aus einer beidseitig mit PVF-Kaschierung versehenen PET-Folie. Insbesondere einige japanische Hersteller verwenden inzwischen auch PVF-freie Rückseitenfolien. Die Module besitzen meist einen Rahmen aus Aluminiumprofilen, an denen auch die Montage auf die Unterkonstruktion erfolgt, rahmenlose Produkte werden vorwiegend für Dachintegrationslösungen verwendet. Eine detaillierte Angabe der relativen Massenanteile der Komponenten eines modernen Beispielmoduls mit 215 Wp Nominalleistung wird in Tabelle 10 dargestellt. Tabelle 10: Beispiel für die Zusammensetzung eines heutigen c-si Standardmoduls (215Wp) Komponente Menge (2003) nach Mengen 2007 [Ökopol 2004] % % kg/kwp Glas 62,7 74,16 77,3 Rahmen (z.b. AlMg- 22,0 10,30 10,7 Si0,5) EVA 7,5 6,55 6,8 Solarzellen 4,0 3,48 3,6 Rückseitenfolie (Tedlar) 2,5 3,60 3,8 Anschlussdose 1,2 Kleber, Vergussmassen Keine Angabe 1,16 1,2 Gewicht/kWp 103,6 kg/kwp 102,3 Cu 0,37 0,57 Ag 0,14 0,004 0,006 Sn 0,12 0,12 Pb 0,12 0,07 Si Keine Angabe 3% 34

35 PV-Technologien Wie bereits dargestellt (Kapitel 2) sind Märkte und Produktionsstätten gegenwärtig nicht identisch [EPIA 2006]. Ein großer Teil der in Deutschland verbauten Module wurde importiert. Dies führt zu einer großen Vielfalt an verschiedenen Produkten mit den unterschiedlichsten Zellentechnologien. Je nach Modulgröße werden je nach statischen Anforderungen 3 oder 4 mm dicke Glasscheiben verbaut, was zu relativen Glasanteilen zwischen 65 und 75% führt. In Einzelfällen können die Glasdicken für Sonderapplikation diese Werte noch deutlich überschreiten; da es sich um Nischenprodukte handelt, bleiben diese im Folgenden jedoch unberücksichtigt. Im Vergleich zu früheren Untersuchungen ist also ein relativer Anstieg des Glasanteils zu verzeichnen, was beispielsweise durch die baustatischen Anforderungen an die größeren Module sowie durch erreichte Einsparungen beim Rahmenprofil (reduzierte Metergewichte) und den Dosen verursacht wird. Die Module sind gegenüber dem Stand von 2003/4 im Mittel größer geworden. Die Siliziumgehalte haben sich durch die reduzierten Waferdicken der Zelle von ca. 300µm in 2003 auf etwa 190 µm in 2006 reduziert. Höhere Modulflächen führen zu relativ geringeren Aluminiumanteilen als Rahmen, die sich heute zwischen 10 und 15% bewegen. Die Silbergehalte sind auf den Zellen teilweise reduziert worden (Werden bleifreie Lötlegierungen verwendet, kann sich der Silbergehalt deutlich erhöhen, dafür sollte der Bleigehalt dann nahe 0% liegen.) Die Kupfergehalte sind durch Verwendung breiterer bzw. dickerer Lötbändchen gestiegen, was wesentlich den höheren Strömen in modernen Modulen geschuldet ist. 35

36 PV-Technologien 3.2. Dünnschichttechnologien Übersicht Die folgende Abbildung gibt einen Überblick über die verschiedenen PV- Technologien. Sie umfasst die etablierten kristallinen Silizium- und Dünnschichttechnologien sowie Technologien, die sich in unterschiedlichen Stadien der Entwicklung befinden. Abbildung 15: Photovoltaik-Technologien Überblick Dünnschichtzellen können in Technologien mit und ohne Silizium eingeteilt werden. Siliziumhaltige Solarzellen existieren in verschiedenen Arten von vollständig amorphen Formen über nano- und mikrokristalline Formen bis zu den polykristallinen Zellen und Kombinationen aus diesen Formen. Dünnschichtzellen ohne Silizium werden durch zwei Arten von Licht absorbierenden Halbleitern repräsentiert: II-VI Verbindungen (CdTe) und I-III-VI- Verbindungen, die Chalcopyrite mit den Cu(In,Ga)(S,Se) 2 (CIS, CIGS) Varianten als wichtigstem Vertreter. Dieses Kapitel fokussiert auf solche Technologien, die schon mehr oder weniger etabliert sind. Farbstoffsensibilisierte Zellen ( Graetzel Zelle ) und organische Zellen werden nicht weiter betrachtet. 36

37 PV-Technologien Kurzbeschreibung der Produkte und Technologien Amorphes und mikrokristallines Silizium (a-si/µc-si) Die auf amorphem Silizium und seinen Legierungen basierenden Solarzellen sind nach wie vor die dominierenden Arten der Dünnschichtsolarzellen mit einer großen Zahl von Produktionsstätten. Ihr Marktanteil reicht bis zu 13%. Die ersten a-si-zellen wurden im Jahr 1976 (Carlson and Wronski) realisiert. Die Möglichkeit des band-gap engineering durch die Einführung von C und Ge führte zu den gewünschten Eigenschaften. Der sehr wichtige Punkt der monolithischen Integration durch Strukturierungsschritte, die inzwischen bei allen Dünnschichttechnologien realisiert ist, wurde mit einer a-si-technologie entwickelt. Das protokristalline a-si:h, das entscheidend für die Unterdrückung der lichtinduzierten Alterung ist, wurde eingeführt und wird nun für alle qualitativ hochwertigen Zellen angewandt. Für die industrielle Produktion von a-si:h wird im Allgemeinen Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) verwendet. Elektrode Electrode Ag Ag, Al Grid ITO Ag TCO TCO Al n i-absorber p Elektrode Electrode Substrate n a-si:h i a-si:h p a-si:h ITO Window glass EPV / Dunasolar n a-si:h i a-si:h p a-si:h n a-si:h i a- SiGe:H p a-si:h ITO, SnO 2 Window glass Schott Solar p a-si:h i a-si:h n a-si:h p a-si:h i a-sige:h n a-si:h p a-si:h i a-sige:h n a-si:h ZnO Ag Steel Unisolar n a-si:h µc-si:h p a-si:h n a-si:h i a-si:h p a-si:h TCO Window glass Kaneka / IPV Resin n + tf-c-si p tf-c-si p + tf-c-si Special glass CSG Abbildung 16: Schematischer Überblick einer a-si/µc-si Solarzellen Architektur Abbildung 15 gibt einen Überblick der kommerziell realisierten Strukturen von Dünnschicht-Siliziumzellen. Die Zellen und Module werden auf Glas, Stahl und Polymersubstraten aufgebaut. Im Falle der Module, die auf Glassubstrat hergestellt sind, dient dotiertes SnO 2 als transparentes Fensterkontaktmaterial (TCO). Bei Stahlsubstrat wird eine Kombination aus Silber und ZnO als Rückkontakt genutzt, während der transparente Frontkontakt aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) besteht. 37

38 PV-Technologien Die höchste Effizienz von bis zu 14% wurde mit Hybridzellen aus amorphem und mikrokristallinem Silizium realisiert, den sogenannten micromorph cells (z.b. Kaneka, Jp) Eine besondere Entwicklung ist die Dünnschichtsilizium-Solarzelle. Es gibt viele Versuche, kristallines Silizium als Dünnschicht anzuwenden, anstatt als massive Kristallscheiben. Aufgrund des geringen Absorptionskoeffizienten von Silizium und dessen Kristallisationseigenschaften sind vergleichsweise große Schichtdicken und sehr hohe Prozesstemperaturen notwendig. Aufgrund dieser hohen Temperaturen wird Borosilikatglas als Substrat anstelle des preiswerteren Fensterglases genutzt. Diese Technologie wurde kürzlich von CSG AG (D) kommerzialisiert. Diese Gläser müssen im Falle des Recycling separat von konventionellen Natron-Kalk-Gläsern gehalten werden Cadmiumtellurid (CdTe) Cadmiumtellurid ist ein direkter Halbleiter mit sehr starker Lichtabsorption und einer Bandlücke, die gut an das Sonnenspektrum angepasst ist. Zusammen mit CdS bildet es einen Heteroübergang. Beide Materialien können einfach aufgebracht werden, z.b. durch thermische Verdampfung oder mit der so genannten close-spaced sublimation. Backelec - trode Metal Metal p-type Absorber CdTe 5 8 µm CdTe 3 5 µm n -Kontakt -layer n-typ Fenster CdS ca. 100 nm TCO CdS ca. 100 nm TCO Substrate Window glass Window glass Antec Solar First Solar Abbildung 17: Strukturen von CdTe Solarzellen 38

39 PV-Technologien SnO 2 dotiert mit Fluor wird als Frontkontakt in der Substratkonfiguration verwendet. Die Rückkontakte werden in unterschiedlichen Arten hergestellt, z.b. durch einen Ätzprozess, Aufbringen einer Pufferschicht und einem Metall. Module werden wie bei a-si und CIS Modulen durch monolithische Integration hergestellt, hauptsächlich durch Laserabtragung und/oder mechanisches Ritzen Chalcopyrite (CIS, CIGS) Der Begriff Chalcopyrit (ein Name einer kristallinen Struktur) wird für Solarzellen mit Absorber aus Mischkristallen mit der Formel Cu(In,Ga)(S,Se) 2 genutzt. Die am häufigsten genutzte Verbindung ist das durch Gallium modifizierte Kupfer-Indium-Diselenid (CIGS oder CIS); die Schwefelverbindung CuInS 2, spielt nur eine untergeordnete Rolle. Weitere Wege der Substitution (Al für In, Ag für Cu) wurden untersucht. CIS (mit Schwefel oder Selen) ist ein direkter Halbleiter wie CdTe mit einer hohen Lichtabsorption. CIS Zellen besitzen einen Aufbau mit opaken Rückkontakten (vorwiegend Molybdän) auf Glassubstraten. Ein kleiner Anteil der Produktion besitzt einen Edelstahlträger, weitere Aufbauten z.b. mit Polymerfolien sind in der Erprobung. Hohe Produktionskapazitäten für CIGS Module auf flexiblen Trägerschichten wurden angekündigt. Bei der Selenverbindung werden generell ungefähr 30% des Indiums durch Gallium ersetzt (Anpassung an das Lichtspektrum). Dünne Schichten von CdTe und intrinsischem ZnO bilden den Heteroübergang. ZnO, stark mit Aluminium, Gallium oder Bor dotiert, dient als transparenter Frontkontakt. Der Aufbau der Zellen mit der Schwefelverbindung ist im Wesentlichen der Gleiche, allerdings ohne Galliumzusatz. Der Unterschied liegt in den Herstellungsprozessen, die einen Einfluss auf die Zusammensetzung und Herstellungsabfälle haben. Einstufige - und mehrstufige thermische Verfahren werden eingesetzt, ebenso Metallbeschichtung mit nachträglicher Selenisierung und/oder Sulfurisierung. Mit der Nanotechnologie sind neue Entwicklungen im Bezug auf hohen Materialdurchsatz und niedrige Herstellungskosten zu erwarten. 39

40 PV-Technologien n-type Window ca. 1 µm ZnO:Al ZnO:B Zn:B ZnO:Al ZnO:Al Buffer nm CdS CdS Zn(S,OH) X CdS CdS p-type Absorber ca. 2 3 µm Metal - backelectrode ca. 0,5 1 µm Cu(In,Ga) Se 2 Mo Cu(In,Ga) (S,Se) 2 Mo Barrier layer Cu(In,Ga) (Se,S) 2 Cu(In,Ga) Se 2 Mo Barrier layer Cu(In,Ga) Se 2 Mo Barrier layer CuIn S 2 Mo Substrate Window Window Window glass glass glass ZSW / AVANCIS Würth Johanna Showa Shell Solar Solar Sekiyu Abbildung 18: Kommerziell realisierte CI(G)S Module Stainless- Steel foil Global Solar Window glass Sulfurcell Glass Polymere ZnO:Al i-zno CdS CIGS Mo Glass Interconnect Cell n P1 P2 P3 Cell n+1 Abbildung 19: Struktur von Chalcopyrite Solarmodulen Abbildung 19 zeigt den schematischen Aufbau von CIGS Modulen, wie sie zum Beispiel von Würth Solar hergestellt werden, dem derzeitig größten industriellen Hersteller von Dünnschichtmodulen dieses Typs. 40

41 PV-Technologien Technologien in der Entwicklung Neben den oben beschriebenen drei Typen der Dünnschichtsolarmodule sind zahlreiche Technologien in der Entwicklung, darunter farbstoffsensibilisierte TiO 2 Absorber, Polymerabsorber und vollkommen neue, so genannte Materialien der 3. Generation(mid band-gap materials, cells using up- or downconversion etc). Bis jetzt spielen sie aus industrieller Sicht keine Rolle und das Recycling ist dementsprechend kein Thema. Eine getrennte Betrachtung dieser Technologien in Bezug auf das Recycling wird jedoch notwendig sein, da sie sich in einigen Materialaspekten von etablierten Modultypen unterscheiden. Im Falle von farbstoffsensibilisierten Zellen (so genannten Graetzel-Zellen) könnte die Wiederverwertung von Rutheniumanteilen interessant werden Involvierte Materialien In Bezug auf die eingesetzten Materialien gibt es einige Gemeinsamkeiten zwischen den Dünnschichtsolarmodulen. Die wichtigste Ähnlichkeit besteht darin, dass die Halbleiterkomponente nur eine untergeordnete Rolle bei der Gesamtzusammensetzung der Module spielt. Bei auf Glasträgerschichten produzierten Modulen, momentan die Mehrheit der hergestellten Module, macht die aktive Schicht weniger als 1% des Gewichts der Module aus. Substrate und Frontglas steuern mehr als 80% des Gewichts bei, der Anteil der Rahmen, oft aus Aluminium, beträgt 12-15%, abhängig von der Größe und dem Design der Module, Verkapselungsharze, Anschlussbox und Kabel ergeben den restlichen Anteil. Abbildung 20 zeigt die ungefähre Materialzusammensetzung von kleinen CIS Modulen mit Aluminiumrahmen. Daraus ist ersichtlich, dass Glas und Aluminium die größten Anteile von zusammen 93% besitzen. Von den restlichen 7% entfallen 3% auf Verkapselung (EVA) und 2% auf Kabel und Anschlussbox. Die verbleibenden Komponenten machen zusammen weniger als 1% aus. Der Anteil von Rahmenmaterial, Verkabelung und Verbindungsbox nimmt mit zunehmender Modulgröße ab (z.b. bei WS Standardmodulen mit einer Größe von 120cm x 60cm). Bis zu 84% des Gesamtgewichts ist Glas (8 kg von 11,7 kg), 12% Aluminium und 3% Einkapselung (Abbildung 21). Bei bauteilintegrierten Modulen für Dach und Fassade werden oft rahmenlose Module verwendet, wodurch der Aluminiumanteil der Module entfällt. Andererseits erfordert die Integration von Modulen häufig dickere Glasabdeckungen, was den Glasanteil erhöht. 41

42 PV-Technologien Tabelle 11: Typische Zusammensetzung von CIGS Modulen von drei verschiedenen Herstellern Gewicht (g/m²) Produzent A Produzent B Produzent C Si3N4 0,5 Mo 4 5 CuInGaSe ,5 Selen 5 6 4,5 ZnO 7 6 0,7 CdS 0,2 0 0,24 ITO Trägerschicht Polyamid 35 Trägerschicht Glas Frontglas PIB Abdichtung 500 Verkapselung (PVB, EVA, PU, PE) Polymer Kleber 400 Klebeband 100 Aluminiumrahmen J-Box PP Kabel Polymer und Kupfer Polyester Label 1 1 Summe Glas Summe Polymere Summe Gewicht/m² Keine Angaben In Tabelle 11 nicht aufgeführte Nebenbestandteile sind zinnbeschichtete Kupferleiterbändchen, Leitkleber (silbergefülltes Epoxydharz), und Stecker. Außerdem nutzen die Hersteller unterschiedliche Materialien für ähnliche Funktionen, z.b. unterschiedliche Verkapselungen wie PVB und EVA, oder auch eigene, nicht beschriebene Materialien, was einen Einfluss auf das Recyclingverhalten der Module haben kann. Häufig besteht das Frontglas aus speziell vergütetem Glas und wurde zudem manchmal mit Aufdrucken oder Antireflexbeschichtungen versehen, was möglicherweise auch das Materialverhalten während des Recyclingprozesses beeinflusst. Das Bild verändert sich vollkommen durch den Einsatz flexibler Trägerschichten. Titanfolie, Polyamide (siehe Produzent C in Tabelle 11) und Edelstahl sind Kandidaten für diesen Zweck. Im Moment spielen flexible CIS Module keine große Rolle auf dem Markt. Global Solar (USA) ist offenbar der einzige industrielle Hersteller, Miasole, Odersun, Solarion, PVFlex, Daystar und andere nähern sich einer Pilot- oder Massenproduktion. Miasole kündigte eine recht hohe Produktionskapazität ab 2007 an. Sie produzieren Zellen auf einer Stahlträgerschicht, deren Produktionsweise Ähnlichkeiten mit der Produktion von Modulen aus Siliziumwafern aufweisen wird. Somit wird die Modulzusammensetzung auch bei dieser Bauweise dominiert von Glas und Verkapselungen, mit einem ähnlich kleinen Anteil aktiver Materialien wie oben gezeigt, plus den zusätzlichen Stahlsubstraten. Es wird zudem auch an flexiblen Modulen gearbeitet, die komplett von Polymeren umschlossen sind, woraus sich eine eindeutig unterschiedliche Materialzusammensetzung ergibt, mit einer Dominanz von Polyme- 42

43 PV-Technologien ren und Stahl statt Glas. Das Recycling dieser Module wird eine neue Herausforderung werden (Fluorpolymere!). Tabelle 12 zeigt eine Schätzung möglicher Materialzusammensetzung von Modulen, die auf flexiblen Trägerschichten basieren. Tabelle 12: Geschätzte Zusammensetzung von vier flexiblen Modultypen Stahlbasierte Wafer in Glasmodulen PI basierte Wafer in Glasmodulen Integrierte PI Module mit flexibler Verkapselung Integrierte PI Module mit flexibler Verkapselung g/m² g/m² g/m² g/m² Trägerschicht Aktive Schichten Glas Hotmelt Laminate (PVF, PET, PVDF etc.) IC-Box Gesamtgewicht Materials in small CIS-Solar modules Substrate - Glass Molybdenum Copper Frame (Al) 30% Substrate - Glass 38% Indium Gallium Selenium CIS CdS ZnO EVA Frontglass Conductive adhesive Cable (Cu+insulation) 2% Interconnection box (P.) 2% Frontglass 25% EVA 3% CuSn-tape Interconnection box (P.) Cable (Cu+insulation) Frame (Al) Abbildung 20: Materialzusammensetzung in kleinen CIGS Modulen 43

44 PV-Technologien Materials in standard CIS modules Substrate - Glass Molybdenum Cable (Cu+insulation) 1% Frame (Al) 12% Copper Indium Gallium Selenium CIS CdS ZnO Frontglass 33% EVA 3% Substrate - Glass 51% EVA Frontglass Conductive adhesive CuSn-tape Abbildung 21: Materialzusammensetzung in Standart (120 cm x 60 cm) CIGS Modulen a-si Module Für a-si-module gilt sehr ähnliches wie das, was oben für CIS-Module beschrieben wurde, wenn sie mit Glas verkapselt sind. Bei einigen Produkten, z.b. von Free Energy Europe, wird Polyurethan anstelle der Aluminiumrahmen verwendet. Das Polyurethan hat einen Anteil von ca. 12 % des Modulgewichts, Träger- und Schutzglas haben 87 %, alle verbleibenden Anteile ergeben zusammen unter 1 %. Andere Hersteller von a-si Modulen verwenden häufig Polymerverbundfolien anstelle von Glas zur Verkapselung. Dadurch sinkt das Gesamtgewicht der Module und verschiebt sich das Gewichtsverhältnis der Materialien, trotzdem entfällt auf Glas (als Trägerschicht) weiterhin der Hauptanteil. 44

45 PV-Technologien Tabelle 13: Zusammensetzung eines Si-Moduls von FEE Material Dicke Gewicht pro Modul Gewicht pro Fläche Gewicht pro Leistung g g/m 2 g/wp* Glas mm ,6 SnO2 0,96 3,45 0,069 Zinn (als Oxid) About 500 nm 0,76 2,72 0, Bor - 1,18E-05 4,23E-05 8,46E-07 Silizium About 400 nm 0,26 0,92 0,0184 Phosphor - 1,21E-07 4,33E-07 8,66E-09 Aluminium < 600 nm 0,452 1,62 0,032 Aluminiumstreifen 0.05 mm 0,988 3,54 0,07 Acrylrückstand 0.15 mm 19 68,00 1,63 Kleber 0,8 2,87 0,057 Kabel ,00 2,86 Polyol ,00 20,3 MDI ,00 15,4 Summe Module des Herstellers Uni-Solar Ovonics besitzen Edelstahl anstelle von Glas für die Trägerschichten und werden mit Polymerfolien verbunden. In Bezug auf das Recycling sind diese Konstruktionsunterschiede entscheidend, sowohl für den Materialaspekt als auch für das mechanische Verhalten. Material content of asi modules (FEE) Cable (copper and PVC) Polyol 7% MDI 5% Glass 86% Glass SnO2 Tin (as oxide) Boron Silicon Phosphor Aluminium Aluminium strips Acryl resin Hot melt glue Cable (copper and PVC) Polyol MDI Abbildung 22: Materialzusammensetzung von a-si Modulen (FEE) 45

46 PV-Technologien CdTe-Module Die in Tabelle 14 gezeigten Daten repräsentieren kein bestimmtes Herstellerwerk, sind aber typisch. Die Daten für die umgebenden Teile (Verkabelung, Rahmen usw.) wurden von der CIS Technologie übertragen. Das Gewichtsverhältnis von einzelnen Materialien in CdTe Modulen ist innerhalb der Genauigkeitsgrenzen das Gleiche wie bei CIS Modulen. Als Verkapselungsmaterialien können die Hersteller das gleiche Spektrum an Laminaten verwenden, die im Bereich der kristallinen Silizium Module zur Anwendung kommen: Fluorpolymere wie ETFE, PVF und PVDF, ebenso PET, EVA und in einigen Fällen Aluminiumfolie. Tabelle 14: Zusammensetzung typischer CdTe Module (120 cm x 60 cm) Material Dicke Gewicht pro Fläche Gewicht pro Leistung g/m 2 G/Wp* Glasträgerschicht 3 mm TCO-SnO2 <1 µm 6,9 0,07 CdS <0,1 µm 0,483 0,005 CdTe 7µm 18 0,17 Rückseitenkontakt 1µm 2,7 0,03 EVA 0,5mm 500 4,8 Frontglas 2 mm CuSn-Band 6,94 0,07 Verbindungsbox 21,7 0,2 Kabel 57,8 0,6 Gesamt Motivatoren für künftige Solarzellen- und Modultrends Wie die Marktbetrachtung zeigt, ist in den nächsten Jahren neben den bekannten Modulen auf Basis von mono- und multikristallinem Silizium auch mit einem deutlich steigenden Anteil an verschiedenen Dünnschichttechniken zu rechnen. Die Entwicklungen werden weiterhin in starkem Maße durch den Zwang zur Reduzierung der Kosten- und notwendigen Materialeinsparungen vorangetrieben. Insbesondere die derzeitige Knappheit an Solarsilizium ist ein starker Motivator für neue Herstellverfahren von Si-Rohstoff, Materialeinsparungen durch dünnere Wafer und verbesserte Zellentechnologien sowie Recyclingstrategien. Das weltweite, starke Wachstum der PV führte allerdings unter auch zu knappen Verfügbarkeiten von Einbettkunststoffen und Rückseitenfolien. Neuere Entwicklungen auch durch neue Lieferanten werden hier künftig ebenfalls zu einer größeren Produktvielfalt führen (siehe. z.b. [Temchenko 2006], [Stollwerck et al. 2005], [Koll 2006]). Die folgenden technologischen Trends sind zu erwarten bzw. schon jetzt zu beobachten: 46

47 PV-Technologien Neue, effiziente Produktionsverfahren Höherer Durchsatz Neue Produktionstechnologien Geringere spezifische Material- und Medienverbräuche Geringerer Materialeinsatz (Einsparung von knappen Wertstoffen mit steigenden Preisen (Ag, In, Cu etc.)) Neue Materialien Neue Technologien Höhere Wirkungsgrade Neue Produktanforderungen Neue, preisgünstigere Materialien für die Massenproduktion Produktschutz, Kennzeichnung, Gewährleistung, Zertifizierung Langlebigkeit, Reparatur und recyclinggerechtes Design Berücksichtigung von Stoffverboten (Pb, Cd, etc.) Life Cycle Betrachtungen, Risikominimierungen soziale Aspekte der Massenproduktionen Für die mittel- bis langfristige Marktentwicklung sind als photovoltaische Halbleiter die folgenden Produkte, zum Teil auch als Mischformen an kristallinen und Dünnschichtprodukten, mit gegenüber heute höherer Leistung zu erwarten: Monokristallines Silizium Multikristallines Silizium Mikrokristallines Silizium Amorphes Silizium Si mit Germaniumzusätzen GaAs (Konzentratoren) CdTe Kupfer-Indium-Diselenid, -disulfid, und ähnliche Verbindungshalbleiter (Al, Ga, usw.) Dye-Zellen Organische Photohalbleiter Mehrfach-Dünnschichtsolarzellen, Neue Konzepte (3. Generation Photovoltaik) [Green 2002] [Green 2003] 47

48 PV-Technologien 3.4. Zukünftige Veränderungen der Verwertungseigenschaften der PV-Technologien Aufgrund der deutlich steigenden Herstellerzahlen mit zahlreichen Neueinsteigern in das Feld und rascher Einführung neuer Produkte und Verfahren steigt die Auswahl zwischen PV-Produkten bis hin in Nischenapplikationen (Fahrzeugmodule, multifunktionale gebäudeintegrierte Produkte u. a.) rasch an. Insgesamt muss daher mit einer deutlich höheren Produkt- und Technologievielfalt und neuen Anwendungen gerechnet werden. Nahezu alle PV-Produkte werden in den nächsten Jahren für ein jeweils geeignetes Recyclingverfahren relevante, große Veränderungen erfahren. Die Tabelle II.7 gibt einige Beispiele für mögliche Entwicklungen an. Vorbehaltlich der Umsetzung der angekündigten Aufbaupläne auch im Dünnschichtbereich kann in 2010 ein Dünnschichtanteil von 15-20% erwartet werden. Tabelle 15: Erwartete Entwicklungstrends entlang der Wertschöpfungskette mit Auswirkungen auf ein späteres Recycling Wafer Solarzellen Verbindungen Frontabdeckungen Einbettmittel Dickenreduzierung, Flächenvergrößerung Texturierungen, Wirkungsgrade Rückkontaktzellen Neue Metallisierungskonzepte, Kontaktausführungen, (Siebdruck/Plating) Neue Passivierungen Integrierte Bypassdioden Kupfer, Zinn, Stahl, Mo, Al, andere Verschaltung durch Lötung, Schweißung, Klebung, Bonding Front bzw. Rückseitenkontaktierungen, integrierte Verschaltungen Glas mit Entspiegelung, Texturen, Selbstreinigungsschichten, Gemengeoptimierungen, Kunststoffe wie Acrylglas, Polycarbonat, Fluorpolymere EVA Weiterentwicklung der Formulierungen, PVB zum Beispiel autoklavenfrei PU, Laminationsfolien, Gießharze Siliziume, Harze, Folien, Gele Ionomere als Folien Neue Polymersysteme Acrylate (Gießharze, Kleber) PET-PVF Kaschierungen PET mit Dampfsperren Andere Polymer-Rückseiten mit Dampfsperren Glas Stahl Aluminium Neue Polymere, besserer Wärmetransport integrierte Elektronik Vergussmassen Neue Kabel, Stecker und Buchsen Automatische Bestückung Produktschutztechniken, Etiketten, Prägung, eingebettete Kennzeichnung von Hersteller und Typ, fälschungssicher, Elektroniken Rückseitenabdeckungen Anschlussdosen Kennzeichnung, Identifizierung Für kristalline Siliziummodule zeigt Tabelle 16 eine Trendprognose der EPIA zu den Charakteristiken solcher Module. In dieser Prognose, die im Jahr 2004 erstellt wurde, wurde eine Reduzierung der Waferdicken auf ca. 200 µm in der Massenproduktion bis 2010 erwartet. Dies ist allerdings schon in 2007 Stand 48

49 PV-Technologien der Technik geworden, erzwungen durch die vorübergehende Verknappung an geeignetem Solarsilizium am Weltmarkt. Für 2010 sind schon 150µm möglich, wenn nicht erhöhte Bruchraten und bessere Verfügbarkeit an Solarsilizium einen Stopp oder gar eine Umkehr des Trends bewirken (Abbildung 23). Tabelle 16: Entwicklungsprognose für kristalline Siliziumprodukte Jahr Rohstoffpreis(EUR/kg) Waferdicke (µm] Wirkungsgrad Zelle (%) Modul langzeitstabil, niedrige Flächenkosten Abbildung 23: Dickenentwicklung kristalline Siliziumwafer Bei Isofoton [Sanchez-Friera et al. 2004]und AIST [Doi et al. 2003] wurden zahlreiche Untersuchungen für ein recyclinggerechtes Design von Solarmodulen durchgeführt. Insbesondere die Reparaturfähigkeit eines Moduls unter Auswechselung einzelner Solarzellen im Verbund konnte durch Verwendung von Trennfolien über den Zellen im Verbund stark verbessert werden. Die Verwendung dieser Folien erlaubt auch eine einfachere Trennung der Module in seine Komponenten. 49

50 PV-Technologien In Japan werden seit geraumer Zeit Forschungsarbeiten zur späteren Entsorgbarkeit und recyclinggerechtem Design durchgeführt. Bisher gibt es allerdings noch keine technischen Umsetzungen, da das Abfallaufkommen noch als zu gering angesehen wurde. Ein Beispiel für den dort entwickelten Ansatz gibt die Abbildung 24 wieder. Kristallines Si PV Module Dünnschicht Module CIS o. CdTe Dünnschicht PV Module (z.b. amorphes Si) Frontglas Frontglas Frontglas EVA Si Zelle EVA EVA CIS Einheit/ CdTe Dünnschicht Si Solarzelle EVA Rückseite Trägerglas Rückseite Wertvoll Selten Abbildung 24: Ausgangssituation für das Recycling in Japan (NEDO) Abbildung 25: Konzeptstudie für Recyclinggerechtes Design 50

51 PV-Technologien Die Entwicklungen bei Isofoton decken den Bereich von der Evaluierung verschiedener Trennverfahren für Solarmodule bis hin zur Entwicklung von Modulen mit recyclinggerechtem Design [Sánchez-Friera et. al. 2004a], [Sánchez- Friera et. al. 2004b], [Sánchez-Friera et. al 2005]. Durch Zwischenfolien lassen sich die Solarzellen leichter ablösen und einzelne Zellen im Modul reparieren. Die Rahmen lassen sich durch die Verwendung von Verbindungselementen aus shape memory alloys also Metallen mit Formgedächtnis leicht wieder öffnen. Abbildung 26: Beispiele für ein recyclinggerechtes Moduldesign nach Isofoton 51

52 PV-Technologien 3.5. Zusammenfassung der Ergebnisse Aufbau und Zusammensetzung von PV-Modulen werden in den kommenden Jahren wesentlich durch die Zielsetzung der Rohstoffeinsparung und Effizienzsteigerung beeinflusst werden. Bezogen auf c-si-module ist hier vor allem die geringere Dicke der Wafer von Bedeutung. Wesentlichen Einfluss auf die Zusammensetzung der Abfälle aus der Photovoltaik wird darüber hinaus der zunehmende Anteil der Dünnschichtmodule haben, bei denen die Halbleiterschicht in der Regel weniger al 1% der Modulmasse ausmacht und die zudem teilweise rahmenfrei installiert wird. Es ist davon auszugehen, dass in den kommenden Jahren zunehmend neue PV-Technologien auf den Markt kommen und bei den bestehenden Technologien wesentliche Weiterentwicklungen stattfinden werden. Wie diese Entwicklungen hinsichtlich der Abfallwirkungen aussehen werden und welche quantitativen Auswirkungen sie auf Abfallmengen und Zusammensetzungen haben, ist derzeit nicht bestimmbar. Beide Aspekte müssen bei der zukünftigen Entwicklung von Verwertungstechnologien jedoch berücksichtigt werden. 52

53 Abfallaufkommen 4. Prognose des Abfallaufkommens Das Abfallaufkommen von PV-Produkten steht in direkter Korrelation mit dem Wachstum des PV-Marktes. Sowohl Altmodule als auch Produktionsabfälle stehen zur Entsorgung an. Die Quantifizierung ist aufgrund vieler Unsicherheitsfaktoren schwierig. Die wichtigsten Faktoren, die die Abfallmenge beeinflussen sind: Produktionsmengen, Gewicht pro Wp, Produktionsausschuss in den verschiedenen Stufen der Produktion Quote der vorzeitigen Ausfälle (während Transport und Installation), Ausfallrate während der Anwendung, Lebensdauer. Die relevanten Werte dieser Parameter unterscheiden sich je nach der Technologie. Die Verfügbarkeit solcher oft sensiblen Daten ist jedoch sehr eingeschränkt. In die Prognose der Abfallmengen wurden auf der Grundlage des verfügbaren Wissens für das Gesamtabfallaufkommen über alle Technologien pauschale Faktoren abgeschätzt, die in Tabelle 17 dargestellt sind. Der Abfallmengenschätzung 5 liegen folgende Ausgangswerte bezogen auf die Produktionsmengen unter Berücksichtigung einer jährlichen Wachstumsrate von 17 % zugrunde. Die Angaben einzelner Quellen sind separat erhoben. Tabelle 17: Abschätzungen zu Einflussfaktoren auf die Abfallmengenentwicklung Produktionsausfälle 0,20 % Schäden aus Transport oder Montage durch schlechte Unterkonstruktion oder Systemauslegung 0,50 % Verluste im ersten Betriebsjahr 0,80 % Neuschäden bei dominierendem Marktwachstum 1,50 % Altschäden (Pauschalansatz) 0,30 % 5 Die anfallenden Abfallmengen werden wesentlich durch Abfälle aus dem Bereich der Silizium-Module beeinflusst. Für den Bereich der Dünnschichtmodule schätzen die Mitglieder der Dünnschicht-Task force höhere Abfallmengen [pers.com. Thin Film Task Force February 2008]. 53

54 Abfallaufkommen Auf der Grundlage der Marktbetrachtungen sowie der Analyse der PV- Technologien wurde die in der folgenden Tabelle dargestellte Abfallmengenentwicklung berechnet. Es wird deutlich, dass sich das fast exponentielle Wachstum der installierten Leistung der vergangenen Jahre zeitversetzt in der Abfallmengenentwicklung wieder findet. Tabelle 18: Abfallmengenschätzung in MWp 2007e 2008e 2009e 2010e 2011e 2012e 2013e 2014e 2015e 2020e 2030e Deutschland 26,9 28,4 36,1 44,2 53,4 64,1 76,7 91,4 108,6 Summe Europa 31,1 50,8 68,6 103,7 101,2 124,9 152,5 184,9 222, in t (1 MWp entspr. 75t) 2007e 2008e 2009e 2010e 2011e 2012e 2013e 2014e 2015e 2020e 2030e Deutschland 2.018,92.133,72.709,73.312,74.002,04.808, , , ,8 Summe Europa 2.333,33.806,85.145,57.774,27.591,09.364, , , , MWp Deutschland Summe Europa USA Japan Rest der Welt e 2008e 2009e 2010e 2011e 2012e 2013e 2014e 2015e 2020e 2030e Abbildung 27: Wachstum des PV- Abfallaufkommens bis 2030 Quellen: [PV News 2007] [LBBW Februar 2007] [EPIA 2006] Die regionale Verteilung der anfallenden Abfallmengen variiert stark. Die in Deutschland anfallende Abfallmenge macht dabei zwischen 80% in 2008 und 50% in 2020 aus. Parallel zur installierten Leistung in den Mitgliedsstaaten folgt in der Mengenstatistik Spanien. Tabelle 19 und Abbildung 28 fassen technologiebezogen die Abfallanteile für kristalline-, Dünnschicht- und neuartige Modulbauweisen zusammen. 54

55 Abfallaufkommen Tabelle 19: Anteile verschiedener Technologien am Abfallaufkommen in Europa in MWp 2007e2010e 2020e 2030e Summe Europa 31,1 103, c-si 28,93 82,92 339,8 601,8 Dünnschicht 2,178 18,66 99,11 584,1 Neuentwicklungen 2,073 33,04 584,1 in t (1 MWp entspricht 75 t)2007e2010e 2020e 2030e Summe Europa c-si Dünnschicht Neuentwicklungen Datengrundlagen: [PV News 2007] [LBBW Februar 2007] [EPIA 2006] [t] e 2010e 2020e 2030e c-si Dünnschicht Neuentw icklungen Abbildung 28: Anteile verschiedener Technologien am Abfallaufkommen in Europa Datengrundlagen: [PV News 2007] [LBBW Februar 2007] [EPIA 2006] 55

56 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen 5. Politische und rechtliche Rahmenbedingungen In diesem Kapitel werden ausgewählte Bereiche der Europäischen Abfallpolitik sowie angrenzende Bereiche und ihrer neueren Entwicklungen im Überblick dargestellt, soweit sie Bedeutung für die Entwicklung von Rücknahme- und Verwertungssystemen für PV-Module haben Thematische Strategien Seit dem Jahr 2002 wurden von der Generaldirektion Umwelt der Europäischen Kommission sieben umweltbezogene so genannte Thematische Strategien entwickelt 6. Basierend auf einer eingehenden Analyse des Problemfeldes thematisieren sie Perspektiven für unterschiedliche Umweltbereiche, wie z.b. Luftreinhaltung, Nachhaltige Nutzung von natürlichen Ressourcen oder Abfallvermeidung und verwertung. Als Grundlage der Europäischen Politik in diesen Bereichen stellen sie auch den Orientierungsrahmen für die zukünftige Entsorgung von PV-Abfällen und den Betrieb von Entsorgungsanlagen dar. In der Regel bestehen Thematische Strategien aus drei Elementen: a) der Kommunikation der Europäischen Kommission, in der die grundlegenden Analysen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen dargelegt sind. Wesentliche Dokumente im Zusammenhang mit der Entwicklung von Rücknahme- und Verwertungssystemen sind z.b. die Kommunikationen zur Nachhaltigen Nutzung von natürlichen Ressourcen (KOM(2002) 349 endgültig) und die Kommunikation zur Abfallvermeidung und verwertung KOM(2005) 666 endgültig). b) einem Impact Assessment, das die ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Aspekte der bestehenden Situation und möglicher Maßnahmen analysiert und c) Vorschlägen für Rechtssetzungen (z.b. Richtlinien). Die thematischen Strategien bauen auf existierenden Regelungen und Rechtssetzungen auf und beschreiben die strategischen Elemente und Zielrichtungen der Europäischen Kommission in dem jeweiligen Politikfeld für die nächsten 10 bis 25 Jahre. Sie bilden eine wesentliche und für die Europäische Kommission verbindliche Grundlage für die Entwicklung der zukünftigen Rechtssetzungen. Für die Mitgliedsstaaten haben sie jedoch keine Regelungswirkung. 6 Die Thematischen Strategien wurden auf der Grundlage des 6. Umweltaktionsprogramms entwickelt; weitergehende Informationen unter 56

57 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Thematische Strategie Nachhaltige Nutzung von natürlichen Ressourcen Mit der Thematischen Strategie Nachhaltige Nutzung von natürlichen Ressourcen wird ein neues Konzept für den Umgang mit natürlichen Ressourcen entwickelt. Wesentliches Ziel ist die Minimierung von negativen Umweltfolgen aus der Gewinnung und Nutzung von Ressourcen und die Entkopplung von negativen Umweltfolgen und Wirtschaftswachstum (anstatt auf dem vereinfachenden Zusammenhang der Entkopplung von Ressourcenverbrauch und Wirtschaftswachstum). Als ein wesentliches Element dieser Thematischen Strategie ist das Lebenszyklus-Konzept (Life Cycle Approach) zu nennen. Dieses Konzept der Betrachtung des gesamten Lebenszyklus - von der Wiege bis zur Bahre schließt die Abfallwirtschaft als letzte Phase einer Ressource mit ein. Das dargelegte Konzept soll durch bereits vorhandene und durch neue umweltpolitische Maßnahmen Anwendung finden. Maßnahmen und Programme, welche auf nationaler Ebene von den Mitgliedsstaaten eingeleitet werden sollen, werden im Anhang 5 der thematischen Strategie genannt. Dies sind u.a. 7 Sammlung von Daten zu Ressourcenvorkommen und -nutzung und Prognosen für die Zukunft, Schaffung von Anreizen zur Entwicklung von Produkten, von denen geringe Belastungen auf die Umwelt während des Lebenszyklus ausgehen, Maßnahmen zur Steigerung des grünen Beschaffungswesens, In Übereinstimmung mit der integrierten Produktpolitik (IPP), soll das Verbraucherbewusstsein gestärkt werden, wie etwa durch Einführung von nachhaltigen Umweltlabeln, Erarbeitung eines konkreten Zeitschemas für die Einführung von Maßnahmen und Aktionen auf nationaler Ebene zur Erreichung des Ziels der Entkopplung von Umweltschäden und ökonomischen Wachstum bis zum Jahr Die zur Umsetzung der Strategie erforderlichen Maßnahmen sollen auf nationaler Ebene getroffen werden. Die Strategie als solche enthält keinen direkten Gesetzgebungsvorschlag. 7 Annexes to the Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions on the Thematic Strategy on the sustainable use of natural resources, KOM(2005) 670 final, 21st December 2005, Brussels. 57

58 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Thematische Strategie Vermeidung und Verwertung Die grundlegenden Ziele der derzeitigen EU-Abfallpolitik, nämlich Abfallvermeidung und Förderung von Wiederverwendung, Recycling und Verwertung zur Milderung negativer Umweltauswirkungen, werden durch die Thematische Strategie Vermeidung und Verwertung 8 (Abfallstrategie) in ihren Grundsätzen nicht verändert. Sie verknüpft vielmehr die Ressourcenstrategie mit dem Abfallthema, indem das Ressourcenpotenzial in den Abfällen stärker betont wird. Die Nutzung des Abfalls als Ressource muss sich dabei konsequent in den Gesamtzusammenhang der Betrachtung von Umweltbelastungen aus der Ressourcennutzung einordnen. Dies bezieht sich sowohl auf das Potenzial (Abfall kann die Nutzung primärer Ressourcen und damit die Umweltbelastung hieraus vermeiden), als auch auf die Begrenzung (die Verwertung von Abfällen ist nur dann vorteilhaft, wenn die Umweltbelastungen hieraus geringer sind, als aus der Nutzung natürlicher Ressourcen). Darüber hinaus ist Ziel der Abfallstrategie, umweltbezogene Regelungen zu vereinfachen und klarer zu gestalten (auch vor dem Hintergrund der better regulation Zielsetzung bzw. der Lissabon-Strategie). Die Stärkung des Recyclingmarktes, als ein Unterziel im Rahmen der Abfallstrategie ( Moving closer to a Recycling society ) wird von der EU-Kommission in zwei Phasen beschrieben 9. In der ersten Phase wird die Verwertung durch Nachdruck bei der Implementierung schon bestehender Regelungen und die Präzisierung bzw. Vereinfachung von Regelungen ( better regulation ) voran getrieben. Weitere Instrumente in dieser Phase sind ökonomische Instrumente, wie z.b. Steuern auf die Beseitigung von Abfällen und die verstärkte Nutzung von Normen und Standards (sowohl für Materialien bzw. Abfälle, als auch für Anlagen). In der zweiten Phase erfolgt eine Bewertung, ob zusätzliche Instrumente notwendig sind. Explizit genannt wird auch die Überprüfung, ob eine Vereinfachung der Verbringungsverordnung sinnvoll ist. Die Kommission betont in ihrer Kommunikation, dass die Verwertung von Abfällen nicht durch nationale Grenzen eingeschränkt werden soll und die Internationalisierung des Verwertungsmarktes zu Effizienzsteigerungen führen wird. 8 Mitteilung der Kommission and en Rat, das Europäische Parlament; den Europäischen Wirtschafts- und Sozialausschuss und den Ausschuss der Regionen; Weiterentwicklung der nachhaltigen Ressourcennutzung: Eine thematische Strategie für Abfallvermeidung und recycling; {SEK(2005) 1681}; {SEK(2005) 1682}; Brüssel, den ; KOM(2005) 666 endgültig. 9 Stakeholder meeting Januar

59 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen 5.2. Abfallrahmenrichtlinie Gegenstand der Richtlinie Der von der EU-Kommission am 21. Dezember 2005 vorgelegte Entwurf einer novellierten EG-Abfallrahmenrichtlinie (im Folgenden Novelle ) führt die Linien der bisherigen Abfallrahmenrichtlinie im Grundsatz weiter. Die Novelle hat vor allem das Ziel, den Europäischen Rahmen für die Abfallwirtschaft dem fortgeschrittenen Stand des Umweltschutzes anzupassen und Unklarheiten und offene Fragen der alten Richtlinie einer Klärung zuzuführen. Die bisherige Abfalldefinition wird beibehalten. Die Bedeutung marktwirtschaftlicher Instrumente und der Standardisierung wird hervorgehoben, aber nicht in direkt verbindliche Rechtsvorschriften konkretisiert. Es erfolgt nur eine bedingte Klärung der Definition von Verwertung und Beseitigung. Hinsichtlich der Frage, wann ein Material seine Eigenschaft als Abfall verliert, wird eine Prozedur festgelegt, wie die Kommission eine weitere Klärung vorantreiben kann. Das Ziel der Vereinfachung der abfallwirtschaftlichen Rechtsvorschriften wird unter anderem durch Übernahme von Richtlinien in die Abfallrahmenrichtlinie erreicht. Eine substanzielle Änderung solcher Richtlinien erfolgt nur bei der Altölrichtlinie. Wesentliche Elemente der Richtlinie sind unter anderem: a) Definition von Verwertung und Beseitigung In den Hintergrunddokumenten zur novellierten Abfallrahmenrichtlinie wird betont, dass es ein wesentliches Problem bei der Definition von Verwertung und Beseitigung ist, dass hiermit Konsequenzen in sehr unterschiedlichen Bereichen der Abfallwirtschaft verbunden sind. So wird die Einstufung von Verfahren als Verwertung oder Beseitigung z.b. im Rahmen von Abfallexporten angewandt, aber auch bei der Bestimmung von Verwertungsquoten (z.b. der Elektroaltgeräte Richtlinie). Sie hat zudem Bedeutung für die Genehmigungsanforderungen von Anlagen und in einigen Mitgliedsstaaten auch für die Zuständigkeit der öffentlichen Hand für die Entsorgung von Abfällen. Ein Ansatz der Kommission ist daher, nicht zu versuchen, das komplexe Feld allein in der Abfallrahmenrichtlinie auflösen zu wollen, sondern die unterschiedlichen Wirkungsbereiche der Definition soweit sinnvoll einer individuellen Lösung zuzuführen. Für die Abfallrahmenrichtlinie bedeutet dies, dass zunächst nur die grundsätzlichen Anforderungen an die Verwertung formuliert sind. Nämlich, dass eine Substitution natürlicher Ressourcen erfolgen oder ermöglicht werden muss. Für die weitere Konkretisierung außerhalb der Abfallrahmenrichtlinie wird eine Prozedur festgelegt. Danach kann die Kommission zukünftig im Komitologieverfahren 10 Kriterien und Anforderungen an die Verwertung konkretisieren. Die Bedeutung der Auflistung von Verwertungs- und Beseitigungsverfahren im Anhang der Richtlinie wird über diese Prozedur deutlich zurück genommen. 10 Entscheidungsverfahren, bei dem die Europäische Kommission weitgehend mit eingeschränkter Beteiligung politischer Institutionen entscheidet 59

60 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Eine Ausnahme in dieser Vorgehensweise bildet das Verfahren R1. Für das Verfahren R1 Energetische Verwertung im Anhang II des Entwurfs der neuen Abfallrahmenrichtlinie (früher Anhang IIB) wird ein energetischer Mindestwirkungsgrad genannt. Somit können alle Anlagen, die diesen Wirkungsgrad erreichen oder überschreiten als energetische Verwertungsanlagen eingestuft werden. Sowohl die Höhe des Faktors, als auch die Frage, ob überhaupt ein einzelnes Abgrenzungskriterium in der Abfallrahmenrichtlinie genannt werden soll (oder besser in eine unterordnete Regelung mit anderen Abgrenzungskriterien zusammen) wird noch diskutiert. Potenziell können in der Folge jedoch MVA als energetische Verwertungsanlagen eingestuft werden. b) Ende der Abfalleigenschaft Neben der Abgrenzung von Verwertung und Beseitigung wird die Frage, wann ein Material seine Eigenschaft als Abfall verliert, von der Kommission als weitere wesentliche Unklarheit bisheriger Europäischer Abfallwirtschaft bezeichnet. Artikel 11 des Richtlinienentwurfs legt nun ein allgemeines Kriterium fest, das erfüllt sein muss, damit ein Material aus dem Abfallregime entlassen werden kann: Die Neueinstufung würde nicht zu insgesamt negativen Umweltauswirkungen führen. Für das Sekundärprodukt bzw. den Sekundärwerkstoff oder Sekundärstoff besteht ein Markt. Das entstehende Sekundärprodukt, der Sekundärwerkstoffs oder Sekundärstoff muss mit gleichwertigen Primärprodukten oder -stoffen vergleichbar sein und die für die Vermarktung erforderlichen Bedingungen müssen gegeben sein. c) Standards und Normen Bei der Revision der Abfallrahmenrichtlinie kommt den Standards und Normen eine wesentliche Rolle zu. Dies betrifft die Diskussion um das Ende der Abfalleigenschaft (Normen für Materialzusammensetzungen, Anlagenstandards, Normen für Verwertungsprodukte), Anlagengenehmigungen und Registrierung von Anlagen (gemeinsamer anlagenbezogener Umweltschutzstandard in Europa) und die verstärkte Anwendung der IPPC-Richtlinie und ihres BAT- Instruments. Durch die Anwendung von Standards und Normen soll erreicht werden, dass Regelungen wesentlich vereinfacht werden können und die Verwertung durch einen größeren gemeinsamen Europäischen Markt gestärkt wird. Denkbare Vorgehensweisen wären dabei, 60

61 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen dass abfallrechtliche Regelungen die Einhaltung bestimmter Standards verlangen (z.b. dass Anlagen zur Verwertung von Abfällen den BAT-Standard einhalten müssen), oder bestimmte Prozeduren an die Einhaltung von Standards gebunden werden (z.b. veränderte Überwachungsanforderungen bei der Einhaltung bestimmter Standards), oder Mindestqualitätsstandards für Output aus der Abfallbehandlung verlangt werden (z.b. Mindestqualitäten für Komposte ), oder (als weichere Regelung) eine Marktförderung durch Qualitätsstandards erreicht werden soll (z.b. durch Normen für Kunststoffrezyklate). e) Überblicksdarstellung weiterer Bestimmungen Art. 9 des Kommissionsentwurfes bestimmt, dass die im Zusammenhang mit der Verwertung oder Beseitigung von Abfällen entstehenden Kosten je nach Sachlage zwischen dem Besitzer, dem vorherigen Besitzer und dem Erzeuger aufgeteilt werden. Die alte Richtlinie nennt hier lediglich die Beseitigung. Art des Kommissionsentwurfs benennen Anforderungen an Genehmigungen und übernehmen wesentliche Bestimmungen von Art. 9 bis 11 der alten Richtlinie. Die Überwachung von Sammlung und Transport (Art. 32) soll nun auch explizit Herkunft und Verbleib des nicht-gefährlichen Abfalls einbeziehen. Die direkte Relevanz für öffentlich rechtliche Entsorgungsträger wird als gering eingeschätzt, solange ausschließlich Siedlungsabfälle gesammelt bzw. behandelt werden. Als Transporteur von gefährlichen Abfällen müssen öffentlich-rechtliche Körperschaften nach Art. 33 Daten vorhalten über Menge, Art, Herkunft, Verbleib (soweit relevant), Häufigkeit der Sammlung, Transportart und beabsichtigte Behandlungsmethode und ggf. verfügbar machen. Darüber hinaus ist zu beachten, dass nun auch gegenüber dem Vorbesitzer des Abfalls nachgewiesen werden muss, dass die Behandlung des Abfalls statt gefunden hat. 61

62 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen 5.3. Andere relevante Richtlinien Im folgenden Kapitel werden ausgewählte produktbezogene Abfallrichtlinien summarisch dargestellt, in denen Rücknahme- und Verwertungsverpflichtungen und das Prinzip der Herstellerverantwortung eine wesentliche Rolle spielen Verpackungsrichtlinie Gegenstand der Richtlinie In der Verpackungsrichtlinie werden Anforderungen an die Mitgliedsstaaten zur Vermeidung und Verwertung von Verpackungsmaterialien aufgeführt. Die EU- Richtlinie setzt somit Rahmenbedingungen zur Förderung der Abfallvermeidung und des Recyclings fest. Anzumerken bleibt, dass Details der Umsetzung den jeweiligen Mitgliedstaaten überlassen bleibt, wobei die vorgeschriebenen Verwertungsquoten verbindlich sind Zu den Entwicklungen im Einzelnen Auf EU-Ebene werden erhöhte Anforderungen an Verwertungsquoten der modifizierten Verpackungsrichtlinie 11 diskutiert. So müssen die in den EU- Mitgliedsstaaten verantwortlichen Beteiligten die in der Verpackungsrichtlinie geforderte Bewirtschaftung von Verpackungen und Verpackungsabfällen erfüllen. Hierzu muss ein funktionierendes Rücknahme- Sammel- und Verwertungssysteme durch die Mitgliedsstaaten gewährleistet werden. Im Rahmen der Modifizierung der Verpackungsrichtlinie in 2004 und 2005 wurde u.a. Begriffbestimmungen für Verpackungen, Punkte zur Abfallvermeidung sowie der Quoten für Verwertung und stofflichen Verwertung geändert. So sollen etwa die Mitgliedsstaaten Kampagnen zur Information der Verbraucher fördern und Abfallvermeidungsinstrumente begünstigen. Des Weiteren enthält die neue Richtlinie höhere Zielvorgaben für das Recycling und die Verwertung von in Verkehr gebrachten bzw. angemeldeten Verpackungsabfällen wie etwa Papier, Glas, Metall, Kunststoff und Holz. Folgende in Artikel 6 aufgeführten Ziele sind bis spätestens dem 31. Dezember 2008 von den Mitgliedsstaaten einzuhalten. 11 Richtlinie 2004/12/EG des Europäischen Parlaments und des Rates zur Änderung der Richtlinie 94/62/EG über Verpackungen und Verpackungsabfälle, 11. Februar 2004, Brüssel. 62

63 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Tabelle 20: Zielvorgaben für die Verwertung der in Verkehr gebrachten bzw. angemeldeten Verpackungsmaterialien (Gew/%) Verwertung und Verbrennung mit Energierückgewinnung insgesamt Min. 60% Stoffliche Verwertung insgesamt Min. 55% und höchstens 80% Glas Papier Metall Kunststoff ,5 15 Die Bezugsgröße (also der Nenner der Verwertungsquote) ist dabei die Gesamtmenge der angefallenen Verpackungsabfälle, folgendermaßen definiert ist: Verpackungsabfallaufkommen ist die Menge der Verpackungen, die in einem Mitgliedstaat nach der Verwendung als Behältnis oder zum Schutz, zur Handhabung, Lieferung oder Präsentation von Waren zu Abfall im Sinne von Artikel 1 der Richtlinie 75/442/EWG des Rates wird 12. Die Verwertungsquote ist demzufolge definiert als: Rate der Verwertung bzw. der Verbrennung in Abfallverbrennungsanlagen mit Energierückgewinnung für die Zwecke von Artikel 6 Absatz 1 der Richtlinie 94/62/EG ist die verwertete oder in Abfallverbrennungsanlagen mit Energierückgewinnung verbrannte Gesamtmenge an Verpackungsabfällen, geteilt durch die Gesamtmenge der angefallenen Verpackungsabfälle 13 Ferner sollen die Mitgliedsstaaten die energetische Verwertung der Verpackungsabfälle, sofern dies aus Umwelt und ökonomischen Gründen gegenüber der stofflichen Verwertung sinnvoll ist, fördern. Holz 12 ENTSCHEIDUNG DER KOMMISSION vom 22. März 2005 zur Festlegung der Tabellenformate für die Datenbank gemäß der Richtlinie 94/62/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über Verpackungen und Verpackungsabfälle 13 ENTSCHEIDUNG DER KOMMISSION vom 22. März 2005 zur Festlegung der Tabellenformate für die Datenbank gemäß der Richtlinie 94/62/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über Verpackungen und Verpackungsabfälle; Die Mitgliedsstaaten sind dabei im Artikel 12 aufgefordert, die Datenbanken zur Bereitstellung der notwendigen Daten aufzubauen. 63

64 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Batterie-Richtlinie Gegenstand der Batterierichtlinie In der Batterierichtlinie 14 wurden Sammelziele sowie Recyclingziele aufgeführt. Wobei für Batterien, die besonders relevante Schwermetalle beinhalten, spezielle Recyclingziele benannt wurden. Für die Finanzierung der Abfallbewirtschaftung von Batterien sind die Hersteller zuständig. Ziel dieser Richtlinie ist, dass die Mitgliedsstaaten unter Berücksichtigung der Umwelteinflüsse des Transports notwendige Maßnahmen unternehmen, um die getrennte Sammlung von Altbatterien und akkumulatoren zu erhöhen und den Anteil von Batterien und Akkumulatoren im Hausmüll minimieren, um einen hohen Recyclinganteil von Altbatterien und akkumulatoren zu erreichen. [Vgl.: Article 7] Zu den Entwicklungen im Einzelnen Der Vorschlag der Kommission zu einer überarbeiteten Richtlinie über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und Altakkumulatoren (Batterierichtlinie 15 ) enthält Regelungen zum Inverkehrbringen von Batterien und Akkumulatoren sowie zur Sammlung, Behandlung und Recycling von Altbatterien und Altakkumulatoren. Die Diskussion um den Entwurf der Batterierichtlinie weist inzwischen eine Vielzahl von Etappen auf, die Bild der politischen Auseinandersetzungen um diese Richtlinie sind. Für die Analyse im Rahmen dieser Studie wurde der gemeinsame Entwurf nach Billigung durch den Vermittlungsausschuss 16 zu Grunde gelegt und die relevanten Artikel entweder in zusammengefasster Form oder als Zitat wieder gegeben: Mit Ausnahme von Sicherheits-, Militär- und Weltraumanwendungen gilt die Batterierichtlinie für alle Typen von Batterien und Akkumulatoren, unabhängig von Form, Volumen, Gewicht, stofflicher Zusammensetzung oder Verwendung (Artikel 2) Das Ziel der Richtlinie ist die möglichst weitgehende getrennte Sammlung und die Minimierung der endgültige Beseitigung von Batterien und Akkumulatoren als unsortierte Siedlungsabfälle (Artikel 7). Die Mitgliedstaaten müssen das Vorhandensein von Rücknahmesysteme sicherstellen die es den Endnutzern ermöglichen, sich der Geräte-Altbatterien und -akkumulatoren an einer leicht zugänglichen Sammelstelle in ihrer Nähe zu entledigen, wobei der Bevölkerungsdichte Rechnung zu tragen ist (Artikel 8) 14 Vgl.: DIRECTIVE 2006/66/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 6 September 2006 on batteries and accumulators and waste batteries and accumulators and repealing Directive 91/157/EEC 15 Brüssel, den , KOM(2003) 723 endgültig, 2003/0282 (COD), Vorschlag für eine Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und Altakkumulatoren. 16 Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und Altakkumulatoren und zur Aufhebung der Richtlinie 91/157/EWG, Brüssel, den 20. Juni 2006, 2003/0282 (COD), PE- CONS 3615/06 64

65 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Ähnliches gilt auch für Fahrzeugaltbatterien und akkumulatoren (siehe Artikel 8 (4)). Diese Rücknahmesysteme können zusammen mit der über Elektro- und Elektronik-Altgeräte-Richtlinie (2002/96/EG) (Artikel 8 d) betrieben werden und bedürfen keiner einzelnen Registrierung oder Genehmigung nach der Richtlinie über Abfälle (2006/12/EG) und über gefährliche Abfälle (91/689/EWG) (Artikel 8(1)). Artikel 10 legt die Mindestsammelziele (24% / 45%), den Zeitpunkt des Erreichens (6/10 Jahre nach Inkrafttreten) und zusammen mit Anhang I die Art der Überwachung fest. Nach Artikel 10(4) sind Übergangsbestimmungen bezüglich der Recyclingziele aufgrund besonderer nationaler Gegebenheiten möglich. Die Sammelquote ist dabei folgendermaßen definiert: Sammelquote: den Prozentsatz, den das Gewicht der Geräte- Altbatterien und -akkumulatoren, die in einem Mitgliedstaat in einem Kalenderjahr gemäß Artikel 8 Absatz 1 der vorliegenden Richtlinie oder gemäß der Richtlinie 2002/96/EG gesammelt werden, im Verhältnis zu dem Gewicht der Gerätebatterien und -akkumulatoren ausmacht, die die Hersteller im Jahresdurchschnitt des betreffenden Kalenderjahres und der vorausgegangenen zwei Kalenderjahre in dem jeweiligen Mitgliedstaat entweder direkt an Endnutzer verkaufen oder Dritten liefern, damit sie an Endnutzer verkauft werden. [Artikel 3] 17. Im Ausschussverfahren wird bis zum 26. September 2007 eine gemeinsame Methodik für die Berechnung des Jahresabsatzes von Gerätebatterien und - akkumulatoren an Endnutzer aufgestellt [Artikel 10] 18. Weiterhin müssen Behandlungs- und Recyclingmindestanforderungen (Artikel 12 (2) und (4)) nach Anhang IIIA und B eingehalten werden, die die komplette Entfrachtung und Anforderungen an die Behandlungs- und Lagerungsumgebung, sowie Mindestrecyclingziele von Blei-Säurebatterien (65% des durchschnittlichen Gewichts) Nickel-Cadmium-Batterien (75% des durchschnittlichen Gewichts) Sonstiger Altbatterien und akkumulatoren (50% des durchschnittlichen Gewichts) vorsehen. Artikel 14 legt ein Beseitigungsverbot von Industrie und Fahrzeugbatterien- und akkumulatoren auf Abfalldeponien fest mir der Ausnahme von ebensolchen Rückständen, die den oben aufgeführten Behandlungs- und Recyclingverfahren unterzogen wurden. Artikel 20 beschäftigt sich mit dem Informationstransfer an die Endnutzer über Informationskampagnen bezüglich der Informationen die für die Endnutzer be- 17 RICHTLINIE 2006/66/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 6. September 2006 über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und Altakkumulatoren und zur Aufhebung der Richtlinie 91/157/EWG 18 RICHTLINIE 2006/66/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 6. September 2006 über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und Altakkumulatoren und zur Aufhebung der Richtlinie 91/157/EWG 65

66 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen reitgestellt werden müssen wie z. B. die zur Verfügung stehenden Rücknahmeund Recyclingsysteme ( Artikel 20 c). Laut Artikel 23 können die Mitgliedstaaten, das Einhalten bestimmter aufgeführter Anforderungen vorausgesetzt, u. a Artikel 8 über Rücknahmesysteme und Artikel 20 (Information für die Endnutzer) auch durch freiwillige Vereinbarungen zwischen zuständigen Behörden und den betroffenen Wirtschaftsbeteiligten umsetzen. Die folgende Abbildung fasst Anforderungen und Verantwortlichkeiten entsprechend der Richtlinie zusammen. Battery Directive Minimum percent. Minimum requirements Minimum rates Delivery Collection Treatment Recovery Organisational responsibility P; D; M; O P; D; (M) Financial responsibility P; D (take back) P; D P=Producer, D=Distributor, M=Municipality, O=Other Abbildung 29: Anforderungen und Verantwortlichkeiten der Batterie-Richtlinie [Sander e.a. 2007a] Elektroaltgeräte Richtlinien Inhalt der Richtlinien Der Produktbereich der Elektro- und Elektronikgeräte wird durch zwei Abfallrichtlinien geregelt. Während die RoHS-Richtlinie (Restriction of Hazardous Substances) die Verwendung bestimmter Stoffe in diesen Produkten einschränkt, regelt die WEEE-Richtlinie die Erfassung, Behandlung und Entsorgung der Geräte und formuliert Anforderungen an deren Gestaltung aus abfallwirtschaftlicher Sicht. Welche Elektro- und Elektronikaltgeräte unter die Richtlinie fallen, ist im Anhang der Richtlinie aufgeführt. Aufgrund der Vielfalt der Geräte besteht hier jedoch oftmals Abgrenzungsbedarf. Die Richtlinie nutzt als Instrument die erweiterte Herstellerverantwortung. Hierdurch sind die Hersteller (=Produzenten, Importeure, Händler) verpflichtet, die Entsorgung entsprechend den Anforderungen der Richtlinie selber zu organisieren. Schnittstellen zu Aktivitäten der öffentlichen Hand können eingerichtet werden. Die WEEE-Richtlinie setzt neben den Anforderungen an die Behandlung unter anderem auch konkrete Anforderungen an die Sammlung (Mindestsammelmenge pro Einwohner) und die Verwertung (Quote für die stoffliche und die energetische Verwertung). 66

67 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Sie konkretisiert das Prinzip der Herstellerverantwortung, indem Anforderungen an die verwertungsgerechte Gestaltung der Produkte formuliert werden und die Entsorgungsverantwortung den Herstellern zugeordnet wird. Die dabei zu erfassenden Anteile der Elektro- und Elektronikaltgeräte sind jedoch (sinnvollerweise) nicht auf den einzelnen Hersteller bezogen, sondern als Quote der anfallenden Gesamtmenge festgelegt. Die Anteile der Elektro- und Elektronikaltgeräte, die verwertet werden müssen, sind auf die gesammelten Mengen bezogen. Re-use, recycling and recovery rates of Article 7 100% 80% 60% 40% 20% 0% Large household appliances, automatic dispensers Recovery Re-use, Recycling No Recovery Small household appliances, lighting equipment, tools, toys, monitoring instruments IT, telecommunications equipment Gas discharge lamps Abbildung 30: Verwertungsquoten der Elektroaltgeräterichtlinie [Sander e.a. 2007a] Um die Übernahme der Verantwortung durch die Hersteller organisieren und kontrollieren zu können, müssen die Hersteller sich bei einer zentralen Stelle registrieren und dieser die in Verkehr gebrachten Mengen berichten. Im Rahmen der WEEE Richtlinie hat der Gesetzgeber Wert darauf gelegt, dass die Hersteller insolvenzsichere Garantien für die Rücknahme und Verwertung/Entsorgung ihrer Produkte geben. Damit soll verhindert werden, dass zukünftige Entsorgungskosten auf die Gesellschaft oder die dann am Markt operierenden Hersteller zurückfallen. Die folgende Grafik fasst die Bestimmungen der Richtlinie zu den Verantwortlichkeiten und zu ausgewählten Instrumenten für den Bereich der Elektroaltgeräte aus privaten Haushaltungen und ähnlichen Anfallstellen (b2c) zusammen. Die organisatorische, finanzielle und rechtliche Verantwortung für die Anlieferung der Altgeräte liegt hier bei den Endbenutzern. Die finanzielle, rechtliche und organisatorische Verantwortung für die weitere Behandlung und Verwertung liegt bei den Herstellern. Diese können sich allerdings zur Erfüllung ihrer organisatorischen Pflichten eines Dritten bedienen. 67

68 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen WEEE Directive (b2c) Organisational responsibility Financial responsibility Legal responsibility Delivery Collection Treatment Recovery User User User Minimum collected amount Producer Municipality Municipality Minimum treatment requirements Producer Minimum recovery rates Producer Responsibility Organisation Abbildung 31: Anforderungen und Verantwortlichkeiten laut WEEE-Richtlinie [Sander e.a. 2007a] Die RoHS-Richtlinie beschränkt die Verwendung von Blei, Quecksilber, sechswertigem Chrom, polybromiertem Biphenyl (PBB) und polybromiertem Diphenylether (PBDE). Dabei werden zwar explizit nur elementare Formen der Metalle genannt ( Blei, Cadmium und Quecksilber ). Aus Hintergrunddokumenten zur RoHS-Richtlinie jedoch hervor, dass auch die Verbindungen von Blei, Cadmium und Quecksilber in den Anwendungsbereich fallen. Legierungen sind Zubereitungen. Demzufolge betreffen die Verbote auch Zubereitungen, die diese Elemente enthalten, z. B. Bleilegierungen, die als Lote verwendet werden 19. Aus Gründen der Praktikabilität wurden Schwellenwerte festgelegt, bis zu denen das Vorhandensein der genannten Stoffe erlaubt ist. Dies sind für Blei, Quecksilber, sechswertiges Chrom, polybromierte Biphenyle (PBB), polybromierte Diphenylether (PBDE) 0,1 Gewichtsprozent und für Cadmium 0,01 Gewichtsprozent (100 ppm) je homogenem Material 20. Was ein homogenes Material ist klärt die Europäische Kommission unter anderem in ihrem Dokument Frequently Asked Questions (FAQ) 21. Danach ist homogenes Material solches, das mechanisch nicht in verschiedene Materialien getrennt werden kann. Der Begriff homogen meint demnach, dass das Material durch und durch eine gleichmäßige Zusammensetzung aufweist. Als Beispiele für homogene Materialien werden Kunststoffe, Metalle, Glas, Keramik, Papier oder Beschichtungen genannt. Mechanisch getrennt meint demnach, dass es prinzipiell möglich ist, das Material mechanisch z.b. durch Lösen von Schrauben, Schneiden, Zerkleinern, Schleifen oder andere abrasive Prozesse zu trennen. Als Beispiele für nicht-homogene Materialien werden in den FAQ be- 19 [RoHS-konform? Handlungshilfe zur Kommunikation entlang der Lieferkette über die Einhaltung stoffbezogener Anforderungen aus der Richtlinie 2002/95/EG (RoHS); Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) e. V.; Oktober 2005] 20 [Entscheidung der EU-Kommission vom (2005/618/EG) zur Änderung der Richtlinie 2002/95/EG (RoHS)] 21 [European Commission DG Environment: Frequently asked questions on Directive 2002/95/EC on the Restriction of the use of certain hazardous substances in Electric and Electronic Equipment (RoHS) and Directive 2002/96/EC on Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE); Brussels 2005] 68

69 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen schichtete Kunststoffe, Kabel, Halbleiter-Bauelement (das aus einer Vielzahl homogener Materialien besteht) genannt. Für die Photovoltaik heißt das, dass die Konzentrationshöchstwerte auf z.b. die Halbleiterschichten bezogen werden müssen. Cadmium-haltige Schichten in CdTe- oder CIS-Modulen fielen demnach unter die Regelungen der RoHS. E- benso gilt dies für Lotverbindungen, die üblicherweise aus Sn 60 Pb 40 bestehen. Auch in den Glasfritten der Zellen überschreitet der Bleigehalt den Maximalwert von 0,1%. Hinsichtlich der Anwendung bromierter Flammschutzmittel müssen vor allem Kunststoffgehäuse und Leiterplatten überprüft werden. Die RoHS-Richtlinie wird laufend dem aktuellen Stand der Technik angepasst. Dabei erfolgt eine Beteiligung der Öffentlichkeit bzw. der interessierten/ betroffenen Gruppen über Stakeholder Consultations der Europäischen Kommission. Die hieraus resultierenden Regelungen betreffen zunächst ausschließlich die Hersteller. Für die sammelnde bzw. behandelnde öffentliche Hand würde nur dann ein Handlungsbedarf resultieren, wenn auch die Entfrachtungsvorschriften der WEEE-Richtlinie (Artikel 6 und Anhang II) geändert würden Umsetzung in den Mitgliedsstaaten Dieser Abschnitt beschreibt einige Aspekte der Umsetzung der Richtlinie in den Mitgliedsstaaten, die im Zusammenhang den administrativen Aspekten eines Herstellerbezogenen Rücknahme- und Verwertungssystems für PV-Module relevant sein können. Die Richtlinie wurde in den Mitgliedsstaaten mit teilweise deutlichen Unterschieden umgesetzt. Die folgende Grafik veranschaulicht die Unterschiede bei der Zuordnung von physischen Verantwortlichkeiten in Bezug auf die Sammlung von Altgeräten aus privaten Haushalten. 69

70 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Evaluation of the WEEE Directives Producer Responsibility Provisions Allocation of Responsibility for Collection of WEEE from Private Households Physical Responsibilities Analysis of transposition [Basis: Legal texts] D/M/P D/M D/P M P D = Distributor M = Municipality P = Producer Definition of producer varies between national and European approach PT IE ES UK FR NL BE* LU DK DE SE CZ AT SI IT LV LT PL SK HU FI EE RO BG GR MT 9 * Brussels RPA Abbildung 32: "Physische" Verantwortung für die Sammlung von Elektroaltgeräten aus privaten Haushalten [Sander e.a. 2007b] Im Unterschied hierzu zeigt die folgende Abbildung die finanziellen Verantwortlichkeiten, wie sie in den nationalen Implementierungen festgelegt wurden. Analysis of transposition [Basis: Legal texts] Allocation of Responsibility for Collection of WEEE from Private Households Financial Responsibilities D D/M D/P M P D = Distributor M = Municipality P = Producer Definition of producer varies between national and European approach Evaluation of the WEEE Directives Producer Responsibility Provisions PT IE ES UK FR NL BE* LU DK DE SE IT AT CZ SI PL HU SK LV LT FI GR EE RO BG MT 10 * Brussels RPA Abbildung 33: Finanzielle Verantwortung für die Sammlung von Elektroaltgeräten aus privaten Haushalten [Sander e.a. 2007b] 70

71 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Die folgende Tabelle fasst die Verpflichtungen zur Registrierung sowie die Berichtspflichten in den Mitgliedsstaaten zusammen. Tabelle 21: Verpflichtete für Registrierung und Berichte [Sander e.a. 2007] Mitgliedsstaat Hersteller B2C B2B Verkäufer anderer Geräte unter eigenem Handelsnamen B2C B2B Importeur (innerhalb EU) B2C B2B Exporteur (innerhalb EU) B2C B2B Fernverkäufer (National zu anderem Mitgliedsstaat) B2C B2B Fernverkäufer (Anderer Mitgliedsstaat zu national) B2C B2B Privater Importeur B2B Registrierung von Herstellern anderer MS möglich Österreich Belgien Bulgarien Zypern Tschechische Republik Dänemark Estland Finnland Frankreich Deutschland Griechenland Ungarn Irland Italien Lettland Litauen Luxemburg Malta Niederlande Polen Portugal Rumänien Slowakei Slowenien Spanien Schweden Großbritannien 71

72 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Die folgende Tabelle gibt an, in welchen Ländern ein compliance scheme 22 ) seine Mitglieder bei einem nationalen Register registrieren kann. Tabelle 22: Verpflichtete für Registrierung und Berichte [Sander e.a. 2007] Mitgliedsstaat Österreich Belgien Bulgarien Zypern Tschechische Republik Dänemark Estland Finnland Frankreich Deutschland Griechenland Ungarn Irland Italien Lettland Litauen Luxemburg Malta Niederlande Polen Portugal Rumänien Slowakei Slowenien Spanien Schweden Großbritannien Compliance schemes kann Hersteller registrieren Hersteller muss sich individuell registrieren Die nationalen Register bzw. Clearingstellen können durch eine öffentliche Verwaltung oder privat betrieben werden, oder durch die Hersteller, oder durch compliance schemes oder durch Kombinationen der genannten. Die folgende Tabelle zeigt die Situation in den Mitgliedsstaaten auf. 22 die von den Herstellern beauftragten Unternehmen, die die physische Verantwortung für Sammlung, Behandlung und Verwertung übernehmen 72

73 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Tabelle 23: Betreiber von Registern und Clearingstellen [Sander e.a. 2007] Register & Clearingstelle werden privat betrieben Deutschland Irland Dänemark Lettland Portugal Register: Öffentlich Clearingstelle: Privat Österreich Italien Spanien Register: Öffentlich Tschechische Republik Estland Frankreich Finnland Ungarn Litauen Luxemburg Polen Rumänien Slowakei Slowenien Schweden Register: Compliance Scheme Niederlande Belgien Griechenland (Mögliche) Bedeutung der Richtlinie für die Photovoltaik In den aktuellen Fassungen der Richtlinien wurde der Wirkungsbereich der beiden Richtlinien auf die Anwendungen bezogen, die im Anhang 1 der WEEE explizit genannt sind. Module, die produziert und verkauft werden, um sie fest zu installieren, fallen demnach derzeit nicht unter die Regelungen von WEEE und RoHS. Allerdings enthält die WEEE Richtlinie einen Passus, nach dem dieser Anhang zukünftig angepasst werden kann. In diesem Artikel 13 werden als Gerätearten, die aufgenommen werden könnten, neben Leuchten bzw. Glühlampen explizit photovoltaischen Erzeugnisse, d.h. Solarpaneele genannt. Der Termin für die Revision der WEEE-Richtlinie wurde bereits in der Richtlinie selbst mit Februar 2008 festgelegt. Unabhängig von zukünftigen Revisionen fallen derzeit schon solche photovoltaischen Bauteile unter die Regelungen von WEEE/RoHS, die Teil von elektrischen oder elektronischen Geräten sind (z.b. in Spielzeugen, Garten- oder Küchengeräten 23 ) (Ausnahme für ortsfeste Anlagen). Allerdings nennen WEEE und RoHS den Hersteller dieser Geräte als Verpflichteten, der die Anforderungen der Regelungen erfüllen muss und nicht den Hersteller von Bauteilen der Geräte. Ob es sich beim eigenen (Photovoltaik-) Produkt um ein Gerät im Sinne des ElektroG oder um ein Bauteil handelt, richtet sich laut Bundesministerium für Umwelt danach, ob das Produkt eine eigenständige Funktion hat. Bauelemente ohne eigenständige Funktion gelten nicht als Geräte im Sinne des ElektroG. Wann ein Produkt eine eigenständige Funktion hat und wann nicht, stellt sich als komplex dar. Wird die erwartete bestimmungsgemäße eigenständige Funktion erst erfüllt, wenn das Bauteil in ein Gerät eingebaut ist, gilt es nicht als Gerät im Sinne des ElektroG (z.b. elektrische oder elektronische Bauelemente in elektrischen oder elektronischen Schaltkreisen wie Widerstände, Transistoren oder Thyristoren, Kabel für Festinstallationen, Schaltrelais, Stecker, LEDs oder Flüssigkristallanzeigen). Als Beispiel für Produkte mit eigenständigen Funktio- 23 Eine relativ detaillierte Liste wird übrigens z.b. von der Stiftung Deutsches Elektroaltgeräteregister EAR geführt [ 73

74 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen nen führt das BMU Steckkarten für Computersysteme, Motherboards, Modem- Karten oder Festplatten- oder Diskettenlaufwerke an. [BMU 2005] Für Photovoltaik-Produkte besteht für eine Praxisangemessene Abgrenzung zwischen Gerät und Bauteil im Sinne der Regelungen sicherlich noch einiger Diskussionsbedarf. Damit ein Hersteller von Geräten die Verpflichtungen aus WEEE/RoHS erfüllen kann, muss er bestimmte produktbezogene Anforderungen entlang der Zuliefererkette weiterreichen. Dies gilt z.b. für die Stoffverbote der RoHS (siehe unten). PV-Zellenhersteller müssen also ggf. auskunftsfähig hinsichtlich der in der RoHS anwendungsbeschränkten Stoffe sein. Darüber hinaus ist es möglich, dass der Hersteller von Geräten von seinen Zulieferern Auskunft darüber verlangt, wie die Bauteile verwertet werden können und welche Verwertungsquoten entsprechend Artikel 7 der WEEE Richtlinie dabei erreicht werden Erfahrungen mit Rücknahmesystemen für andere Produkte und der Umsetzung der diesbezüglichen gesetzlichen Vorgaben Im Folgenden wird ein genereller Überblick über rechtliche Rahmenbedingungen gegeben und die grundsätzliche Funktionsweise einzelner, bereits existierender Rücknahmesysteme dargestellt Rücknahme und Entsorgung von Elektroaltgeräten nach dem ElektroG am Beispiel der Stiftung EAR Rechtlicher Rahmen Die europarechtliche Grundlage für die Regelung der Rücknahme von Elektroaltgeräten in Deutschland bildet die Richtlinie 2002/96/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 27. Januar 2003 über Elektro- und Elektronik- Altgeräte. Hintergrund diese Regelwerks war es, europaweit die einheitliche Anwendung des Grundsatzes der Produktverantwortung sicherzustellen, um zu vermeiden dass gefährliche Stoffe in normalen Abfallkreislauf gelangen, wo sie nicht ordnungsgemäß entsorgt werden können und damit umweltgefährdende Wirkung entfalten. Letztendlich soll die Wiederverwertung und das Recycling von Altgeräten sichergestellt werden. Das wichtigste Element der Richtlinie ist die Einführung der Verpflichtung für alle Hersteller von Elektro und Elektronikgeräten, Altgeräte vom Verbraucher kostenlos zurückzunehmen und umweltgerecht zu verwerten und zu entsorgen. Diese Pflicht gilt seit dem 13. August

75 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen In Deutschland wurden die Vorgaben der Richtlinie mit dem Gesetz über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten (ElektroG) national umgesetzt. Darin sind die Einzelheiten hinsichtlich der Pflichten bei der Sammlung, Rücknahme, Behandlung und Verwertung von Altgeräten sowie die Verteilung der Zuständigkeit zur Überwachung der Durchführung der im Gesetz genannten Aufgaben und Pflichten geregelt. Bei den Anforderungen, die dabei an den Hersteller gestellt werden, ist zu unterscheiden, ob es sich um b2b oder b2c Geräte handelt. Bei letzterer wird in finanzieller Hinsicht ein Teil der Produktverantwortung auf die Kommunen abgewälzt ( geteilte Produktverantwortung 24): bei der Rücknahme von Geräten von Privathaushalten sind die Kommunen organisatorisch und finanziell für deren Sammlung zuständig und verantwortlich, die Hersteller für die Verwertung und sonstige Entsorgung. Bei der Rücknahme von Altgeräten die nicht von privaten Haushalten stammen und ausschließlich b2b Geräte sind, muss der Hersteller auch die Sammlung organisieren, d. h. Rückgabemöglichkeiten schaffen Das System Organisation und Funktionsweise Die Einführung des Rücknahmesystems lässt sich im Wesentlichen in vier, vom ElektroG vorgegebene, Phasen einteilen: Errichtung einer gemeinsamen Stelle 25 Kennzeichnungspflicht 26 der Hersteller für Ihre Geräte Registrierungspflicht 27 für Hersteller und Importeure bei der gemeinsamen Stelle Kostenlose Rückgabemöglichkeit von Altgeräten für Endbesitzer und Rücknahmepflicht 28 für Hersteller und Importeure 24 IFEU Studie Seite Abs.1 Satz 1, 14, ElektroG 26 gemäß 7 ElektroG ab dem (b2b und b2c) 27 gemäß 24 ElektroG, ab dem (b2b und b2c) 28 gemäß 24 ElektroG, ab (b2c; b2b, soweit das Gerät vor dem als Neugerät in den Verkehr gebracht wurde 75

76 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Die gemeinsame Stelle Die im Gesetz vorgeschriebene Einrichtung einer gemeinsamen Stelle der Hersteller dient vornehmlich dazu, branchenübergreifend die Registrierung der Hersteller sicherzustellen und die Durchführung und Finanzierung des Rücknahmeprozesses zu koordinieren. Die gemeinsame Stelle wurde in Form einer privaten Stiftung des bürgerlichen Rechts mit dem Namen Stiftung Elektro- Altgeräte Register (EAR) von den Herstellern nach Maßgabe des 6 ElektroG errichtet. Sie nimmt die ihr vom Gesetzgeber zugewiesenen Aufgaben wahr, insbesondere die Registrierung der Hersteller einschließlich Widerruf der Registrierung die Entgegennahme der Anmeldung der Übergabestellen die Anordnung zur Bereitstellung von Behältnissen die Anordnung der Abholung von bereitgestellten Behältnissen mit Altgeräten bei den Übergabestellen der öffentlich rechtlichen Entsorgungsträger Darüber hinaus nimmt sie kraft Beleihung behördliche Aufgaben des Umweltbundesamtes nach 17 ElektroG war und vollstreckt die hierzu von ihr erlassenen Verwaltungsakte. Sie ist dagegen nicht zuständig und verantwortlich für praktische Durchführung der Rücknahme und Entsorgung sowie deren Logistik. Verträge mit Logistik oder Entsorgungsunternehmen dürfen von ihr nicht geschlossen oder vermittelt werden. Aufgrund der durch die Beleihung gebotenen Neutralität darf sie auch keine Beratungsleistungen diesbezüglich erbringen. Die Gemeinsame Stelle wird durch die an sie zu entrichtenden Gebühren, die sie für von ihr ausgeführte Amtshandlungen erhebt, finanziert. Dabei sind die Gebühren so bemessen, dass sie die zur Wahrnehmung der hoheitlichen Aufgaben entstehenden Kosten incl. sämtlicher Auslagen für die Gemeinsame Stelle decken. Die Höhe der Gebühren und die Gebührentatbestände sind in der Elektro- und Elektronikgerätegesetz-Kostenverordnung (ElektroGKostV) festgelegt. Die Kosten für bestehende nationale Register und Clearing House im Rahmen der europaweiten Umsetzung der WEEE-Richtlinie schwanken in weiten Bereichen von 40 /Hersteller bis zu /Hersteller. Die gewichteten Durchschnittskosten liegen bezogen auf Elektroaltgeräte bei 480 /Hersteller. Dabei ist zu beachten, dass in einigen nationalen Registern unterschiedliche Funktionsbereiche kombiniert werden (z.b. E-Altgeräte und Alt-Batterien) und so aufgrund der größeren Anzahl von Produkten/Herstellern/Dienstleistungen geringere spezifische Kosten erreicht werden können. Darüber hinaus werden die Durchschnittskosten auch dadurch mit beeinflusst, dass die Register in einigen Mitgliedsstaaten auf bestehende Strukturen aufsetzen konnten und so nicht die gesamten Einrichtungskosten in den dargestellten Summen enthalten sind. Die Kosten für das Elektroaltgeräteregister in Deutschland liegen in der Größenordnung von 9 Millionen. 76

77 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Herstellerpflichten Registrierung und Kennzeichnung ( 6 Abs. 2 und 3; 7 ElektroG): Alle Hersteller von Elektro- oder Elektronikgeräten müssen sich bei der Stiftung EAR registrieren lassen und ihre Produkte dauerhaft kennzeichnen. Mit der Registrierung muss jährlich eine insolvenzsichere Garantie für die Finanzierung der Rücknahme und Entsorgung für alle b2c Geräte nachgewiesen werden. Damit soll erreicht werden, dass jeder Hersteller auch tatsächlich für die Kosten der Entsorgung und Wiederverwertung seiner Produkte aufkommt und die entsprechenden finanziellen Garantien dafür von Anfang an bereitstellt. Bereitstellung von speziellen Behältnissen in denen die b2c Altgeräte beim öffentlich rechtlichen Entsorgungsträger gesammelt werden sowie die Abholung derselben( 9 Abs. 5; 10 Abs. 1 ElektroG) Schaffung von zumutbaren Rückgabemöglichkeiten für b2b Altgeräte und Entsorgung dieser Geräte ( 10 Abs. 2 ElektroG) Mitteilung über die Menge der In den verkehr gebrachten neuen Geräte sowie über die Menge der abgeholten, gesammelten, wieder verwendeten, stofflich verwerteten, sowie ausgeführten Altgeräte ( 13 ElektroG) Die Hersteller können für die Erfüllung dieser Pflichten auch Dritte beauftragen, 20 ElektroG. Die Verantwortung für die ordnungsgemäße Erfüllung verbleibt jedoch beim Hersteller. Mit Ausnahme der sich aus 10 (Rücknahme) ergebenden Pflichten, treffen die oben genannten Pflichten auch Hersteller, die mit Hilfe der Fernkommunikationstechnik ihre b2c Geräte direkt an den Kunden ins europäische Ausland vertreiben. Pflichten des Besitzers von Altgeräten Der Besitzer von b2c Altgeräten ist verpflichtet, je nach der örtlichen Praxis, diese an den eingerichteten Sammelstellen beim öffentlich rechtlichen Entsorgungsträger abzugeben oder von diesem abholen zu lassen. Zusätzlich ist die Abgabe bei einem Vertreiber oder bei einem Hersteller zulässig. Durchführung von Rücknahme und Entsorgung Die Durchführung der Rücknahme und Entsorgung wird nicht von der EAR selbst ausgeführt oder veranlasst. Dies verbleibt vielmehr im Pflichtenkreis des einzelnen Herstellers. Es steht ihm frei, entweder selbst einen oder mehrere qualifizierte Dienstleister damit zu beauftragen oder sich mit anderen Herstellern zu einem System unter Beachtung kartellrechtlicher Vorschriften zusammenzuschließen. Dabei bleibt jedoch jeder Hersteller gegenüber der gemeinsamen Stelle individuell verpflichtet; eine Übertragung der Endverantwortung kann nicht erfolgen. 77

78 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Rücknahme und Entsorgung von Verkaufsverpackungen nach der Verpackungsverordnung Rechtlicher Rahmen Die VerpackV findet ihre europarechtliche Grundlage in der Richtlinie 94/62/EG über Verpackungen und Verpackungsabfälle aus dem Jahr auf nationaler Ebene in 6 Abs. 1 Satz 4, 23 Nr. 1, 2, 6, 24 Abs. 1 Nr. 2, 3,4 und Abs. 2 Nr. 1, 57 ivm. 59, 7 Abs. 1 Nr. 3 und 12 Abs. 1 des Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetzes (KrW-/AbfG). Das Anliegen des europäischen Gesetzgebers war es dabei, mit der Richtlinie ein verbindliches Regelwerk zu schaffen, um den Umgang mit Verpackungsmaterialien und -abfällen zu harmonisieren, und so einen besseren Umweltschutz in der EU zu gewährleisten sowie auch das Funktionieren des Binnenmarktes zu fördern. Durch Maßnahmen zur Verringerung der Gesamtmenge an Verpackungen soll die Menge des insgesamt anfallenden Verpackungsabfalls sowie die damit verbundenen negativen Folgen für die Umwelt vermieden werden. Wichtigster Bestandteil der Richtlinie ist daher die Vorgabe an alle Mitgliedstaaten, die Zielwerte hinsichtlich der stofflichen und energetischen Verwertung zu erreichen und dafür die entsprechenden Maßnahmen zu Errichtung von Rücknahme-, Sammel- und Verwertungssysteme zu ergreifen. In Deutschland wurde bereits zuvor mit der VerpackV von 1991 eine Rücknahmepflicht für Transport-, Verkaufs-, und Umverpackungen eingeführt 29 ( 4ff VerpackV). Diese Pflicht betrifft grundsätzlich alle Hersteller und Vertreiber von Verpackungen, Packstoffen oder den dazu benötigten Erzeugnissen. Ihnen obliegen grundsätzlich folgende Pflichten ( 6 Abs. 1, 2 VerpackV): Rücknahme Verwertung oder erneute Verwendung Nachweis und Dokumentationspflichten über die in den Verkehr gebrachten, die zurückgenommenen und verwerteten Verpackungen Die Kosten für die Rücknahme hat dabei ausschließlich der Hersteller bzw. Vertreiber zu tragen und darf nicht direkt dem Verbraucher auferlegt werden. Die oben genannten Verpflichtungen können bei Verkaufsverpackungen, die nicht der Verpackung von schadstoffhaltigen Produkten dienen, dann entfallen, wenn sich der Hersteller bzw. Vertreiber einen Rücknamesystem ( 6 Abs. 3 i.v.m. Anhang I VerpackV) anschließt, das entweder als Hol-, oder Bringsystem oder einer Kombination aus beiden ausgestaltet sein kann. Schließt sich ein Hersteller / Vertreiber einem solchen System an, muss er seine Verpackungen entsprechend kennzeichnen, um sein Beteiligung an dem System für dritte kenntlich zu machen; der Betreiber des Systems ist für die Zuführung zur ordnungsgemäßen Verwertung verantwortlich und hat die erfasste und der Verwertung zugeführte Menge zu dokumentieren. 29 Für bestimmte Getränkeverpackungen, sowie Verpackungen von Wasch- und Reinigungsmitteln sowie Dispersionsfarben gilt eine Pfanderhebungspflicht, auf die hier allerdings nicht näher eingegangen werden soll. 78

79 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Der Betreiber hat ferner dafür zu sorgen, dass 1. für die in das System aufgenommenen Verpackungen Verwertungskapazitäten tatsächlich vorhanden sind, 2. Entsorgungsleistungen (Erfassung, Sortierung, Verwertung) in einem Verfahren, das eine Vergabe im Wettbewerb sichert, ausgeschrieben werden, 3. die Kosten für Erfassung, Sortierung sowie Verwertung oder Beseitigung für die einzelnen Verpackungsmaterialien offen gelegt werden, 4. die zur Verwertung bestimmten Verpackungen unter Wettbewerbsbedingungen abgegeben werden, 5. die nach Nummer 4 dieses Anhangs geforderten Nachweise über die Beteiligung am jeweiligen System vorgelegt werden, 6. die nach Nummer 1 dieses Anhangs festgelegten Anforderungen an die Wertstoffverwertung nachgewiesen werden und 7. im Falle der Einstellung des Systembetriebs die Entsorgung der in den Sammeleinrichtungen des Systems tatsächlich erfassten Verpackungen gewährleistet wird 30. Hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung diese Systeme macht die VO keine Vorgaben; sie gibt lediglich vor, dass dies in Abstimmung mit dem jeweiligen öffentlich rechtlichen Entsorgungsträger unter Berücksichtigung seiner Belange, auch hinsichtlich bereits bestehender Infrastrukturen, zu erfolgen hat Duale Systeme Organisation und Funktionsweise Der Grüne Punkt - Duales System Deutschland Die Duales System Deutschland GmbH ist ein privatwirtschaftlich organisiertes Unternehmen, das als Betreiber eines Systems i.s. v. 6 III VerpackV die gesetzlichen Pflichten zu Entsorgung und Verwertung der Herstellern und Vertreibern von Verkaufsverpackungen übernimmt. Seit 1993 ist die Duales System Deutschland GmbH ein bundesweit zugelassen Betreiber. Die Entsorgung und Verwertung wird nicht von der Duales System Deutschland GmbH selbst durchgeführt. Sie betreibt keine eigenen Entsorgungs- oder Verwertungsanlagen, sondern beauftragt hierfür (meist lokale) Subunternehmer. Auch die Sammlung der Verpackungen wird nicht von ihr selbst durchgeführt. Sie hat dafür mit 724 Entsorgungsunternehmen entsprechende Verträge abgeschlossen, in denen u.a. auch die Gebiete festgelegt sind, indem ein Subunternehmen für die Sammlung und Entsorgung zuständig ist. Ein Unternehmen, das sich an diesem System beteiligen will, um so eine Befreiung seiner Pflichten nach der VerpackV zu erreichen, muss mit der DSD GmbH einen Lizenz bzw. Zeichennutzungsvertrag schließen. Dieser Vertrag 30 Anhang I Nr. 3 (3) VerpackV 79

80 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen berechtigt das Unternehmen gegen Zahlung einer Lizenzgebühr, seine im Inland vertriebenen Verpackungen mit dem Grünen Punkt zu versehen. Die DSD GmbH verpflichtet sich im Gegenzug zur Sammlung, Sortierung und Verwertung der mit dem grünen Punkt versehenen Verpackungen. Aufgrund von Vorgaben des Bundeskartellamts werden von der DSD GmbH nur Verkaufsverpackungen, die in Haushalten oder vergleichbaren Stellen anfallen gesammelt; Großgewerbe und Industrie gehören daher nicht dazu. Wettbewerbsrechtliche Aspekte a) Struktur der Betreibergesellschaft Die DSD Gesellschaft wurde 1990 ursprünglich in der Rechtsform einer GmbH gegründet erfolgte dann die Umwandlung in eine Akteingesellschaft ohne Börsennotierung. Zum Kreis der Aktionäre zählten dabei ca. 600 Industrie- und Handelsunternehmen. Unternehmen der Entsorgungswirtschaft waren als stille Gesellschafter beteiligt. Geplant war eine Beteiligung der Entsorgungswirtschaft von 33 1/3 % an der Gesellschaft, sowie das Vorschlagsrecht für ein Drittel der Aufsichtsratsmandate und die Position eines Geschäftsführers 31. Dies sollte im Gegenzug für die aufgrund der Finanzkrise des Unternehmens im Jahr 1993 gemachte Finanzzusage erfolgen, scheiterte jedoch am Widerstand des Bundeskartellamts. Nach dem Ausscheiden der Entsorgungsunternehmen als stille Gesellschafter im Jahr 2003, erfolgte Ende 2004 die Übertragung der Gesellschaftsanteile von Handels- und Industrieunternehmen auf einen Finanzinvestor. Der Anteil der bisherigen Aktionäre wurde damit auf unter 25 % gedrückt 32. Darüber hinaus ist gegenwärtig kein Großunternehmen des Handels oder der abfüllenden Industrie mehr an der DSD, die seit 2005 wieder als GmbH firmiert, beteiligt 33. b) Die Lizenzgebühr richtete sich ursprünglich nach der Art, Gewicht und Größe der Verpackung, war auf Basis der anfallenden Kosten kalkuliert und für alle bei de DSD GmbH angemeldeten Verpackungen zu entrichten. Die Zahlungspflicht bestand unabhängig davon, ob das Unternehmen auch tatsächlich die Dienste der DSD GmbH für alle markierten Produkte in Anspruch genommen hat. Dies Koppelung der Entgeltzahlungspflicht an die Nutzung des Zeichens der Grüne Punkt (und nicht an die tatsächliche Inanspruchnahme der Befreiungsdienstleistung) führte zu einer finanziellen Doppelbelastung der angeschlossenen Unternehmen, die für Teilmengen einen alternativen Systembetreiber in Anspruch nehmen oder diese Teilmengen in Eigenregie (Selbstentsorgerlösung gem. 6 Abs. 1) der Entsorgung und Verwertung zuführen. Ein Verzicht auf die Kennzeichnung bei der betreffenden Menge wäre für die Unternehmen wirtschaftlich schlicht unzumutbar, da dies die Einrichtung und Unterhaltung einer eigenen 31 Tätigkeitsbericht des Bundeskartellamtes, 1993/94, Bundestags-Drucksache 13/1660, S Pressemeldung des Bundeskartellamtes vom Der grüne Punkt Duales System Deutschland GmbH, Hintergrund und Ergebnisse: Zwei Jahre DSD im Wettbewerb, und Daten und Fakten auf www. gruener-punkt.de, Stand November

81 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Verpackungslinie erfordern würde. Die Europäische Kommission kam in ihrer Untersuchung daher zu dem Schluss, dass diese Art der Vertragsgestaltung einen Missbrauch der Marktstellung seitens DSD GmbH darstellt, die sowohl den innerdeutschen als auch europäischen Wettbewerbs zwischen Systembetreibern beeinträchtigt. Der DSD GmbH wurde daher seitens der Kommission 34 aufgeben, künftig nur noch Entgelt für tatsächlich erbrachte Leistungen zu erheben. Bis zur endgültigen Klärung der Rechtslage durch den Europäischen Gerichtshof hat die DSD GmbH Zusatzvereinbarungen zum Zeichennutzungsvertrag mit den Unternehmen geschlossen, in denen eine Befreiung von der Entgeltzahlungspflicht zugesichert wird, wenn Rücknahme und Verwertung bundesweit nachweislich ausschließlich über alternative Befreiungssysteme oder Selbstentsorgerlösung erfolgt, im EU Ausland aber an einem System des grünen Punktes teilgenommen wird, oder die Rücknahme und Verwertung teilweise über das Duale System, teilweise nachweislich über alternative Befreiungssysteme oder Selbstentsorgerlösung erfolgt. Zudem müssen weiterer Bedingung erfüllt werden, wie z.b. einem Hinweis für die Verbraucher, dass die Verpackung in der Bundesrepublik nicht an einem System der DSD GmbH teilnimmt oder die rechtzeitige Mitteilung der Menge, für das das System der DSD GmbH nicht in Anspruch genommen werden wird Rücknahme von Altfahrzeugen nach Altfahrzeuggesetz (AltfahrzeugG) Rechtlicher Rahmen Mit der Umsetzung der Richtlinie 2000/53/EG vom 18. September 2000 über Altfahrzeuge durch die Altfahrzeuggesetz (AltfahrzeugG) wurde die Rechtsgrundlage für ein Rücknahmesystem für Altautos geschaffen. Damit soll eine angemessene Entsorgung und Verwertung sichergestellt werden. Die folgende Abbildung fasst Anforderungen und Verantwortlichkeiten der Altfahrzeugrichtlinie zusammen. 34 Entscheidung der Europäischen Kommission vom 20. April 2001, Sache COMP D3/34493 DSD), Amtsbl. L166/1. Diese Entscheidung wurde vom Gericht erster Instanz mit Urteil vom 24. Mai 2007 bestätigt (Az. T-151/01). Dagegen hat die DSD GmbH am 13. August 2007 Rechtmittel beim Europäischen Gerichtshofe eingelegt (Az. C-385/07 P). Die Entscheidung darüber steht noch aus. 35 Zusatzvereinbarung zum Zeichennutzungsvertrag entsprechend 4 Abs. 1 Satz 2 des Zeichennutzungsvertrages, ZEU2, Version: 3.0, Stand: (i.d.f. vom ) 81

82 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen ELV Directive Delivery Collection Treatment Recovery Requirements Duty to deliver Availability of sites Minimum treatment requirements Minimum recovery rates Organisational responsibility User Producer, Retailer Producer, Retailer, plant operator Financial responsibility User Producer, Retailer Producer Legal User Producer, Producer responsibility Retailer Abbildung 34: Anforderungen und Verantwortlichkeiten der Altfahrzeug-Richtlinie [Sander e.a. 2007a] 3 AltfahrzeugV gibt den Fahrzeug oder Fahrzeugteilen herstellenden Unternehmen und Importeuren auf, alle Fahrzeuge ihrer Marke (Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge) vom Letzthalter unentgeltlich zurückzunehmen 36. Sie sind zudem verpflichtet, flächendeckende 37 Rückgabemöglichkeiten durch anerkannte Rücknahmestellen oder Demontagebetriebe einzurichten. Die Hersteller können dieser Verpflichtung individuell, im Verbund als auch durch Beauftragung Dritter nachkommen. Ausgenommen von der Pflicht zur unentgeltlichen Rücknahme sind Fahrzeuge, die nicht oder weniger als 1 Monat in der EU zugelassen sind bzw. waren, oder von denen wesentliche Bauteile wie z.b. der Motor entfernt wurden. Die Hersteller müssen darüber hinaus den Demontagebetrieben Demontageinformationen, zum Beispiel zur Materialzusammensetzungen, Flüssigkeitsentnahme oder zu erforderlichen Spezialwerkzeugen zur Verfügung zu stellen Durchführung von Rücknahme und Entsorgung Die Abgabe von Altfahrzeugen durch den letzten Halter erfolgt bei den Annahme- oder Rücknahmestellen38. Diese Stellen in der Regel handelt es sich dabei um Kfz Werkstätten - behandeln oder demontieren die Fahrzeuge nicht selbst, sondern leiten sie lediglich an die dafür zertifizierten Demontagebetriebe weiter. In den Demontagebetrieben erfolgt die eigentliche Behandlung, also das Entfernen bestimmter Stoffe und Bauteile sowie der Betriebsflüssigkeit (Trockenlegung) zur Verwertung bzw. Entsorgung. Die Restkarosse wird danach einer autorisierten Schredderanlage zugeführt. Diese wiederum entsorgt die 36 Für Fahrzeuge mit Erstzulassung ab 1. Juli Seit dem 1. Januar 2007 für alle Fahrzeuge unabhängig vom Datum der Erstzulassung 37 Eine ausreichende Flächendeckung liegt dann vor, wenn zwischen dem Wohnsitz des Letzthalters und der Rücknahmestelle nicht mehr als 50 KM liegen, 3 Abs. 3 AltfahrzeugV. 38 Rücknahmestellen sind Annahmestellen, die im Auftrag eines Herstellers Altfahrzeuge zurücknehmen ohne sie weiter zu behandeln, bzw. Stellen, bei denen die Rücknahme durch den Hersteller erfolgt, 3 2 Abs. 1 Nr 15 AltfahrzeugV. 82

83 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen dabei anfallenden Störstoffe und führt den verbleibenden, verwertbaren Metallschrott der Wiederverwertung zu. Für die Verwaltung der Daten hinsichtlich der anerkannten Demontagebetriebe, Schredderanlagen und sonstigen Anlagen zur weiteren Behandlung werden zentral von der Gemeinsamen Stelle Altfahrzeuge (GESA) gesammelt, verwaltet und der Öffentlichkeit sowie Behörden zugänglich gemacht. Die GESA Datenbank umfasst neben den Adressangaben der Betriebe und welche Marken sie zurücknehmen, auch Daten zu Erzeuger- bzw. Entsorgernummer der Betriebe sowie der jeweils zuständig Genehmigungs- und Überwachungsbehörde. Die Betriebe werden nach Ablauf des jeweiligen Gültigkeitszeitraums automatisch aus der Datenbank gelöscht 5.5. Management und Organisation von Freiwilligen Rücknahmesystemen Die Organisation eines freiwilligen Rücknahmesystems wird maßgeblich von kartellrechtlichen und wettbewerbsrechtlichen Vorgaben beeinflusst. Es gilt daher, die Interessen der Industrie an einer einfachen, (Kosten) effizienten und funktionalen Struktur mit dem Allgemeininteresse an einem funktionierenden Wettbewerb auf dem Entsorgungs- und Recyclingmarkt auf europäischer wie nationaler Ebene miteinander in Einklang zu bringen. Es darf also nicht zu einer negativen, wesentlichen Veränderung der Marktverhältnisse durch wettbewerbsbeschränkende Handlungsformen oder durch den Missbrauch einer marktbeherrschenden Stellung kommen. Das Management des Systems erfordert die Einrichtung einer zentralen Stelle, die alle Abläufe leitet und überwacht. Dazu richten die Hersteller eine Dachorganisation 39 ein. Als ein zentrales Element dieser Dachorganisation erfüllt es Aufgaben als Clearingstelle, wo organisatorische und finanzielle Verantwortlichkeiten koordiniert werden, ohne dass die Rücknahme und Entsorgung praktisch selbst durchgeführt wird. Aus den eingangs genannten wettbewerbsrechtlichen Gründen tritt eine Clearingstelle nicht selbst als Vertragspartner für die Entsorgungsunternehmen auf. In dem hier betrachteten Modell bleibt es den Herstellern selbst überlassen, die für ihre Bedürfnisse und entsprechend der von Ihnen verwendeten Technologie geeigneten Entsorgungsdienstleister auszuwählen und mit ihnen entsprechende Leistungsverträge abzuschließen. Damit wird zum einen für die Modulhersteller eine größtmögliche Flexibilität hinsichtlich der Gestaltung des Endes des Produktlebensweges gewährleistet. Den Unternehmen verbleibt dadurch eine Wahlmöglichkeit zwischen einem eigenen, nur auf sein Produkt zugeschnittenen Recyclingprozess oder mittels eines joint ventures mit anderen Herstellern der gleichen Technologiesparte einen speziellen Recyclingweg für eben diese Technologie, z.b. Dünnfilm, zu entwickeln. 39 Die Clearingstelle kann im Prinzip eine eigenständige Struktur haben oder eingebettet sein in eine größere Struktur zur Förderung der freiwilligen Rücknahme und des Qualitätsrecyclings. Um eine Grundlage für die Berechnung von administrativen und ökonomischen Aufwänden zu haben, wird hier zunächst von einer eigenständigen Struktur ausgegangen. 83

84 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Zum anderen kann damit die Aufrechterhaltung von kartellrechtlich unbedenklichen Bedingungen am Entsorgungs- und Recyclingmarkt gewährleistet werden: Es werden keine Monopolstrukturen (z.b. durch die zentrale Vergabe von Dienstleistungsverträgen) geschaffen, indem einzelne Entsorgungs- oder Recyclingunternehmen vom Markt ausgeschlossen werden. Letztlich kommt es nicht zu Wettbewerbsverzerrungen durch die Ausnutzung von Insiderwissen. Über die Funktion einer Clearingstelle hinaus kann die Sicherstellung eines qualitativen Mindeststandards der Entsorgung von einer zentralen Managementstelle organisiert werden. Die Sicherstellung der Standards ist vor allem dann unverzichtbar, wenn eine Freiwillige Selbstverpflichtung eingegangen wird, die bestimmte qualitative Mindeststandards der Entsorgung einschließt. Entsprechende Kriterien müssen dann zentral etabliert und als Rahmenbedingung für Leistungsverträge durch die Hersteller angewandt werden. Die Clearingstelle sollte zudem ein Verfahren erarbeiten, das die Sammlung und Entsorgung derjenigen Module regelt, deren Hersteller sich nicht am Freiwilligen Rücknahmesystem beteiligen. Dies könnte etwa so ausgestaltet sein, dass die Clearingstelle zur Entlastung der übrigen Hersteller in diesen Sonderfällen selbst die Sammlung und Entsorgung durch die Beauftragung geeigneter Unternehmen organisiert und die anfallenden Kosten durch den Notfall bzw. Solidaritätsfond gedeckt werden. Es wäre aber auch ein Rotationsverfahren denkbar, nachdem die anfallenden Module einem Hersteller zugeteilt werden und dieser sie dann im Rahmen seines Entsorgungswegs gegen eine entsprechende Erstattung der Kosten mitentsorgt. Zu prüfen wäre darüber hinaus auch die Variante, in der ein Hersteller, dessen Recyclingverfahren geeignet ist, die operative Abwicklung übernimmt und die Kosten nach Marktanteilen auf alle registrierten Hersteller verteilt werden. Damit die Clearingstelle ihre Koordinations- und Überwachungsaufgaben effektiv wahrnehmen kann, ist eine Registrierung der Hersteller unumgänglich. Als Hersteller ist dabei jeder anzusehen, der PV-Module in der Europäischen Union erstmals in den Verkehr bringt oder an einen Endkunden weiterverkauft. Zum Nachweis für die Registrierung gegenüber Dritten könnte eine entsprechende Markierung der Module, etwa mit dem Logo der Clearingstelle, dienen. Eine solche Markierung stellt zudem auch sicher, dass der Endbesitzer / Eigentümer eines Moduls dadurch über die Möglichkeit der Rückgabe informiert wird, was vor allem bei Weiterverkäufen eine wichtige Rolle spielt. In diesem Modell melden die registrierten Hersteller in regelmäßigen Abständen der Clearingstelle die von Ihnen in-verkehr-gebrachte Art und Menge der Module. Diese Daten werden dort zentral für alle EU Mitgliedstaaten erfasst und verwaltet. Darüber hinaus erbringen die Hersteller einen Nachweis darüber, dass für jedes neu in den Verkehr gebrachte Module die finanzielle Garantie geleistet worden ist. Die Transporteure, Behandler und Verwerter werden im hier betrachteten Modell in den Leistungsverträgen dazu verpflichtet, in regelmäßigen Abständen der Clearingstelle die gesammelten, behandelten und verwerteten Mengen aufgeschlüsselt nach der Art der Module und der Hersteller mitzuteilen. 84

85 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Auch diese Daten werden zentral von der Clearingstelle gesammelt und verwaltet. Sie kann damit europaweit als Ansprechstelle für europäische und nationale Behörden hinsichtlich der sich auf dem Markt befindenden und vom Markt entfernten Module fungieren. Dies trägt zur Entlastung der einzelnen Unternehmen bei, die unter Umständen nach nationalem Recht Nachweispflichten unterliegen. Sie kann darüber hinaus auch als Informationsplattform für Modulbesitzer und die Öffentlichkeit dienen. Eine weitere Aufgabe der Clearingstelle ist die Überwachung der Finanzierung des Systems. Dazu gehört die regelmäßige Kontrolle der seitens der Hersteller zu leistenden finanziellen Garantie für die in den Verkehr gebrachten Module Freiwillige Selbstverpflichtung Freiwillige Selbstverpflichtungen stellen im Rahmen des abfallwirtschaftlichen Prinzips der erweiterten Herstellerverantwortung einen möglichen Weg dar, wie Hersteller sich jenseits ordnungsrechtlicher Detailregelungen selber verpflichten können, abfallpolitische Ziele im Kontext ihrer Produkte zu verfolgen und Maßnahmen zu ergreifen, diese Ziele zu erreichen. Nach europäischem wie nationalem Recht sind Freiwillige Selbstverpflichtungen einseitige Erklärungen einer oder mehrer Parteien, in der diese sich verpflichtet / verpflichten bestimmte Handlungen vorzunehmen oder zu unterlassen. Sie entwickelt daher nur eine Bindungswirkung für die sie unterzeichnende Partei(en) und kann keinesfalls einer Dritten Partei, gegenüber der sie abgegeben wird, z.b. einer Behörde, Verpflichtungen auferlegen. Es besteht daher in der Regel auch kein Rechtsanspruch auf Anerkennung von offizieller Seite. Dies schließt natürlich die Beteiligung von Behörden wie z.b. der EU Kommission bei der Erarbeitung einer solchen Vereinbarung nicht aus Europarechtliche Dimension Im EG Vertrag finden sich keine expliziten Regelungen zu freiwilligen Selbstverpflichtungen (VA Voluntary Agreement). Nichtsdestoweniger geben die in ihm enthaltenen Regelungen, z.b. die Wettbewerbs- und Beihilfevorschriften, die Grundfreiheiten etc. den allgemeinen Rechtsrahmen hinsichtlich des Inhalts einer solchen Vereinbarung vor, der von den Beteiligten respektiert und eingehalten werden muss. VA werden auf Gemeinschaftsebene gemeinhin als Instrument zur Erreichung bestimmter politischer Ziele anerkannt 40. Der Bereich der Abfallentsorgung wird dabei von der Europäischen Kommission ausdrücklich als ein Bereich genannt, in dem der Einsatz von Selbstvereinbarungen als sinnvoll eingestuft wird 41. So erwähnt zum Beispiel die Richtlinie 2000/53/EG 40 Siehe Mitteilung der Europäischen Kommission über Umweltvereinbarungen KOM (96)561 endg. vom ; Mitteilung der Europäischen Kommission, Umweltvereinbarungen auf Gemeinschaftsebene im Rahmen des Aktionsplans Vereinfachung und Verbesserung des Regelungsumfelds KOM (2002) 412 endgültig; 41 Mitteilung der Europäischen Kommission, Umweltvereinbarungen auf Gemeinschaftsebene im Rahmen des Aktionsplans Vereinfachung und Verbesserung des Regelungsumfelds KOM (2002) 412 endgültig, S

86 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen über Altfahrzeuge Vereinbarungen zwischen Behörden und der Industrie ausdrücklich als mögliches Mittel zur Umsetzung der Ziele der Richtlinie 42. Von der Europäischen Kommission anerkannte VA, die sich als wirkungsvoll und effektiv für die Erreichung des jeweiligen Ziels erwiesen haben, sind daher durchaus geeignet, gesetzliche Maßnahmen überflüssig zu machen (Selbstregulierung). Darüber hinaus können im Umweltbereich auch im Wege der Koregulierung VA getroffen werden. Dabei gibt der europäische Gesetzgeber die wesentlichen Aspekte wie Ziel, Zeitrahmen, Sanktionen und Durchsetzungsmechanismen, in einem Rechtsakt (Richtlinie) vor. Die Einzelheiten und die Art der Verwirklichung diese Ziels bleibt in diesem Fall den Parteien überlassen 43. Sowohl bei der Selbstregulierung als auch bei der Koregulierung bleibt es der EU Kommission unbenommen, ihr Initiativrecht auszuüben und einen Rechtsakt vorzuschlagen, wenn sie die VA hinsichtlich der Zielerreichung als unzureichend ansieht oder sich diese in der Praxis als dafür ungeeignet erwiesen hat. Für die Anerkennung einer VA hat die Europäische Kommission in ihren Mitteilungen 44 folgende Kriterien aufgestellt: Einbeziehung der Zivilgesellschaft repräsentativer Charakter der Vereinbarung durch Erfassung des Großteils des betreffenden Sektors Verbindlichkeit, quantifizierte Zielabstufung und Mechanismen zur Überwachung der Fortschritte und Ergebnisse Transparenz durch Veröffentlichung der VA und ihrer Ergebnisse zusätzlichem Nutzen für die Gemeinschaft in Form eines hohen Umweltschutzes keine übermäßigen Kosten für die Gemeinschaftsinstitutionen, wenn diese ihre Überwachungstätigkeit ausüben kein Widerspruch zu anderen Faktoren (Steuern, nationale Rechtsvorschriften, Marktbedingungen) Anhand dieser Kriterien prüft die EU Kommission die Vereinbarung, bevor sie eine Entscheidung über die Anerkennung trifft. Im Bereich der Selbstregulierung erfolgt die Anerkennung durch die Kommission entweder formlos durch Briefwechsel oder durch Empfehlung. In letzterem Fall wird das Ergebnis dieser Prüfung der Öffentlichkeit und den anderen EU Institutionen zugänglich gemacht, um deren Stellungnahmen dazu zu erhalten. Erst danach wird die Kommission eine entsprechende Empfehlung beschließen. 42 Vgl. Richtlinie 2000/53/EG über Altfahrzeuge, Erwägungsgrund 28 und Artikel Mitteilung der Europäischen Kommission, Umweltvereinbarungen auf Gemeinschaftsebene im Rahmen des Aktionsplans Vereinfachung und Verbesserung des Regelungsumfelds KOM (2002) 412 endgültig, S. 8f 44 Siehe oben Fn

87 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Einbindung in nationale Rechtsordnungen Freiwillige Selbstverpflichtungen finden ihre Grenzen nicht nur in den bereits erwähnten europarechtlichen Vorgaben des EG Vertrages, sondern werden zudem maßgeblich von den Vorschriften der nationalen Rechtsordnungen mitbestimmt. Das bedeutet, dass eine VA, die zwischen EU Kommission und Industrie abgestimmt wurde, nicht gegen nationales Recht verstoßen darf und ggf. daran angepasst werden muss. Erfolgt beispielsweise eine solche VA für einen Bereich, für den es auf europäische Ebene keine Regelung gibt, der in einzelnen Mitgliedstaaten jedoch gesetzlich geregelt ist, müssen die nationalen Vorschriften beachtet werden. Die Ausgestaltung des VA hat dann in diesem Fall an Hand der nationalen Vorschriften zu erfolgen. Andernfalls drohen den Mitgliedern einer solchen Vereinbarung in dem betreffenden Land ordnungs-, zivil- oder unter Umständen sogar strafrechtliche Konsequenzen. Wichtigste Voraussetzung für die Integration einer VA in eine nationale Rechtsordnung ist in diesem Zusammenhang, dass die VA von ihr in dem betroffenen Bereich anerkannt und zugelassen wird. Denn es sind durchaus Fallkonstellationen denkbar, in denen VA nur eingeschränkt zulässig sind, weil der Staat sich im Übrigen für eine gesetzliche Regelung entschieden hat 45 Neben den jeweiligen spezialrechtlichen Vorschriften sind zudem auch allgemeine Rechtsgrundsätze einzuhalten. So sehen fast alle Rechtsordnungen der EU Mitgliedstaaten vor, dass die Rechte Dritte zu beachten sind und nicht in unverhältnismäßiger Weise eingeschränkt werden dürfen 46. Nicht zuletzt ist auch die verwaltungsrechtliche Struktur (föderal / zentral) des jeweiligen Landes zu berücksichtigen. Eine VA darf also nicht dazu führen, dass es zu einer faktischen Verlagerung von Befugnissen innerhalb der verschiedenen Verwaltungsebenen kommt. Beide Rechtsordnungen der unten unter 5 genannten Modellregionen (Deutschland und Spanien) erkennen das Instrument der freiwilligen Vereinbarung im Bereich des Abfallrechts an und lassen es als regulative Maßnahme zu. Im Folgenden soll nun auf die Rechtsgrundlagen für freiwillige Vereinbarungen im deutschen und spanischen Recht eingegangen werden Deutschland Das deutsche Abfallrecht sieht neben den zwingenden Vorgaben zur Erfüllung der sich aus der Produktverantwortung ergebenden Pflichten auch die Möglichkeit vor, diese auf freiwilliger Basis zu erfüllen. Die entsprechenden Regeln dazu finden sich im dritten Abschnitt des Gesetzes zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfällen (KrW-/AbfG). So erlegt 22 Abs. 1 KrW-/AbfG allen Wirtschaftsteilnehmern die 45 Beispiel: Möglichkeit zu VA im Bereich der Entsorgung bestimmter Plastikabfälle, nicht aber bei der Entsorgung von Chemikalien. 46 Beispiel: bei einer Vereinbarung zur Einhaltung von bestimmten Emissionswerten wird das Recht der Nachbarn / Anwohnern auf unversehrte Gesundheit mit zu berücksichtigen sein; besteht durch die Vereinbarung die Möglichkeit einer Kartellbildung sind die Interesse den konkurrierenden Mitbewerber in betracht zu ziehen 87

88 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen Verantwortung für die von ihnen produzierten oder vertriebenen Produkten auf, in dem sie dazu angehalten werden, ihre Produkte unter dem Aspekt der Abfallvermeidung gestalten und die umweltverträgliche Entsorgung und Verwertung der nach dem Gebrauch des Produkte entstehenden Abfälle sicherzustellen. Der Gesetzgeber kann zudem diese Pflichten je nach Produkt näher zu konkretisieren, etwa durch die Festlegung für Rückgabe und Rücknahmepflichten ( 24 KrW-/AbfG) oder z. B. durch die Auferlegung einer Kennzeichnungspflicht ( 23 Nr. 4 KrW-/AbfG). Der Grundsatz der Produktverantwortung spiegelt sich auch in dem Ansatz eines Unternehmens wieder, seine Produkte nach Beendigung ihrer Lebensdauer auf freiwilliger Basis zurückzunehmen, Die Möglichkeit einer freiwilligen Rücknahme ist in 25 KrW-/AbfG ausdrücklich unter Einhaltung bestimmter Bedienungen zugelassen und ist insofern eine Alternative zu den in 24 KrW-/AbfG geregelten Rückgabe und Rücknahmepflichten. So müssen die Hersteller und Vertreiber, die Erzeugnisse bzw. die nach deren Gebrauch verbleibenden Abfälle freiwillig zurücknehmen möchten, die zuständige Behörde über die geplante Rücknahme, also vor dem Start eines eigenen Rücknahmesystems, informieren. Diese Informations- bzw. Anzeigepflicht ist in jedem Fall zwingend. Sie beinhaltet in der Regel Angaben zum Hersteller / Vertreiber (Name, Anschrift), Art der Produkte / Abfall sowie das gebiet aus dem sie zurückgenommen werden sollen, Beschreibung der Rücknahme- und Entsorgungslogistik (Entsorgungsanlagen, Verfahren) Die Behörde kann dann im Gegenzug, allerdings nur auf Antrag, das jeweilige Unternehmen von den ihm sonst obliegenden Pflichten (Nachweisführung über die ordnungsgemäße Entsorgung, 43; Einholen einer Transportgenehmigung, 49) freistellen, sofern es sich bei den zurückgenommenen Erzeugnissen um gefährliche Abfälle handelt. Voraussetzung dafür ist gem 25 Abs. 3 KrW- /AbfG, dass mit der freiwilligen Rücknahme die sich aus der Produktverantwortung ergebenen Pflichten erfüllt werden, die Ziele der Kreislaufwirtschaft gefördert werden und die ordnungsgemäße Entsorgung der Abfälle gewährleistet bleibt. 88

89 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen In der Regel müssen daher freiwillige Rücknahmesysteme die folgenden Kriterien erfüllen, um von dem Anwendungsbereich des 25 Abs. 2 KrW-/AbfG erfasst zu werden: Eindeutige Festlegung der (juristischen) Person bzw. Organisation, die für die Rücknahme der Produkte / Abfall die Verantwortung übernimmt. Diese Verantwortung umfasst dabei alle Maßnahmen hinsichtlich der eigentlichen Rücknahme, Verwertung und Entsorgung sowie die Leitung und Durchführung der Einsammlung der Altprodukte. Eine Übertragung dieser Tätigkeiten auf zuverlässige Dritte Subunternehmer ist dabei grundsätzlich möglich. Allerdings dürfen dabei abfallrechtliche Verpflichtungen nicht unzulässiger Weise auf den Dritten abgewälzt werden. Diese obliegen bzw. verbleiben vielmehr bei der zurücknehmenden Person ( 26 ivm 5, 11 KrW-/AbfG) Klare und detaillierte Informationen über die Funktionsweise des Rücknahmesystems In der Regel nur Rücknahme der eigenen Produkte zulässig; Rücknahme von Konkurrenzprodukten wird aber nach gängiger Verwaltungspraxis unter dem Gesichtspunkt des Vorrangs der ordnungsgemäßen Entsorgung toleriert. Als Beispiel für eine funktionierende Selbstverpflichtung kann die Selbstverpflichtung im Bereich Altpapier angeführt werden, bei der die Papierherstellenden Industrie, die Papierimporteure, der Papiergroßhandel, die Druckindustrie sowie der Verleger 1994 eine Selbstverpflichtungserklärung unterzeichneten, um die stoffliche Verwertung grafischer Altpapiere zu steigern Spanien Mit Gesetz 10/1998 vom 21. April hat Spanien die europäische Abfallrichtlinie in nationales Recht umgesetzt. Sein Geltungsbereich umfasst alle Abfallarten mit Ausnahme von radioaktivem Abfall, Abwässer in Gewässer und Emissionen in die Luft (Artikel 2 Abs. 1). Neben umfassenden Regelungen zu Verwertung und innergemeinschaftlicher Verbringung von Abfällen sowie Kompetenzvorschriften, regelt dieses Bundesgesetz auch die abfallrechtlichen Pflichten von Herstellern und anderen Personen, die für das in den Verkehr bringen von Produkten, die durch Gebrauch zu Abfall werden, verantwortlich sind (Produktverantwortung). Nach Artikel 7 des Gesetztes 10/1998 können daher die verantwortlichen Personen verpflichtet werden, 47 Ley 10/1998 de 21 abril de residuos 89

90 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen ihre Produkte hinsichtlich Herstellung, Design und Gebrauch so zu fertigen, dass das Entstehen von Abfall vermieden wird, sowie deren Wiederverwendung, Verwertung und Entsorgung erleichtert wird; sich direkt um die Abfallbeseitigung ihrer Produkte zu kümmern, an einem System zur Abfallbeseitigung teilzunehmen oder sich finanziell an öffentlichen Abfallbeseitigungssystemen zu beteiligen ggf. ein Pfand- und Rückgabesystem für die von ihren Produkten stammenden Abfälle bzw. für die Produkte selbst zu akzeptieren die zuständigen örtlichen Behörden über die beim Herstellungsprozess angefallenen Abfälle sowie die diesbezüglich ausgeführten Vorgänge zu informieren Das Gesetz stellt es den Verantwortlichen jedoch frei, diese Pflichten einerseits durch das Einrichten eigener Systeme auf der Grundlage von freiwilligen Vereinbarungen (Acuerdo Voluntario, im Folgenden AV) mit den zuständigen Behörden zu erfüllen (Artikel 8). Diese Vereinbarungen müssen von offizieller Seite anerkannt oder autorisiert werden. Andererseits kann diese Pflichten auch mittels Vereinbarungen über eine Zusammenarbeit (Convenio de Colaboración, Im Folgenden CC) mit den Behörden nachgekommen werden. Nach dem Verständnis des spanischen Rechts sind VAs privatrechtliche Vereinbarungen / Verträge zwischen Beteiligten der Privatwirtschaft ohne direkte Beteiligung von staatlicher Seite als Vertragpartner 48. Diese unterliegen allerdings einer Genehmigungspflicht 49. Der Grund dafür dürfte, ähnlich wie bei den im Rahmen des Gesetzes über Verpackungsabfall geschlossenen VAs darin liegen, dass dadurch teilweise öffentliche Aufgaben wahrgenommen werden, wie z.b. Entsorgung von Verpackungsabfall. Die Genehmigung wird von der nach dem Recht der jeweiligen autonomen Provinz zuständigen Behörde erteilt. Sind dagegen Behörden oder anderer öffentliche rechtliche Körperschaften an einer solchen Vereinbarung beteiligt, spricht man von CC, die in Form von öffentlich rechtlichen Verträgen geschlossen werden. Öffentlich rechtliche Verträge unterliegen nicht den vertragsrechtlichen Vorschriften des Spanischen Zivilgesetzbuches (Código Civil), sondern dem Gesetz über öffentlich rechtliche Verträge Antonio José Sánchez Sáez, The Law and Context of the Voluntary Environmental Approach Concerning Packaging and Waste Management in Spain, in Environmental Law Network International (ELNI) Newsletter. Vol. 1. Num , S Artikel 8, Ley 10/ Ley 13/1995 Ley de Contratos de las Administraciones Públicas in seiner durch das Real Decreto 2/2000 vom 16. Juni 2000 geänderten Fassung 90

91 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen Sowohl die AV als auch die CC sind für die daran teilnehmenden Wirtschaftsbeteiligten rechtlich verbindlich und können von der Verwaltung durchgesetzt werden. Dies ergibt sich aus den im Abfallgesetz vorgesehenen Sanktionsvorschriften (Artikel 34) für die Nichterfüllung der Pflichtungen, die in den AV oder CC niederleget sind. Danach können den Unternehmen je nach der Schwere des Vergehens Geldstrafen auferlegt werden; es kann aber auch die Untersagung der wirtschaftlichen Tätigkeit, die zu abfallrechtlichen Verpflichtungen führt, nach sich ziehen Wettbewerbsrechtliche Dimension Die Hauptherausforderung bei der Umsetzung einer freiwilligen Vereinbarung besteht darin, eine Organisationsstruktur zu schaffen, die sowohl mit den nationalen als auch mit den europäischen Wettbewerbsvorschriften kompatibel ist. Ein im Wege einer VA geschaffenes Rücknahmesystem darf sich insbesondere nicht negativ auf den Wettbewerb im Markt der Entsorgungsdienstleister auswirken. Es darf also nicht zu einer Verfestigung bestehender Strukturen in einer Weise kommen, die den Zugang zum Markt für neue Anbieter erheblich erschwert oder gar zu einer Bildung von Monopolen, die ihre Stellung zum Nachteil der übrigen Wettbewerber ausnützen, führt. Die Herausbildung einer marktbeherrschenden Stellung durch die Einheit, die für das Management des Rücknahmesystems verantwortlich ist, kann dabei unter zwei verschiedenen Aspekten relevant werden, zumal wenn es sich um das erste System dieser Art in dem betroffenen Sektor handelt: Einmal als Marktdominierender Anbieter von Entsorgungsdienstleistungen gegenüber den Herstellern und Endbesitzern der Produkte, und zum anderen als dominierende nachfragende Einheit von entsprechenden Dienstleistungen gegenüber den Entsorgungsunternehmen. Ein wettbewerbsrechtlicher Verstoß liegt nach europäischem Wettbewerbsrecht, wie auch nach den meisten nationalen Wettbewerbsordnungen allerdings erst dann vor, wenn zusätzlich zum Innehaben der marktbeherrschenden Stellung diese von dem oder den betreffenden Unternehmen in missbräuchlicher Weise ausgenutzt wird 51. Die Schwelle zum Missbrauch wird dabei in der Regel dann überschritten, wenn das Verhalten des dominierenden Unternehmens über den normalen, zulässigen Leistungswettbewerb hinausgeht 52, etwa weil Konkurrenten gezielt ausgeschaltet oder in Ihrer Tätigkeit erheblich beschränkt 53 werden oder das marktbeherrschende Unternehmen unangemessene Geschäftsbedingungen erzwingt. Letzteres wurde von der europäischen Kommission im Fall des Dualen System Deutschlands (DSD) für die Erhebung des Entgelts auch für nicht in Anspruch genommene Leistungen bejaht 54. Die Europäische Kommission befand, dass dadurch die an das DSD angeschlossenen Unternehmen unangemessenen Preisen und Geschäftsbedingungen ausgesetzt würden Vgl. Artikel 82 EG, 19 Gesetz gegen Wettbewerbsbeschränkungen (GWB) oder auch Artikel 2, Ley 15/2007, de 3 de julio, de Defensa de la Competencia. 52 Lenz / Borchert, Kommentar zum EU und EG Vertrag, 4. Auflage 2006, Artikel 82 Rdnr EugH, Rs. C- 241/91, Magill 54 Vgl. oben Fn Ibidem, Nr. 113 der Entscheidung 91

92 Politische/ rechtliche Rahmenbedingungen In bedenklicher Nähe zur missbräuchlichen Ausnutzung der dominanten Stellung gegenüber den Entsorgungsunternehmen sind auch Konstellationen, in denen eine sachliche Nähe und Einflussmöglichkeit einzelner Entsorgungsunternehmen zu der das Rücknahmesystem leitenden Einheit besteht. Eine solche Nähe ist beispielsweise dann anzunehmen, wenn diese Unternehmen über eigene Vertreter oder über Verbandsvertreter an den Entscheidungsprozessen beteiligt sind oder maßgeblichen Einfluss darauf haben. Dann besteht die Gefahr, dass durch die enge Einbindung in die Geschäftsabläufe des Rücknahmesystems diese Unternehmen nicht nur durch Ihren Wissensvorsprung sondern auch durch den engen Kontakt zu den potentiellen Kunden zum einen technisch maßgeschneiderte Dienstleistungen anbieten können; zum anderen besteht auch die Möglichkeit, dass diese Unternehmen sich zu Anbietergemeinschaften zusammenschließen und durch Kooperationen und gemeinsame Prozessoptimierung wesentlich günstigere Konditionen für die Erbringung der nachgefragten Leistungen bieten als die übrigen Wettbewerber am Markt. Es entstehen dadurch optimale Bedingungen für das Entstehen einer marktbeherrschenden Stellung der das Rücknahmesystem betreibenden Einheit gegenüber den am Markt verbleibenden Entsorgungsdienstleister und deren Zurückdrängung aus demselben. Als Beispiel bietet sich in diesem Zusammenhang ebenfalls der Fall des DSD an. Das deutsche Bundeskartellamt hatte hinsichtlich des Zusammenwirkens des DSD und des Verbandes der Entsorgungswirtschaft zur Vermeidung der Einführung eines öffentlichen Vergabeverfahrens für die Leistungsverträge wiederholt gravierende wettbewerbsrechtliche Bedenken geäußert und letztlich in seiner Entscheidung vom 20. Januar darin einen eklatanten Rechtsverstoß 57 gegen die wettbewerbsrechtlichen Vorgaben der VerpackV festgestellt. Zu diesem Zeitpunkt war der Verband der Entsorgungswirtschaft im Aufsichtsrat der DSD als Mitglied vertreten, Die Höhe des letztendlich verhängten Bußgeldes von 4,4 Mio. 58 dürfte jedoch vorwiegend aus den wiederholten, direkten Boykottaufrufen gegenüber anderen, nicht an das DSD System gebundenen Entsorgungslösungen, resultieren 59. Nicht zuletzt die strenge Überwachung der Entwicklung des DSD Systems durch das Bundeskartellamt führte schließlich zu der oben dargestellten Neustrukturierung der DSD Gesellschaft sowie zu der Vergabe von Leistungsverträgen im Wege der öffentlichen Ausschreibung. 56 Bundeskartellamt, Bußgeldbescheid vom 20. Januar 2003, Az. 2003B VC 206/01 57 Ibid, nr. 232; 58 Bundeskartellamt, Tätigkeitsbericht 2001 / 2002, S Der darauf folgenden Rechtsstreit endet letztendlich in der Aufhebung der Bußgeldbescheids 92

93 Politische und rechtliche Rahmenbedingungen 5.7. Zusammenfassung Ein wesentlicher Eckpunkt Europäischer Abfallpolitik ist im Zusammenhang mit dem Aufbau eines Rücknahme- und Verwertungssystems für PV-Abfälle die zunehmende Ressourcenorientierung. Hierbei steht neben einer Abfallwirtschaft, die das Risiko für Mensch und Umwelt minimiert, das Potenzial von Abfällen zur Substitution primärer Rohstoffe und zur Sicherung der Rohstoffversorgung in der EU im Vordergrund. Voraussetzung zur Realisierung dieser Potenziale ist die Nutzung spezifischer Stoffeigenschaften, wie z.b. die Fähigkeit als Halbleiter zu wirken (im Unterschied zur Nutzung unspezifischer Eigenschaften von Stoffen, wie dessen Volumen, z.b. als Baumaterial zur Verfüllung von Hohlräumen). Das Prinzip der erweiterten Herstellerverantwortung, bei dem die Hersteller von Produkten die Verantwortung für die Produkte in der Abfallphase übernehmen, wurde in verschiedenen Europäischen Richtlinien konkretisiert. Sie umfasst z.b. in der WEEE-Richtlinie Elemente wie die verwertungsgerechte Konstruktion der Produkte, die finanzielle und organisatorische Verantwortung für deren Erfassung und Verwertung sowie die Kennzeichnung der Produkte. Derzeit sind die PV-Module nicht in den Geltungsbereich der WEEE-Richtlinie aufgenommen. Die Richtlinie befindet sich derzeit im Überprüfungsprozess, der bis Frühjahr 2008 konkrete Ergebnisse zu einer möglichen zukünftigen Umgestaltung bringen wird. Dies schließt auch die Frage ein, ob PV-Module in dieser Überprüfungsrunde aufgenommen werden. Hinsichtlich einer Freiwilligen Selbstverpflichtung, die die Aufnahme der PV- Module in die WEEE möglicherweise überflüssig machen könnte, zeigen die Anforderungen und Bewertungskriterien der öffentlichen Hand und vor allem der Europäischen Kommission, dass anspruchsvolle Ziele und eine hohe Transparenz beim Nachweis des Erreichens dieser Ziele wesentliche Voraussetzungen sind, damit die Freiwilligen Selbstverpflichtungen anerkannt werden. Die Erfahrungen mit bestehenden Rücknahme- und Verwertungssystemen zeigen eine große Breite möglicher Systemkonstellationen, bei denen jedoch in jedem Fall beachtet werden muss, dass es zu keiner kartellrechtlich relevanten Monopolposition der zentralen Stelle kommen darf, die die Koordinations- und Organisationsfunktion in den Systemen inne hat. 93

94 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen 6. Verwertungsprozesse und techniken Wie bei der Betrachtung der Entwicklung des PV-Marktes und der Produktarten bereits deutlich wurde, lässt sich nicht von einem einheitlichen Modulabfall ausgehen. Aufgrund des eher geringen Abfallaufkommens an Altmodulen in den ersten Jahren muss ein Recyclingsystem aus wirtschaftlichen Gründen eine möglichst breite Palette an unterschiedlichen Produkten behandeln können und im Sinne der Investitionssicherheit auch den kurzen Produktzyklen Rechnung tragen können. Hochwertige Recyclinglösungen lassen sich langfristig nur realisieren, wenn eine entsprechende Wertschöpfung gewährleistet werden kann. Die technischen Verfahren müssen daher die folgenden Voraussetzungen erfüllen: Flexibilität der Verfahren, um ausreichende Durchsatzmengen zu erreichen, Durchführung eines Werterhaltenden Recyclings nach modernem Stand der Technik bei gleichzeitig möglichst einfachen und kostengünstigen Verfahrensschritten, Erfüllung der vorgegebenen Verwertungsquoten und Kostenziele, Geringe Zusatzbelastung der Umwelt aus den Behandlungs- und Verwertungsverfahren (Emissionen, Sekundärabfälle), Skalierbarkeit und langfristige Dezentralisierbarkeit Verwertung kristalliner Siliziumzellen Anforderungen an ein Verwertungssystem Tabelle 24 zeigt eine Klassifizierung von Solarzellentechnologien und Aufbauvarianten. Tabelle 25 kategorisiert Grundoptionen der Entsorgung. Deutlich wird, dass die Entsorgungsverfahren in der Lage sein müssen, auf sehr vielfältige Charakteristika der Abfälle zu reagieren. 94

95 Verwertungsprozesse und -techniken Tabelle 24: Klassifizierung von Photovoltaikmodulen nach dem Aufbau Solarzellentyp kristallines Silizium monokristallin, multikristallin, foliengezogen Modulaufbau Frontseite Glas, Acrylat, Polycarbonat, Polyester, Tefzel, andere Rückseite Tedlar-Polyester-Tedlar, Tedlar-Aluminium-Tedlar, Glas, Stahl, Acrylat, Polycarbonat, andere Verbundmaterial Ethylenvinylacetat, Polyvinylbutyral, Polyurethane, Acrylate, Siliziume, andere Rahmung Metalle Aluminiumlegierungen, Stähle Kunststoffe Polycarbonate, Polyurethane, Polyester, andere rahmenlos - Tabelle 25: Grundoperationen zur Behandlung und Verwertung von PV-Modulen Physikalisch/ mechanisch Chemisch Thermisch Biologisch - Bestrahlung - Entsorgung Zerkleinerung Attrition Dichtetrennung Flotation Adsorption Strahlen Metallabscheider andere Säure-, Basebehandlung Lösemittelbehandlung andere Verbrennung Pyrolyse Schmelzen, Verschlacken andere Recycling zum gleichen Produkt Recycling zu einem anderen Produkt Nutzung der Energie aus der thermischen Behandlung von Organikschichten Nutzung des Volumens mineralische Fraktionen (z.b. Betonzuschläge, Straßenbau, Deponieabdeckung andere Historische Entwicklung von Recyclingtechniken mit Beispielen Aufgrund der Erfahrungen bei der Markteinführung verschiedener Industrieprodukte sowie der hohen Sensibilität der Photovoltaikkunden für Umweltthemen wurde schon im Frühstadium der Entwicklung der PV-Technologie auf eine Untersuchung ihrer möglichen Umweltauswirkungen und die eventuellen Abfallbehandlungstechnologien Wert gelegt. Die Ursprünge von ökologischen Betrachtungen und der Stoffströme in PV-Produktionen liegen daher schon in den jungen Jahren der Photovoltaik ab etwa Mitte der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts. Die Forschungsarbeiten am Modulrecycling wurden international zu Beginn der 90er Jahre begonnen. Hier engagierten sich Firmen wie AEG und Nachfolgeunternehmen, Pilkington Solar International GmbH, BP Solar, Siemens Solar, Sol- 95

96 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen tech, Solar Cells Inc. und Institute wie AIST, Japan und BNL, USA. Entsorger beginnen sich erst neuerdings aufgrund des steigenden Abfallaufkommens für die Produkte zu interessieren. Schon Anfang der 90er Jahren fragten Endkunden bei Herstellern und Händlern nach Recyclingmöglichkeiten, das Bewusstsein für Umweltschutz und Werterhalt von Modulen auch am Ende der Lebensdauer war gerade bei den Käufern der ersten PV-Anlagen schon sehr deutlich ausgeprägt. Aufgrund der damals geringen Mengen bemühte man sich im Wesentlichen, PV-Module in vorhandene Stoffkreisläufe mit zu integrieren und auf technische Entwicklungen und Erfahrungen aus anderen Branchen zurückzugreifen. Insgesamt besteht inzwischen ein recht breites Know-how zu den Recyclingmöglichkeiten von Solarmodulen, allerdings vorwiegend bei den Herstellern der Produkte. Auf absehbare Zeit werden sich allerdings herstellerspezifische Prozesse nicht wirtschaftlich lohnen, da für die Auslastung der notwendigen Anlagen das Abfallaufkommen selbst großer Hersteller nicht reichen wird. Entsorger beginnen sich für den Bereich inzwischen zu interessieren, scheuen allerdings aufgrund von hohen Fehlinvestitionen in der Vergangenheit in anderen Abfallbereichen den Einstieg in eine spezialisierte Technik und favorisieren die Integration in bestehende Massenverwertungsprozesse, die den Anforderungen der PV-Industrie gegenwärtig kaum genügen können. Im Folgenden soll auf diese Aktivitäten kurz eingegangen und danach auf einige moderne Ansätze konzentriert werden. Seit den 90er Jahren wurden die folgenden Prozesse nach Tabelle 26 entwickelt. 96

97 Verwertungsprozesse und -techniken Tabelle 26: Einige bekannte Recyclingaktivitäten (Laboruntersuchungen meist abgeschlossen) Betreiber Verfahrensart Größe/Entwicklungsstand PV-Technologie Deutsche Solar AG Thermische Trennung, chemische Weiterbearbeitung Pilotproduktion, ökologische Betrachtung Kristallin, Dünnschicht im Labor First Solar (Solar Thermische Zersetzung in Inertgas Labor Kristallin Cells Inc.), BNL Isofoton Zellrecycling, Labor kristallin Quellung Shredder Reparables Modul AIST, Sharp, Asahi Waferrecycling mit Mineralsäuren Labor kristallin Lösemittelquellung (Cellsepa- Prozess) Reparables Modul Photovoltech Reparables Modul Labor kristallin BP Solar, Soltech, Waferrecycling mit Mineralsäuren Labor/Technikum kristallin Seghers Waferrecycling im Wirbelbett Pilkington Solar Thermische Trennung Labor/Technikum kristallin International Siemens Solar, Shell Solar, Showa Shell Ferrosiliziumherstellung Hochdruck-Wasserstrahl Labor Kristallin, Dünnschicht Andere Entsorger Modulshredder, mechanische Trennung Säurebehandlung Smelter, MVA Betonzuschläge, Straßenbau Rahmen, und Kabelentfernung, Deponierung, Verbrennung Labor Produktion Kristallin, Dünnschicht alle Verfahren von First Solar für kristalline Module In einem von First Solar entwickelten (aber derzeit nicht betriebenen Verfahren) werden die Module mit kristallinen Solarzellen auf Basis von EVA und Tedlar langsam aufgeheizt und die Rückseitenfolie wird zunächst manuell entfernt. Danach wird in einer Inertgasatmosphäre das EVA bei ca. 500 C pyrolysiert. Diese Versuche wurden bei IEC mittels DTA/TGA an kleinen Laminationsproben nachgestellt und das Potential daraus ermittelt. First Solar gab die Kosten für eine 200kW-Recycling Anlage mit 0,13$/Wp an, gegenüber 1,5$ Kosten einer neuen Zelle (Basis 1998). Derartige Kostenziele sind in Deutschland nicht erreichbar, da Pyrolyseanlagen besonders hohen genehmigungsrechtlichen Beschränkungen unterliegen. Versuche mit anderen Kunststoffen wurden in USA nicht durchgeführt, ein Einfluss weiterer Formulierungen des EVA wurde ebenfalls nicht untersucht bzw. publiziert. Das Verfahren wird nicht betrieben. 97

98 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen Verfahren von Pilkington Solar International GmbH Das Verfahren ist das Ergebnis eines Forschungsprojektes in Deutschland, in dem mannigfache Alternativen des Modulrecyclings untersucht wurden. Ziel war es ursprünglich das Modulrecycling in bestehende Recyclingprozesse zu integrieren. Schon Anfang der 90er Jahre wurde die mechanische Trennung in einer Recyclinganlage für Verbundgläser untersucht. Wie auch neuere Untersuchungen an der FH Amberg zeigten, scheitert die Trennung jedoch aus wirtschaftlichen Gründen an der ungenügenden Reinheit der verschiedenen Stofffraktionen, die zu keinem verkaufsfähigen Produkt führten. In Abbildung 35 werden eingeschmolzene Proben der Glasfraktion gezeigt. Die deutliche Braunfärbung beweist den hohen Kunststoffgehalt der Glasfraktion. Auch die Metallfraktionen wiesen ähnliche Gehalte auf. Ferner ließen sich Glas Silizium und Kunststoffe nicht ausreichend trennen. Die Massenhauptfraktion Glas zeigte deutliche Anteile an Solarzellenresten, die nach der Glasschmelze zu Fehlern beim Abkühlen führen würde. Damit war der Hauptanteil der Trennung nicht nutzbar. Abbildung 35: Schmelzkörper der Glasfraktion nach der Modultrennung in einer Anlage für Verbundglasrecycling Da weder mechanische noch chemische Verfahren zu einer universellen Trennungsmöglichkeit von Modulen führten, wurde im weiteren Projektverlauf ein thermisches Trennverfahren für Solarmodule entwickelt, dass weitgehend unabhängig von der verwendeten Modultechnik eingesetzt werden konnte. Es gelang erstmalig durch Verbrennung bei mäßiger Temperatur Solarzellen weitgehend intakt aus den Modulverbunden zurück zu gewinnen. Dieses Verfahren wurde inzwischen von verschiedenen Arbeitsgruppen weltweit evaluiert. Die Versuche in einem Durchlaufofen wurden nach der Veröffentlichung in Wien auch bei ECN, Petten, NL, im Rahmen des Soltech/Seghers-Projektes (s.u.) sowie in Japan bei AIST/Asahi überprüft. Bei ECN wurde aufgrund offener Flammenbildung keine ausreichende Waferausbeute erzielt und dem Wirbelbett der Vorzug gegeben. In der Patentschrift von PSI wird auf die eventuelle Notwendigkeit einer Betriebsweise mit Inertgaszusätzen bereits hingewiesen, die auch von Soltech bestätigt wurde. Die Art der Abgasreinigung wurde nicht beschrieben, sie ist aber für die Wirtschaftlichkeit und die Genehmigungsfähigkeit in Deutschland von maßgeblicher Bedeutung. 98

99 Verwertungsprozesse und -techniken Verfahren von Soltech/Seghers Das Verfahren wurde im Rahmen eines EU-Projektes bearbeitet [Frisson et al. 2000, L.Frisson et al. 1998]. Während der Entwicklungen wurden Testmodulen bis 50 x 50 cm getrennt. Die Technik setzte bestimmte Einrichtungen für die Module voraus, die jedem Modultyp angepasst werden mussten. Aufgrund der Veröffentlichungen erscheint das Verfahren als technisch einfach und relativ kostengünstig (0,22 /Wafer), wobei nichts über die zugrunde gelegte Wafergröße gesagt wurde. Auch hier wurde wie bei First Solar eine Ausbeute bis 80% in Stickstoff als Inertgas veröffentlicht. In Luft und stärker sauerstoffhaltigen Atmosphären steigt der Waferbruch stark an. Die hohen Staubwerte sind ein grundsätzliches Problem bei der Wirbelbettanlage, da hochfeine Spezialsande als Medium eingesetzt werden mussten. Die Erfüllung der Anforderungen an die Staubabscheidungen trägt erheblich zu den Kosten bei. Das Verfahren wird nicht betrieben Module als Zuschläge für metallurgische Schmelzöfen, Wasserstrahltrennung Fthenakis und Moskowitz führten in den USA eine Studie für verschiedene Recyclingszenarien für verschiedene Modultypen durch. In diesem Beitrag werden insbesondere die Kosten des Einschmelzens und des Transportes von Dünnschichtmodulen betrachtet. Die Kosten beim Einschmelzen inkl. Transport betragen demnach in USA zwischen 0,04 und 0,12$/Wp, eine Deponierung verursacht Kosten zwischen 0,01 und 0,35$/Wp. Über den Betrieb eines technischen Verfahrens ist gegenwärtig nichts bekannt. Ähnliche Ideen, Solarmodule als Zuschlagstoffe für die Ferrosiliziumherstellung zu verwenden wurden von Siemens patentiert. In einer weiteren Patentanmeldung wird ein Verfahren zur Modultrennung mittels eines Hochdruckwasserstrahls beschrieben [Fthenakis and Moskowitz] Verfahren von BP Solar BP Solar präsentierte zur PV-Konferenz in Amsterdam [Bruton et al. 1994] ein Verfahren zur Zersetzung von EVA mit Mineralsäure, bei dem die Wafer intakt zurück gewonnen werden konnten. Das Verfahren funktioniert allerdings nicht mit allen Kunststoffen bzw. Formulierungen und ist daher nur für gut definierte Randbedingungen einsetzbar. 99

100 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen CELLSEPA Prozess Ein Prozess zur Quellung der EVA-Schichten und Trennung von Glas-EVA- Zellenverbunden mittels aus Zitrusfrüchten gewonnenen Limonen (CELLSE- PA ) wird international zur Lizenzierung angeboten. Er ist allerdings nicht zur Rückgewinnung ganzer Zellen geeignet und erfordert eine hohe Auslagerungszeit, die Zellen zerbrechen unter der Quellbelastung. Abbildung 36Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. zeigt das Ergebnis eines Trennversuches bei Deutsche Solar AG. Abbildung 36: Trennergebnis von Glas-EVA-Zellen unter Verwendung von Limonen Behandlungs- und Verwertungsverfahren von Deutsche Solar AG als Beispiel eines technischen Verfahrens Das seit dem Jahre 2003 bei Deutsche Solar AG im Pilotbetrieb arbeitende Verfahren zur Trennung von Modulverbunden arbeitet in 2 Stufen: 1. Entfernung der Kunststoffanteile des Moduls durch einen thermischen Prozess 2. Gewinnung der Siliziumwafer durch Entfernung des Solarzellenaufbaues mittels Ätzverfahren oder neuerdings auch - Gewinnung von Solarsilizium mit entsprechenden Verfahren aus Bruchsolarzellen Mittlerweile konnten mit diesem Verfahren mehrere MWp an Modulen und Solarzellen verschiedener Hersteller erfolgreich gesammelt und recycelt werden. Eine Übersicht über das Verfahren und die verschiedenen technischen Recyclingergebnisse findet sich in [Wambach 2004] [Wambach 2003] [Bombach et. al. 2005] [Bombach et. al. 2006]. Die Endprodukte des Recyclings und ihre weitere Verwendung sind hierbei (Tabelle 27): 100

101 Verwertungsprozesse und -techniken Tabelle 27: Endprodukte und Reststoffe des Recyclings und Verbleib Siliziumwafer Siliziumgranulate Silber Aluminium Stahl Kupfer Glas Packmittel Reststoffe Verkauf Verkauf, eigene Nutzung Verkauf, Metallrecycling Verkauf, Metallrecycling Verkauf, Metallrecycling Verkauf, Metallrecycling Verkauf, Glasrecycling Entsorgung, Recycling, (Entsorgung) Entsorgung (Mischabfälle) 101

102 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen Die Prozessstufen sind in Abbildung 37 schematisch dargestellt. Die Besonderheit des Verfahrens, ist die Möglichkeit der Rückgewinnung intakter Wafer aus Modulen. Seit 2006 werden alle werthaltigen Stoffe möglichst weitgehend zurück gewonnen und verwertet (insbesondere Bruchsolarzellen, Silber u. ä.). An Zellen finden sich alle Typen und Größen sowie Dicken der letzten 25 Jahre. Sie sind allerdings nicht für den heute installierten Produktmix repräsentativ und erlauben keine statistische Auswertung des in den Anfängen steckenden Recyclingmarktes. Eine Hochrechnung auf bestimmte Produkttypen und damit genaue Verwertungsquoten nach Kategorie ist nicht möglich, da es heute noch kein etabliertes Sammelsystem für Solarmodule mit entsprechenden Monitoringdaten gibt. Die mittlere Recyclingquote beträgt derzeit ca. 80% 60 ohne Berücksichtigung einer eventuellen thermischen Nutzung der Kunststoffanteile. thermal treatment end of life module second lifetime new module recovered cells New: Recovery of valuable materials recovered wafers module assembling reprocessed cells reprocessing Abbildung 37: Schema des Werterhaltenden Recyclingkreislaufes bei Deutsche Solar AG Zerlegung des Modulverbundes im thermischen Prozess Nach der Eingangserfassung werden die Module in Stapelgestellen in den Verbrennungsofen gegeben und die Kunststoffanteile in einem komplexen, die Halbleiter schonenden Prozess bei Temperaturen bis 600 C verbrannt. Die zurückbleibenden Materialien wie Solarzellen, Glas und Metalle werden manuell getrennt (Abbildung 38), Glas und Metalle (Aluminium, Stahl, Kupfer usw.) den entsprechenden Recyclingkreisläufen zugeführt und die Solarzellen bis zum Wafer rückgeätzt. Das Glas kann bei geeigneter Verfahrensführung völlig intakt zurückerhalten werden. Das gesamte Glas fällt ausreichend rein an und ist damit als Rohstoff für das Floatglasrecycling geeignet. 60 Entsprechend dem Modus bei der Bestimmung der Verwertungsquoten zur WEEE-Richtlinie in den meisten Mitgliedsstaten wurden die Mengen der Fraktionen aus der Behandlung am Eingang der stofflichen Verwertungsanlage als verwertet berechnet. 102

103 Verwertungsprozesse und -techniken thermal process decomposition of module material separation: intact cells broken cells glass and metal chemical etching process silicon wafers for cell processing + silicon for crystallisation (broken wafers) Abbildung 38: Manuelle Trennung der Modulkomponenten nach dem Verbrennungsprozess Recycling der intakten Solarzellen Die nur oberflächlich leicht angegriffenen Solarzellen werden in einer Folge von mehreren chemischen Schritten gereinigt, so dass letztlich ein neuwertiger Siliziumwafer vorliegt (Abbildung 39). Die Wafer erfüllen alle üblichen Qualitätsanforderungen und können wieder zu Solarzellen und Modulen weiterverarbeitet werden. Abbildung 39: Schematischer Prozessablauf der Waferrückgewinnung aus Solarzellen 103

104 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen Die Anforderungen an den Recyclingprozess werden neben technischen Anforderungen von wirtschaftlichen und sicherheitstechnischen Überlegungen dominiert. Ein wesentlicher Punkt für eine hohe mögliche Wertschöpfung beim späteren Verkauf der recycelten Wafer ist die Einhaltung von Kundenspezifikationen. Aufgrund des hohen Interesses an texturierten, prozessfertigen Wafern kann durch eine Anpassung der Ätzverfahren für verschiedene Zellen ein Zusatzwert zu geringen Selbstkosten generiert werden, der die Verkaufsfähigkeit der Wafer dramatisch erhöhen kann. Die Ätzsequenz kann aufgrund der verschiedenen Solarzellentechnologien nur an technisch ähnlichen Solarzellen mit einem einheitlichen Prozess durchgeführt werden. Grundsätzlich sind folgende Schritte nötig: Entfernung Metallisierung Entfernung AR-Schicht Isotroper Abtrag n+ und p+-dotierung Oberflächenfinish Spüle Trocknung Eine Besonderheit dieser Aufarbeitung ist der erhebliche Anpassungsaufwand an die jeweilige Problemstellung, die Solarzellen verschiedener Hersteller benötigen eine auf die verwendeten Schichtsysteme angepasste Behandlung. Ferner darf die Oberflächenstruktur der Siliziumscheiben möglichst nicht nennenswert geändert werden, so dass die Produkte ein ähnliches Verhalten zeigen wie ein Neuwafer. Ein eventuell bei sparsamer Ätzung zurückbleibendes Schattenbild der Metallisierung (Abbildung 40) kann problemlos überdruckt werden und ist danach nicht mehr sichtbar. Recycelte und Neuwafer erwiesen sich immer als mindestens elektrisch gleichwertig nach der Solarzellenprozessierung. E- ventuelle Reste eines vorhandenen Back Surface Fields (BSF) führen bei der lagerichtigen Neuprozessierung der Wafer und weiteren BSF-Diffusion zu einer Verstärkung des Effektes und damit zu geringfügig besseren Wirkungsgraden nach dem Recycling. Eine derartige Wiederaufarbeitung ist deutlich kostengünstiger als der Neukauf eines Wafers, und spart die Sägeschadenätzung, aufgrund neuerer Entwicklungen können sogar Texturen weitgehend erhalten werden (Abbildung 41a und b). 104

105 Verwertungsprozesse und -techniken Abbildung 40: Teilansicht einer recycelten Solarzelle mit Schattenbildern der ehemaligen Metallisierung Abbildung 41: Beispiele von zurück gewonnenen Wafern aus texturierten Solarzellen a) multikristallines Silizium mit isotroper, saurer Ätzung; b) monokristallines Material mit alkalischer Ätzung Aufgrund des Feedbacks von Solarzellenherstellern wurden die verschiedenen Ätzprozesse so angepasst, dass hochselektiv nur die Oberflächenschichten abgetragen werden, die Waferdicke aber weitgehend erhalten bleibt. Dies weist besonders für das Recycling von Neuprodukten (Produktionsausschuss, Transport- und Montageschäden) verschiedene Vorteile auf, wenn die Wafer an den ursprünglichen Solarzellenhersteller zurückgehen: Die Bruchempfindlichkeit geht aufgrund des weitgehenden Dickengehaltes deutlich herunter Texturen bleiben weitgehend erhalten, besonders vorteilhaft für saure Isotexturen Die Waferdicke entspricht in etwa der Dicke eines Neuwafers nach der Ätzung Die Wafer müssen nur lagerichtig in den Prozess eingespeist werden Eine spezielle Neueinrichtung der Linie ist nicht notwendig. 105

106 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen Die Pyramidenstruktur von mono-wafern wird im Recyclingprozess abgerundet, sie kann allerdings mit geringem Ätzaufwand korrigiert werden. Bei der sauren Isotexturierung handelt es sich heute um eine so genannte Defektätze, die eine Oberflächenschädigung des Wafers durch den Sägeprozess erfordert. Im Solarzellenprozess wird dieser Schaden weitgehend beseitigt, so dass er auf recycelten Wafern nicht mehr vorhanden sein kann. Hier ist der Erhalt der sauren Isotexturierung für die Wiederverwendbarkeit des Wafers daher außerordentlich wichtig Einflussgrößen auf Prozessausbeuten Je nach Vorschädigung der Solarmodule, der Modulbauart und den verwendeten Solarzellen werden im thermischen Prozess Ausbeuten an intakten Zellen von 0 98% erzielt. Bei sinkender Dicke der Solarzellen gehen die Ausbeuten signifikant herunter. Lagen die Waferausbeuten bei Waferdicken von rund 400 µm noch bei 76,4% [Schlenker et. al. 2006] lassen sich bei Zellendicken von unter 200 µm bei der thermischen Trennung praktisch keine wirtschaftlich sinnvollen Ausbeuten an intakten Wafer mehr erzielen. Die Ausbeuten der Solarzellenrückgewinnung im Ätzprozess hängen wesentlich von der Waferdicke, den Texturen und den Vorschädigungen ab. Solarzellen mit Kantenausbrüchen, Mikrorissen u.ä. sind im Allgemeinen nicht als intakter Wafer recyclingfähig und sollten der Siliziumrohstoffgewinnung zugeschlagen werden. Dicke Wafer weisen naturgemäß geringere Bruchraten auf und können häufig mit mehr als 97% Ausbeute von der Solarzelle (Dicken > 220 µm) zurückgeätzt werden. Bei Isotexturierungen sind die Wafer bruchempfindlicher, die Ausbeuten auch bei der erneuten Solarzellenprozessierungen liegen vielfach deutlich niedriger. Das Rückätzen von Solarzellen und erneute Prozessieren von Wafern mit Dicken unter 200µm stellt außerordentlich hohe Anforderungen an das Handling auch später beim Zellenhersteller. Dieser Trend ist insofern nicht überraschend als dass man hier an die technischen Grenzen moderner Verarbeitungssysteme gelangt, wie bereits bei der Analyse der Technologietrends festgestellt Verarbeitung von zerbrochenen Solarzellen aus verschiedenen Prozessstufen Das Material von gebrochenen Wafern und Solarzellen entspricht in seinen physikalischen Eigenschaften exakt den Anforderungen an Solarsilizium. Die zur Anwendung geeigneten, prinzipiellen Reinigungsschritte sind bereits bei der Aufarbeitung von Solarzellen beschrieben. Ein wesentlicher Unterschied ist der geringere Wert des Materials, der die Verwendung einer anderen Verfahrenstechnik für Schüttgut erforderlich machte und die Entwicklung einer neuartigen Verfahrenstechnik voraussetzte, um in gleichmäßiger, guter Qualität eine wirtschaftliche Rückgewinnung zu ermöglichen. Die Abbildung 42a zeigt das Ausgangsprodukt Bruchsolarzellen, die idealer Weise nach Anfallschritt getrennt gesammelt für das Recycling in Frage kommen. Die Größe der Bruchstücke ist nicht entscheidend für die Kosten und Ausbeuten, jedoch erfordert eine 106

107 Verwertungsprozesse und -techniken Vermischung und Verunreinigung der Chargen einen hohen und damit kostenintensiven Sortieraufwand. Das Endprodukt ist ein gut rieselfähiges Siliziumgranulat, das in Schmelzanlagen als Rohstoff vorgelegt oder mittels Feedersystemen zugeführt werden kann (Abbildung 42b). Abbildung 42 a: Solarzellenbruch für Recycling; b: recyceltes Siliziumgranulat In den letzten Jahren war es bei bestimmten Solarzellentypen teilweise lohnend, das Silber von den Oberflächen zurück zu gewinnen, das restliche Silizium wurde in der Metallindustrie als Zuschlag verwendet. Durch die Reduzierung der Silbergehalte in den Siebdruckschichten wird die Silberrückgewinnung immer unwirtschaftlicher, für ein erfolgreiches und wirtschaftliches Recycling sind möglichst hohe Konzentrationen in den Ätzbädern erforderlich (>5%). Angesichts gestiegener Silberpreise werden die Bäder heute trotz der teilweise oben genannten minimalen Gehalte noch aufgearbeitet. 107

108 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen 6.2. Behandlung und Verwertung von Dünnschichtmodulen Als Beispiel für die Breite der Anforderungen, die Verwertungsprozesse für Dünnschichtmodule abdecken müssen gibt Abbildung 43 am Beispiel von CIS- Abfällen einen exemplarischen Überblick über Materialien, die bei der Verwertung berücksichtigt werden müssen. Wastes in CIGS module industry CIS Waste Waste in the CIS production facility EoL modules Waste glass Metal waste Liquid wastes Pure glass Waste from vacuum machinery Rinsing water Contaminated glass Waste from sandblasting and patterning Chemical bath solutions Semifinished modules Various materials Washing water Modules Abbildung 43: Klassifikation von Abfällen aus der CIS-Modulindustrie Seit vielen Jahren werden Aktivitäten zur Entwicklung von Verfahren zur Verwertung von PV-Modulen berichtet, aber nur wenige haben ein fortgeschrittenes Stadium erreicht und einige sind inzwischen schon veraltet. Tabelle 28 gibt einen Überblick über aktuelle und vergangene Verfahren zur Behandlung bzw. Verwertung von Dünnschichtmodulen. 108

109 Verwertungsprozesse und -techniken Tabelle 28: Beispiel für Behandlungstechnologien für Dünnschichtmodule Institution A Status Solar Cells Inc. CdTe-Module: Pulverisierung, chemische Lösung und Trennung Versuchsanlage (Mobil) Antec Solar GmbH CdTe-Module: Pulverisierung, thermische Behandlung, Patent 61 Ätzen mit Cl Showa Shell CIGS-Module: Mechanisch-thermische Trennung von Laminaten, Labor Säurebehandlung, Kratzen von CIGS, Behandlung von Lösungen 62 Interphases Research CIGS Module: Elektrochemisches Materialrecycling von Labor CIGS 63 Drinkard Metalox Inc. CIGS und CdTe: Metallrückgewinnung durch Elektrolyse Versuchsanlage (geplant) (1998) 64 Uni Utrecht a-si Module: Downcycling für Container Glas - Experiment (1995) Substratrückgewinnung (inkl. TCO) Bundesanstalt für Projekt RESOLVED Dünnschichtmodule, mechanische Labor (-2007) Materialforschung Behandlung ZSW, Gaiker, FhG Projekt SENSE - CIGS-Module Thermische und hydrometallurgische Labor (-2006) Behandlung; CdTe und a-si modules First Solar Behandlung von Modulen, Trennung von Glas, Anreicherung Etabliert seit 1998 von Te und Cd im Filterkuchen, Rückgewinnung des Cd und Te aus dem Filterkuchens Brookhaven national Rückgewinnung von Cd und Te von CdTe Modulen 65 Labor Laboratories Electrotechnical Lösung von EVA mit Trichlorethylen, Rückgewinnung der Labor Laboratory, Tsukuba, Ibaraki, Japan Wafer 66 Toa Kagaku Kogyo and AIST (Jp) Quellen von EVA mit Zitronensäure Labor Neben den Behandlungs- und Verwertungsprozessen, die spezifisch für Dünnschichttechnologien sind, könnten auch solche Verfahren mitbetrachtet werden, bei denen die behandelten Produkte/Abfälle den PV-Modulen ähnlich sind. Dies können z.b. sein: LCD Bildschirmglas Spiegel Windschutzscheiben oder anderes laminiertes Glas Gasentladungslampen 61 [Bonnet o.j.] 62 [Kushiya 2003] 63 [MENEZES 1996] 64 [MOSKOWITZ 1996] 65 [FTHENAKIS 2006] 66 [DOI 2001] 109

110 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen Die Gemeinsamkeit dieser Abfälle ist der große Glasanteil. Von der Bildröhre abgesehen hat das Glas selbst eine übliche Zusammensetzung meistens handelt es sich um Soda-Kalk-Glas oder Borosilikatglas. Darüber hinaus finden sich gefährliche und/oder seltene und wertvolle Stoffe (Indium, Silber, Quecksilber, Seltene-Erden-Metalle) und oftmals auch organische Stoffe (z.b. Kapselmaterial). Es wurden darüber hinaus auch materialunspezifische Verwertungswege diskutiert, wie z.b. die Nutzung als Schlackenbildner in der NE-Metallurgie, bei der die Wiedergewinnung von Edelmetallen ggf. ein Nebeneffekt sein könnte Projekt SENSE Ein aktueller Ansatz zum Recycling von Dünnschicht-Solarmodulen und den mit ihnen verbundenen Fertigungsabfällen wurde in einem Europäischen Projekt (Akronym SENSE) entwickelt (Abbildung 44). Metal-rich CIS Manufacturing Waste EoL Modules and poor manufacturing waste Thermal treatment Screening, milling Mechanical separation Crushing, milling, screening Hydrometallurgical Treatment Indium Gallium Selenium Glass Residual wastes Abbildung 44: Darstellung des in SENSE entwickelten Recyclingprozesses Das Verfahren, das für CIS-Module im Detail ausgearbeitet wurde, besteht aus den folgenden Schritten: 110

111 Verwertungsprozesse und -techniken Thermische und mechanische Behandlung kompletter Module: Dazu wurden mehrere Methoden zur Trennung der Gläser und zur Freilegung der aktiven Schichten erprobt: Wasserstrahltrennung, thermische Behandlung, Zerbrechen, Mahlen und Sieben, Windsichtung. Die Temperaturbedingungen der Pyrolyse des Verkapselungsmaterials wurden experimentell ermittelt. In einer CIS-Pilotfabrik werden alle während der Produktion beim Reinigen der Maschinen, beim Randentschichten und beim Strukturieren entstehenden Materialien im Staubsauger gesammelt. Dieses Material enthält die wertvollen Bestandteile der aktiven Schichten neben sonstigem Abrieb, Staub, Glasscherben etc. Einige Kilogramm dieses Materials wurden für die labormäßige Rückgewinnung der Wertstoffe verwendet. Das feste Material wurde zunächst in Säure (H 2 SO 4 und H 2 O 2 ) gelöst. Flüssig- Flüssig-Extraktion mit D2EHPA (Di-2-ethylhexyl phosphoric acid - Baysolvex, Lanxess) wurde zur Abtrennung von In und Ga aus der sauren Lösung eingesetzt. Alternativ wurde Cyanex 923 (Cytec Industries) erprobt. Im zweiten Extraktionschritt (stripping) wurden die Indiumionen in eine saure wässrige Lösung überführt, aus der sie chemisch gefällt und abfiltriert. Selen kann aus der Lösung ebenfalls durch einen Fällungsvorgang elementar abgetrennt werden. Die letztliche Abtrennung und Aufreinigung der Wertstoffe Indium und Gallium kann in einem darauf spezialisierten Betrieb mit bekannten Methoden (z.b. E- lektrolyse) erfolgen. Die Abbildung 45 zeigt den im SENSE-Projekt entwickelten Recyclingprozessvorschlag für CIS-Module (ZSW, Gaiker). Abbildung 45: Grobes Schema der im SENSE-Projekt als vorteilhaft beurteilten Strategie für das Recycling von CIS-Solarmodulen Abbildung 46 zeigt den hydrometallurgischen Teil dieses Prozesses im Detail, wie er für Fertigungsabfälle und für die EoL Module eingesetzt werden kann. In Abbildung 47 ist ein für metallreiche Fertigungsabfälle der CIS-Fertigung entwickeltes Verfahren schematisch dargestellt. 111

112 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen a-si Module scrap CdTe CIS EoL-Modules (CIS, CdTe, asi) Dismantling Collection Mechanical/thermal/ chemical treatment Aluminium, copper Contaminated glass Metal concentrates Clean glass Pyrometallurgical/hydro metallurgical treatment Down-cycled glass products Re-use of metals Float glass production Abbildung 46: Zusammengefasstes Recyclingschema für Dünnschichtsolarmodule mit alternativen Möglichkeiten. Waste material Flow Diagram of the CIS- Recycling of ZSW Dissolution Filtration Insoluble material Leachate D2EHPA solution Liquid-liquid extraction Organic solution with indium Inorganic solution Re-extraction (stripping) Sodium hydroxide Inorganic solution with indium Organic solution Precipitation Electroplating Indium hydroxide Indium metal Abbildung 47: Process flow for treatment of waste materials from CIS factories 112

113 Verwertungsprozesse und -techniken Bei den Experimenten im SENSE-Projekt ergaben sich folgende Resultate: Thermisch und mechanische Behandlung: Die rein mechanischen Methoden führten zu keiner vollständigen Trennung der aktiven Schichten vom Glas. Das Wasserstrahlverfahren ist zu teuer und nicht für große Module geeignet. Beim Brechen und Mahlen ergab sich ein unerwünscht hoher Anteil an Feinfraktion. Abbildung zeigt die Trennung von Glas (weiß) und den anderen Bestandteilen (grau) in zwei Fraktionen. Abbildung 48: Materialfraktionen CIS Material <5000 µm Abbildung 49: Materialfraktionen CIS Material >5000 µm Die thermogravimetrische Untersuchung der Zersetzung der Verkapselungsmaterialien zeigte, dass bei 450 C die Zerfallsgeschwindigkeit am höchsten war. Im Temperaturbereich zwischen 450 und 500 C konnte eine komplette Trennung der Glasmodule erzielt werden. Die Gasemissionen wurden analysiert und nach vorliegenden Emissionsstandards als unschädlich eingestuft. 113

114 Verwertungsprozesse und -techniken Rücknahme und Verwertung von Photovoltaik-Abfällen Diesen thermischen Prozessen können die oben für Fabrikationsabfälle beschriebenen hydrometallurgischen Prozesse zur Gewinnung der Wertstoffe nachgeschaltet werden. In dem Experiment konnten aus einem Kilogramm Abfallkonzentrat aus der CIS-Fertigung 435 g rotes Selen, 178 g Indiumhydroxid und 69 g Galliumhydroxid gewonnen werden. Eine ähnliche Ausbeute kann auch von einem durch mechanische Verfahren oder Flotation angereicherten Konzentrat aus der Verwertung von Modulen erwartet werden Wt% In Fe Cu Zn Ga Se Mo Abbildung 50: Zusammensetzung des Indiumhydroxids, das nach der hydrometallurgischen Trennung aus den CIS-Fertigungsabfällen gewonnen werden konnte Projekt RESOLVED Die Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung BAM in Zusammenarbeit mit den Partnern First Solar Inc., Deutsche Solar AG, der Universität von Utrecht und der Universität von Miskolc beendete kürzlich ein Projekt, bei dem untersucht wurde, welche ökologischen Vorteile sich bei einem hydromechanischem Recycling von Dünnschichtmodulen ergeben. Abbildung 51 zeigt das RESOLVED Verfahren für die Behandlung von Dünnschichtmodulen mit der Anreicherung von Metall enthaltenden Fraktionen. 114

115 Verwertungsprozesse und -techniken Abbildung 51: Projekt RESOLVED First Solar s CdTe Modul Recycling Ein weiter fortgeschrittenes Beispiel für das Recycling von Dünnschichtsolarmodulen ist die CdTe Aktivität von First Solar (USA, D), welches seit Ende der neunziger Jahren in den USA etabliert ist. Das Verfahren wurde kürzlich auf die Gesamtproduktion der USA ausgeweitet (Kapazität: 10 t/tag) und in Frankfurt/Oder reproduziert Zerkleinerung Die Module werden in zwei Schritten zerkleinert. Im ersten Arbeitsgang werden die Module geschreddert, um den Transport in der Anlage zu erleichtern. Ein geschlossenes Förderband transportiert die Modulstücke zum nächsten Arbeitsgang. Dort wird das Glas durch eine Hammermühle auf eine Teilchengröße von unter 5 mm zerkleinert, damit der Beschichtungsverbund der Partikel aufgebrochen wird. Von der Hammermühle werden die Teile weitertransportiert, wobei ein Absaugsystem zur Staubreduktion zum Einsatz kommt. Dieses Absaugsystem nutzt eine zweistufige Filtereinheit, deren Endstufe mit einem High Efficient Particulate Air (HEPA) Filter ausgerüstet ist. Durch die Zerkleinerung kann First Solar ganze, intakte Module oder zerbrochene Module oder Produktionsabfälle in einem Verfahren recyceln. 115