In den letzten Jahren hat die Besorgnis darüber zugenommen, was mit den Solarmodulen am Ende ihrer Lebensdauer geschieht.
Bedenklich sind zum Beispiel die folgenden Aussagen:
- Das Problem von Solarmodulen wird in zwei oder drei Jahrzehnten mit voller Wucht explodieren und die Umwelt nach der Produktion dieser Module noch einmal massiv verunreinigen, da es sich um eine riesige Menge an Abfall handelt, der nicht leicht zu recyceln ist.
- Solarzellen erzeugen pro Energieeinheit 300 Mal mehr giftige Abfälle als Kernkraftwerke. Wenn Solar- und Kernkraftwerke in den nächsten 25 Jahren die gleiche Menge an Strom produzieren und die Abfälle auf einem Fussballfeld gestapelt werden, würden die nuklearen Abfälle die Höhe von einem schiefen Turm in Pisa (53 Meter) erreichen, während die solaren Abfälle die Höhe von mehreren Mount Everests (8’848 Meter) erreichen würden.
- Entgegen bisherigen Annahmen können Schadstoffe wie Blei oder krebserregendes Kadmium über einen Zeitraum von mehreren Monaten durch Regenwasser fast vollständig aus den Bruchstücken von Solarmodulen ausgewaschen werden. Ausserdem wurde festgestellt, dass sogar Regenwasser Kadmium aus einem intakten Solarpanel herausspült.
- In Ländern wie China, Indien und Ghana verbrennen die Menschen, die in der Nähe von Elektroschrottdeponien leben, oft den Abfall, um die wertvollen Kupferdrähte für den Weiterverkauf zu retten. Da bei diesem Verfahren Plastik verbrannt werden muss, enthält der dabei entstehende Rauch giftige Dämpfe, die beim Einatmen krebserregend und teratogen (Geburtsfehler verursachend) sind.
- Das grösste Problem bei Solarmodulabfällen ist wahrscheinlich die grosse Menge. Da das Sonnenlicht verdünnt und diffus ist, sind grosse Kollektoren erforderlich, um die Sonnenstrahlen einzufangen und in Elektrizität umzuwandeln. Diese grossen Oberflächen erfordern um ein Vielfaches mehr Materialien (Glas, Schwermetalle und seltene Erden) als andere Energiequellen.
- Um die Abfallverwerter davon zu überzeugen, mehr Solaranlagen zu recyceln, braucht es wieder enorme Mengen an Subventionen.
Viele Verbraucher sind sich über die Giftigkeit der in manchen Panels enthaltenen Materialien und ihre Entsorgungsweisen nicht bewusst.
Kupferbergbau: Die grössten Mengen toxischer Abfälle
Auf ein einzelnes Solarmodul entfallen gut 1 Kilogramm Kupfer – und etwa 200 Kilogramm Bergbauschlämme. Diese Schlämme, Tailings genannt, bestehen aus fein vermahltem Erz, aufgelöst in starken Säuren, Basen oder anderen Lösungsmitteln. Diese Brühe enthält viel Arsen, Kadmium, Quecksilber, Blei und andere Schwermetalle. Diese Bergbauschlämme werden selbst in Industrieländern meist in riesigen offenen Staubecken gelagert, teilweise auch direkt in Flüsse «entsorgt» – mehrheitlich in fernen Ländern.
Gemäss Zahlen der Internationalen Energieagentur (IEA) enthält ein Elektroauto rund 53 Kilogramm Kupfer – mehr als doppelt so viel wie ein Verbrenner. In einer Solaranlage mit einer Leistung von 1 Megawatt sind 2,8 Tonnen Kupfer verbaut. Und für ein durchschnittliches Windrad an Land mit einer angenommenen Leistung von 3 Megawatt braucht es rund 8,7 Tonnen Kupfer.
Weltweit verursacht die PV rund 100 Millionen Tonnen Kupfer-Tailings – pro Jahr. Da sie nicht radioaktiv sind, das heisst nicht zerfallen, bleiben sie bis ans Ende der Zeiten unverändert toxisch.
Ein Beispiel hierfür ist Cerro de Pasco in Peru, wo nahe gelegene Wasserquellen 3’200-mal mehr Kadmium, 6’000-mal mehr Eisen, 200-mal mehr Mangan und 197-mal mehr Zink enthalten als die nationalen gesetzlichen Grenzwerte. Im Wasser finden sich auch Blei, Arsen und Quecksilber. Diese Schadstoffe verursachen Krebs, Nierenschäden, Unfruchtbarkeit und neurologische Erkrankungen. Blei hat die Gehirnentwicklung, die sozialen Fähigkeiten sowie die Sprach- und Motorikfähigkeiten von Kindern geschädigt. Die Bergbauaktivitäten verschmutzen ihre Wasserquellen und belasten ihre Lebensqualität.
Bei der überwältigenden Mehrheit der 45 Kupferminen, die zusammen rund die Hälfte der globalen Produktion auf sich vereinen, stellte eine Untersuchung des deutschen Umweltbundesamtes ein «hohes Gefährdungspotenzial» fest. Besonders in den Bereichen «Voraussetzungen für saure Grubenwässer», «Entstehen von Schwermetallen», «Einsatz von Hilfsstoffen» (giftige Lösungsmittel) und «Bergbauabfälle».
Dass der Kupferabbau verheerende Folgen haben kann, zeigt auch das Beispiel der Mine Antapaccay in Peru. Sie ist im Besitz des Schweizer Rohstoffriesen Glencore. Berichte der peruanischen Behörden zeigten jüngst ein erschreckendes Ausmass der Verschmutzung: In den Böden, in Pflanzen und Tieren, in der Luft und im Wasser stellten sie erhöhte Werte an Schwermetallen und Schadstoffen fest. Viele Menschen, die in der Region leben, schildern häufige schwere Krankheitsfälle wie Krebs, Lungenschäden oder Blutarmut.
Hinzu kommen der immense Energieaufwand für den Abbau der Rohstoffe und die Produktion der Fotovoltaikanlagen sowie die mehrfachen Transporte in den Lieferketten der Rohstoffe und Halbfabrikate über mehrere Kontinente.
Der Kupferbergbau erzeugt die grössten Mengen toxischer Abfälle auf diesem Planeten, steht richtigerweise in der NZZ. Die Technologien der Energiewende sind alles andere als grün.
Recycling: Teuer und kaum rentabel
Hersteller senken die Kosten für die Produktion von Solarmodulen, indem sie den Silbergehalt in ihren Modulen verringern. Obwohl Silber nur einen geringen Bruchteil der Masse eines Solarmoduls ausmacht, trägt es ungefähr 47 Prozent zu seinem Wert bei, was für Recycler den Anreiz senkt, ein Modul zu recyceln. Silber ist erheblich mehr wert als andere wiederverwertbare Bestandteile wie Aluminium, Kupfer, Silizium und Glas. Hersteller können den Silbergehalt senken, indem sie es mithilfe von Tintenstrahl- und Siebdrucktechnologien durch eine Kombination aus Kupfer, Nickel und Aluminium ersetzen. Ferner setzen sie auf intelligentere Fertigungstechniken, mit denen die erforderliche Mindestmenge an Silber präziser vorgegeben wird. Der Rückgang des Silbergehalts macht das Recycling aus Wertperspektive schwieriger, da weniger Silber aus den Modulen wiedergewonnen werden kann.
Solarzellen, deren Lebensdauer 20 bis 30 Jahre beträgt, verlieren mit der Zeit an Produktivität. Die Internationale Agentur für erneuerbare Energien schätzte schon, dass Ende 2016 weltweit etwa 250’000 Tonnen Solarmodulabfälle anfielen und diese Zahl mit Sicherheit noch massiv steigen wird. Solarmodule können insbesondere Blei oder Kadmium enthalten und andere giftige Chemikalien, die nicht entfernt werden können, ohne das gesamte Modul zu zerlegen.
Globale Entsorgungskrise: Von Europa bis Asien
In Europa sind die Hersteller von Solarmodulen verpflichtet, Solarabfälle am Ende ihrer Nutzungsdauer zu sammeln und zu entsorgen. Die meisten Module werden jedoch in China produziert und importiert. Chinesische Solarmodule haben eine verheerende Umweltbilanz.
In der Schweiz wird auf Solaranlagen die vorgezogene Recyclinggebühr erhoben, recycelt wird der Sondermüll dann in Frankreich oder Deutschland. Bis 2030 soll es laut der Deutschen Umwelthilfe allein in Deutschland rund eine Million Tonnen Solarabfall geben. Trotz dieses Gesetzes ist die Recyclingquote für Photovoltaikmodule in der EU nicht besser als in den USA – sie liegt bei etwa 10 %.
Das Aluminium aus den Rahmen und Kupfer aus Kabeln werden in Deutschland recycelt. Das Glas wird mit weiteren Inhaltsstoffen vermischt, jedoch nur zu Glaswolle verarbeitet, die später nicht erneut recycelbar ist. Dies, weil insbesondere das Glas aus den Panels von relativ geringer Qualität ist. Es kann nicht in Anwendungen eingesetzt werden, in denen hochwertiges Glas benötigt wird, wie bei der Produktion neuer Solarmodule.
Nach Angaben der britischen Regierung gibt es auch in Grossbritannien Dutzende Millionen Solarmodule. Doch es fehlt die spezielle Infrastruktur, um sie zu verschrotten und zu recyceln.
Australien ist eines der Länder mit der weltweit höchsten Nutzung von Solarstrom auf Hausdächern. Derzeit landen fast alle defekten oder abgelaufenen Solarmodule auf Mülldeponien.
Im November 2016 gab das japanische Umweltministerium eine Warnung heraus, dass die Menge des in Japan jährlich anfallenden Solarpanelabfalls bis 2040 wahrscheinlich von 10’000 auf 800’000 Tonnen ansteigen wird und das Land keinen Plan für eine sichere Entsorgung hat. Einem veröffentlichten Bericht zufolge würde es 19 Jahre dauern, bis Toshiba Environmental Solutions den gesamten Solarabfall, den Japan bis 2020 produziert hat, recyceln könnte. Bis 2034 wird das jährliche Abfallaufkommen 70- bis 80-mal höher sein als im Jahr 2020.
China hat mehr Solarkraftwerke als jedes andere Land, betreibt etwa doppelt so viele Solarpanels wie die Vereinigten Staaten und hat auch keinen umfassenden oder nachhaltigen Plan für die Entsorgung der alten Panels. Chinesische und japanische Experten sind sich einig: Wenn eine Recyclinganlage jeden Schritt genau nach Vorschrift durchführt, können ihre Produkte am Ende teurer sein als neue Rohstoffe.
Nicht nur in den meisten US-Staaten werden Solarpanels als Gefahrgut eingestuft. Der grösste Teil der Panels basiert auf kristallinem Silizium; vorwiegend ältere Panels können Blei enthalten. Dünnschichtsolarzellen enthalten Kadmium und Selen.
Die Entsorgung von Solarmodulen auf normalen Mülldeponien wird nicht empfohlen, da die Module zerbrechen und giftige Stoffe in den Boden gelangen können, was unter anderem zu Problemen mit dem Trinkwasser führen kann. Solarmodule können recycelt werden, aber die Kosten für das Recycling sind in der Regel höher als der wirtschaftliche Wert des zurückgewonnenen Materials. Gebrauchte Solarmodule werden auch an Entwicklungsländer verkauft, die sie trotz ihrer geringeren Fähigkeit, Energie zu erzeugen, zu einem günstigen Preis erwerben wollen.
Solarpanel-Recycling lohne sich kaum bis gar nicht, sagt AJ Orben, Vizepräsident des Unternehmens «We Recycle Solar», das seinen Sitz in Arizona hat. Aus jedem Panel liessen sich Rohstoffe für etwa zwei bis vier Dollar zurückgewinnen, am meisten kostet dabei Arbeitskraft. Das National Renewable Energy Lab in Amerika schätzt laut der «LA Times», dass es 20 bis 30 Dollar kostet, ein Panel zu recyceln und ein bis zwei Dollar, es auf eine Deponie zu bringen.
Es gibt Firmen, die sich als «Solarmodul-Recycler» ausgeben, aber stattdessen die Module auf Sekundärmärkten in Ländern mit weniger entwickelten Abfallentsorgungssystemen verkaufen, wie Ghana, Nigeria, Vietnam, Bangladesch, Pakistan und Indien als Hauptzielorte für Elektroschrott.
Stickstofftrifluorid und Bodenbelastung
Ein weiteres Problem: Daten zufolge erhöht der Bau von Solarmodulen die Emissionen von Stickstofftrifluorid (NF3) erheblich, das als Treibhausgas über einen Zeitraum von 100 Jahren 19’700 Mal stärker wirkt als Kohlendioxid. Ein Kilogramm Stickstofftrifluorid wärmt das Klima somit 19’700-mal so stark wie ein Kilogramm Kohlenstoffdioxid. Die NF3-Emissionen sind in den vergangenen 25 Jahren tausendfach gestiegen. Im Vergleich dazu stiegen die Kohlenstoffdioxidemissionen der USA im selben Zeitraum um etwa 5 %.
Während Kernkraftwerke problemlos 50 oder 60 Jahre in Betrieb sein können, haben Solarmodule eine kürzere Lebensdauer (20 bis 30 Jahre), so dass auch ihre Entsorgung in den nächsten Jahrzehnten zu einem riesigen Problem werden wird. Während nukleare Abfälle in schweren Fässern gelagert und regelmässig überwacht werden, wurde für die Entsorgung von Solarabfällen nur sehr wenig getan. Ausserhalb Europas landen Solarabfälle meist in einem grossen Strom von Elektronikschrott.
Die gefährlichen Materialien und Chemikalien die schon beim Bau der Anlagen anfallen, wie Blei, Arsen, Quecksilber oder Kadmium sind nicht zu recyceln und schädigen die Umwelt nachhaltig.
Da Solarpanels künstliche Objekte sind, haben sie Auswirkungen auf den natürlichen Kreislauf. Milliarden von Solarpanels heizen sich unglaublich auf und erreichen locker 80 Grad; die Wärme, welche grossflächig in die Umgebung abgegeben wird, ist massiv. Wenn man nun auch an die geplanten Riesenanlagen im hochalpinen Bereich denkt, also in der Nähe von Gletschern, werden alle ihren Anteil dazu beitragen, auch noch die letzten Eisreserven zum Verschwinden zu bringen.
Die dunklen Oberflächen von Solarmodulen absorbieren den grössten Teil des Lichts und der Wärme, die sie erreichen. Allerdings wird nur etwa 15 % der eingehenden Energie in Elektrizität umgewandelt. Der Rest wird als Wärme an die Umgebung abgegeben. Manche Solarmodule können Insekten und die Federn vorbeifliegender Vögel verbrennen.
Wenn auf einem Feld einmal Solarzellen installiert wurden, ist die Wahrscheinlichkeit, dass darauf wieder Ackerland entsteht, nicht hoch, da es durch die Infrastruktur und Panels hochgradig vergiftet sein kann. Die Infrastruktur, die in den Boden eingelassen wird, um die Paneele zu tragen, der Beton und das verzinkte Metall, auf dem diese Dinger sitzen, lässt Zink in den Boden sickern. Das verzinkte Metall unter der Oberfläche kann zu hohen Zinkwerten in Bodenproben führen. Zink mag ein essenzieller Mikronährstoff sein, aber wenn zu viel davon in den Boden sickert, gibt es keine Möglichkeit, es wieder herauszubekommen.
Fazit: Nicht so grün wie gedacht
Die fotovoltaische Solarenergie ist nicht so umweltfreundlich oder nachhaltig, wie viele glauben. Abgesehen davon, dass es sich um eine intermittierende Energiequelle handelt und sie teurer ist als herkömmliche Technologien, gibt es ernsthafte Probleme bei der Abfallentsorgung, die nur wenige Länder in Angriff nehmen. Neun von zehn Panels werden achtlos weggeworfen, schätzt die Internationale Agentur für Erneuerbare Energien (Irena).
Die Herstellung von Solarpanels verbraucht zudem am meisten Materialien und Ressourcen wie Zement, Glas, Plastik, Treibstoff, Stahl, Aluminium, Kupfer, Chemikalien und andere. Mehr als die Wasserkraft, Windräder, Geothermie oder Atomkraftwerke (in dieser Reihenfolge).
Was ist umwelt- und klimafreundlicher: Sonnenenergie oder Atomkraft? Natürlich die Sonne, werden die meisten sagen. Das ist falsch – zumindest wenn man auch den CO₂-Ausstoss betrachtet. Hier schneiden Kernkraftwerke besser ab.
Solarpanels inkl. deren toxischen Erweiterungen wie Wechselrichter, Speicher usw. machen beim aktuellen Stand der Technik nicht nur ökonomisch und ökologisch eine miserable Figur. Solarenergie ist nichts weiter als eine weitere Form der Spekulation, die haufenweise Land verschlingt.
Solaranlagen in der Grössenordnung, die zur Versorgung von Stromnetzen benötigt werden, sind gewaltig und verwandeln idyllische Landschaften in von Sicherheitszäunen umgebene Industrielandschaften aus Metall und Glas. Diese weitläufigen Anlagen können alles verändern, von der Sonneneinstrahlung bis hin zu den Oberflächentemperaturen, was enorme und unerwartete Auswirkungen auf Pflanzen, Tiere und Menschen haben und eine Region stark verändern kann.
Die Grundstücke von Fotovoltaik-Anlagen werden aus versicherungstechnischen Gründen eingezäunt (Schutz vor Vandalismus/Diebstahl oder zum Zwecke der Nutztierhaltung). Somit entstehen in der freien Landschaft neue Barrieren, welche auch den Lebensraum von Wildtieren beschränken.
Wälder und Waldränder sind unverzichtbare Lebensräume für Wildtiere in unserer bereits intensiv genutzten Kulturlandschaft. Sie sind aus Gründen des Arten- und Naturschutzes, um Wanderungen bzw. genetischen Austausch zwischen Individuen nicht zu behindern, von Solaranlagen ohne Wenn und Aber freizuhalten, fordert die IG Wild beim Wild.
Die französische Regierung plant den Bau von insgesamt 14 neuen Atomkraftwerken der neuen Generation bis 2050. Manche nahe an der Schweizer Grenze. In Finnland steht der leistungsstärkste EPR Reaktor Europas. Das kann auch eine nachhaltige Version der Energiewende sein – mehr Leistung bei grösserer Sicherheit und weniger Landschaftsverschandlungen. Das Wichtigste für die Grünen in Finnland sei ein «Stopp der Klimakrise», und hierbei «können wir auf Atomkraft nicht ganz verzichten». Kernenergie liefert konstant Strom, gerade auch im Winter. Wenn man nun zum Beispiel bis 2050 zwei neue EPR-Reaktoren in der Grösse von Leibstadt in der Schweiz hätte, könnte die Schweiz ihren Bedarf weitgehend selbst decken. Alibikraftwerke, die einzigartige Naturlandschaft verschandeln und den Artenschutz noch mehr torpedieren, wären unnötig.
Für die Schweiz reichen zwei neue grosse Kernkraftwerke. Die Nuklearforscherin Annalisa Manera über den Bau von Kernkraftwerken, über Mikroreaktoren und was in der Schweiz geändert werden müsste.
Eine Schweizer Firma entwickelt ein AKW, das ohne Uran läuft – und den Müll der alten Reaktoren vernichtet. Maurice Bourquin, ehemaliger Rektor der Uni Genf und Ex-Präsident des Cern-Rats, fordert: Der Bundesrat muss das Projekt trotz AKW-Verbot prüfen.
Laut Experten könnten mit an Gebäuden und auf Dächern montierten Solarstromanlagen im Jahr rund 67 Terawattstunden Strom erzeugt werden. Das würde den aktuellen Jahresstromverbrauch der Schweiz von knapp 60 Terawattstunden übersteigen.
