Wie giftig ist Photovoltaik? - Sachwertportal

Wie giftig ist Photovoltaik?
SeProN Infoserie
Ausgabe 04 / 2013
Die SeProN Infoserie
Für betriebliche, finanzielle oder private Entscheidungen ist es wichtig, über Informationen zu verfügen, die das übersteigt, was in der Zeitung steht. Im Interesse unserer
Kunden ist es daher unsere Aufgabe, hinter die Kulissen zu blicken. Dabei haben wir
festgestellt, dass viele Dinge oftmals nicht so sind wie sie scheinen.
Die Themen, mit denen wir uns im Laufe der Jahre beschäftigt haben, haben Informationen zu Tage gefördert, die wir Ihnen nicht vorenthalten möchten. Darum haben wir
unsere Infoserie ins Leben gerufen: In 12 Ausgaben pro Jahr weisen wir auf alternative Sichtweisen zu gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Themen hin.
Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile: Wo vorher einzelne Informationen
nebeneinander standen, lassen sich auf einmal Zusammenhänge erkennen. Dafür stellen wir auch Dinge auf den Prüfstand, die von Medien und Politik als „alternativlos“
dargestellt werden. In den Artikeln der Infoserie beschäftigen wir uns mit den Folgen
politischer Entscheidungen für Bürger und mittelständische Unternehmen mit dem
Ziel, konkrete Handlungsempfehlungen daraus abzuleiten.
Das bedeutet nicht, dass wir alle Sichtweisen immer uneingeschränkt teilen – wir finden es aber wichtig, dass diese publik werden und die Menschen sich damit auseinandersetzen. Wir sind uns darüber im Klaren, dass manche Themen als sog. „Verschwörungstheorien“ angesehen sind. Für uns ist dieser Begriff jedoch positiv besetzt, denn
wir halten so manche „Verschwörung“ für realistisch, ohne diese beweisen zu können – es handelt sich demnach lediglich um eine „Theorie“. Das hält uns also keineswegs von einer unvoreingenommenen Auseinandersetzung mit diesen Themen ab.
Wir sind sicher, dass wir über einige Dinge berichten werden, die Sie so noch nicht gesehen oder gehört haben. Das verschafft Ihnen einen Informationsvorsprung, der zugleich spannend zu lesen ist. Wir hoffen, dass diese Informationen Sie genauso erstaunen werden wie uns - viel Vergnügen!
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Seit geraumer Zeit kursieren in den Medien Berichte, wonach
die in PV-Modulen verwendeten Materialien gesundheits- und
umweltschädigend sein könnten.
Wir untersuchen, was es damit auf sich hat.
Wie giftig ist Photovoltaik?
Nach dem beschlossenen Ende des Atomzeit-
Wie immer beim Entstehen neuer Technolo-
alters sind die alternativen Energien auf dem
gien gibt es technische Neuerungen mit all
Vormarsch. Im hohen Norden mit seinen lan-
ihren Vorteilen (weshalb sie ja erfunden wur-
gen Küstenstreifen und dem immer wehen-
den), aber manchmal auch mit Nachteilen.
den Wind setzt man auf Windkraft, im Süden
Über diese redet man nicht gerne, denn
mit seiner längeren Sonnenscheindauer hin-
Nachteile lassen sich nicht so gut verkaufen.
gegen wird die Photovoltaik präferiert.
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Als Freunde und Verfechter der Solartechnik
Marktanteil von Modulen, die giftiges Cadmi-
wollen wir bei aller Euphorie für die Photovol-
um enthalten, immer größer wird und derzeit
taik auch mögliche Schattenseiten beleuch-
schon bei über 10% liegt. Und hier liegt der
ten. Das betrifft die gesamte Lebensdauer
Hund begraben. Die Module mit der Silizium-
einer solchen Anlage bis hin zu deren Le-
technologie sind teuer in der Herstellung. Die
bensende. Haben wir in einem vorhergehen-
großen Hersteller setzen auf Dünnschicht-
den Artikel noch feststellen müssen, dass
Solarzellen,
beim heutigen Kenntnisstand der Kosten und
Halbleitermaterial
Risiken
der
sind preiswerter in der Herstellung. Ein Watt
Atommüll-Endlagerung und dem Rückbau der
Leistung kostet weniger als einen Dollar auf
Kraftwerke
einziges
dem Weltmarkt. Zusätzlich arbeiten diese
Kernkraftwerk in Deutschland gebaut worden
Module mit einem besseren Wirkungsgrad,
wäre, so wollen wir in unserer kritischen Be-
sowohl bei diffusen Lichtverhältnissen als
trachtungsweise
Photovoltaiktechnik
auch bei Temperaturen über 25° C, bei de-
auch die Punkte ansprechen, die nicht im
nen bekanntlich der Wirkungsgrad der Silizi-
Werbe-Hochglanzprospekt stehen. Dafür be-
umzellen abnimmt. Alle Kosten- und Leis-
leuchten wir die gesamte Lebensdauer der
tungsdaten würden also für Dünnschichtmo-
Module bis hin zur Entsorgung.
dule sprechen. Sie haben nur einen ca. 7g
der
Atomenergie
möglicherweise
der
inklusive
kein
Wie immer stellen wir eine ganzheitliche
Betrachtung an.
In unseren Breitengraden hatten wir uns auf
den Dächern an die bläulich schimmernden
Photovoltaikmodule aus amorphem / mikromorphem Silizium oder CIS/CIGS gewöhnt.
Diese Technologie ist nahezu frei von Giften
und Schwermetallen und hat deswegen kaum
Feinde. Mal abgesehen davon, dass immer
noch z.T. bleihaltiges Lötmaterial in Ermangelung von bleifreiem verwendet wird, sind
diese Module als ökologisch weitgehend unbedenklich anzusehen. Etwas bedenklicher
ist, dass die für die Herstellung einer Solaranlage die Energiemenge benötigt wird, für
die dieselbe Anlage ca. 1,5 bis 3,5 Jahre
wirtschaftlich arbeiten muss. Das steht nicht
in den Hochglanzbroschüren.
die
mit
Cadmiumtellurid
arbeiten.
Diese
als
Module
schweren Nachteil, sie enthalten pro Modul
Cadmiumtellurid, eben in dieser Menge.
Über Cadmiumtellurid gibt es bislang wenige
Erkenntnisse. Die beiden Einzelsubstanzen
Cadmium und Tellur gelten allerdings als giftig, wobei die Gefahrstoffdatenbank der Länder das Schwermetall Cadmium sogar als
"sehr giftig", "wassergefährdend" und "karzinogen", also krebsauslösend einstuft. Zusätzlich könne der Stoff bei Menschen die
Fortpflanzungsfunktionen
beeinträchtigen
und zu Erbgutschäden bereits im Mutterleib
führen.
Cadmium ist ein natürlich vorkommendes
metallisches Element. Es fällt überwiegend
als Nebenprodukt bei der Zinkherstellung ab.
Cadmium wird üblicherweise in Industrieund Konsumprodukten wie Batterien sowie in
elektronischen und medizinischen Geräten
Doch das Saubermann-Image der Sonnen-
verwendet. Für diese sogenannten Wegwerf-
energie hat Kratzer bekommen, weil der
geräte ist in der EU die novellierte
soge-
nannte RoHS-Richtlinie (Restriction of Ha-
etwa bei Bewölkung oder schwachem, diffu-
zardous Substances) erlassen worden. Diese
sen Licht sowie unter hohen Temperaturen –
Richtlinie (2002/95/EG) zur Beschränkung
gut Elektrizität produzieren.
gefährlicher Stoffe soll die Verbreitung von
schädlichen Chemikalien eindämmen, in erster Linie in der Wegwerfelektronik. Insbesondere verbietet sie Blei in Lötverbindungen.
Die Grenzwerte für Quecksilber, Blei, Cadmium sowie weitere Stoffe und Verbindungen
enthalten allerdings Ausnahmen, zum Beispiel für Leuchtstofflampen – und für Solarzellen. Die Hersteller der Siliziumtechnologie
kämpfen dagegen an, da sie auf Grund der
hohen Herstellungskosten der Siliziummodule
den Wettbewerb mit den Herstellern der
Dünnschichtmodule nicht gewinnen werden
können.
Somit stellt sich für die Photovoltaik-Branche
die knifflige Frage, ob die bislang als saubere
Energie eingestufte Photovoltaik auch ein
bisschen Gift verträgt.
Zu den Fakten. Händler geben heute in aller
Regel eine Garantie auf eine bestimmte
Energieausbeute nach einer Laufzeit von 25
Jahren. Wir dürfen also davon ausgehen,
dass die tatsächliche und immer noch rentierliche Laufzeit bei 30 oder mehr Jahren
liegt. Aber irgendwann einmal kommt der
Zeitpunkt, an dem die alte Anlage auf dem
Dach demontiert werden muss. Dazu kommen wir später.
Tellur ist ein in der Natur vorkommendes
Halbmetall. Es wird hauptsächlich bei der
Gemeinsame Schwäche
Kupferraffination extrahiert. Durch die Kom-
Alle Modultypen, besonders die der ersten
bination von Tellur und Cadmium wird die
Generation, haben ab Betriebsbeginn ein
Verbindung Cadmium-Tellurid (CdTe) herge-
Problem, auch wenn es nicht allzu oft vor-
stellt. Diese Verbindung mit Halbleitereigen-
kommt. Im Falle eines Brandes, besonders
schaften ist eine stabile Verbindung der bei-
im Dachgeschoss, kann die Feuerwehr nicht
den Elemente, deren physikalische Eigen-
mit Wasser löschen, was bei den allerersten
schaften
Bränden dazu geführt hat, dass die Feuer-
durch
Dampfdruck,
einen
einen
extrem
hohen
niedrigen
Siede-
und
wehr die Objekte „kontrolliert“ abbrennen
Schmelzpunkt sowie die Unlöslichkeit in Was-
lassen musste. Die Gefahr durch Stromschlä-
ser gekennzeichnet sind.
ge war und ist lebensgefährlich für die Feu-
Aufgrund dieser Eigenschaften von CdTe, die
erwehrmänner. Wie das?
sich wesentlich von denen des elementaren
Sobald Licht in Form von Sonnenstrahlen auf
Cadmiums unterscheidet, ist das Material zur
die Solarzellen trifft, auch bei bedecktem
Umwandlung von Solarenergie in Elektrizität
Himmel oder in der Dämmerung, produzieren
geeignet. Darum ist es auch in seiner physio-
sie Gleichstrom (Direct Current oder kurz
logischen Wirkung auf Organismen in keiner
DC) und die Anlage lässt sich bis zum Wech-
Weise mit elementarem Cadmium vergleich-
selrichter nicht spannungsfrei halten. Bei
bar, wie es etwa in Ni-Cd-Batterien vorliegt.
Gleichstrom wird ein kritischer Wert bei ca.
CdTe kann Sonnenlicht gut absorbieren und
120 Volt erreicht. Eine moderne Photovolta-
auch unter widrigen Wetterbedingungen –
ikanlage erreicht aber Spannungen bis zu
1.000 Volt. Bei einem nächtlichen Brandfall
Photovoltaikanlage, auch in den auf dem
wird das Objekt von der Feuerwehr intensiv
Dach liegenden Strings, spannungsfrei wird.
mit
ausgeleuchtet.
Im Brandfall wird die Gefahr eines Stromflus-
Hierbei wird ebenfalls Strom in der oben ge-
ses durch den Löschwasserstrahl somit deut-
nannte Größenordnung von ca. 120 V er-
lich reduziert.
Hallogenscheinwerfern
zeugt.
Eine ganz andere Gefahr geht von den Un-
Die Feuerwehr leistet Hilfe
Trotz der oben geschilderten Gefahren wird
die Feuerwehr selbstverständlich nach wie
vor ihrer gesetzlichen Aufgabe nachkommen
und Brände löschen – egal ob sich Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach befinden oder
nicht. Allerdings kann das Vorhandensein von
Photovoltaik-Anlagen die Löscharbeiten behindern, da die Feuerwehren wegen der
Hochspannung
besondere
Sicherheitsvor-
schriften beachten müssen, oder weil vorhandene Photovoltaik-Module ein Öffnen der
terkonstruktionen aus, auf denen die Module
befestigt werden. Diese bestehen aus Gewichtsgründen meist aus Aluminium. Bereits
bei
Temperaturen von ca. 600° C beginnt
Aluminium zu schmelzen. Die statische Belastung von Aluminium wird bereits bei ca.
300 °C überschritten, ein Wert, der bei Bränden problemlos überschritten wird. Sobald
die Befestigungen ihre Standfestigkeit verlieren, rutschen die gesamten Module wie ein
Schneebrett vom Dach und gehen als Splitterregen zu Boden.
Dachhaut verhindern. Um die Gefahren für
An dieser Stelle kommen wir wieder auf das
die Einsatzkräfte zu minimieren, ist es sinn-
zuvor behandelte Thema mit dem Cadmium-
voll, dass Hausbesitzer, die eine Photo-
tellurid in den Dünnschichtmodulen. Was
voltaik-Anlage installiert haben, die ört-
passiert mit dem Halbleiter, wenn die Glas-
liche Feuerwehr darüber informieren.
flächen als Splitterregen auf das Gelände fal-
Der Feuerwehr sollte dabei ein Plan zur Ver-
len? Oder fallen sie gar nicht als Splitterre-
fügung gestellt werden, aus dem die Lage
gen vom Dach? Die Hersteller der Dünn-
der DC-Freischaltstelle und der Verlauf der
schichtmodule argumentieren anders, sie sa-
Stromleitungen
Außerdem
gen, dass der Halbleiter Cadmiumtellurid
sollte an einer gut sichtbaren Stelle ein
beim Schmelzen des Glases zwischen den
Schild angebracht werden, das auf das Vor-
Glasschichten eingeschlossen wird uns somit
handensein einer Photovoltaik-Anlage hin-
gar nicht in die Atmosphäre gelangen kann.
weist. Der Markt bietet heute schon Schalt-
Dazu ist es gut zu wissen, dass Glas bei einer
geräte, die die Leitung zwischen Dach und
Temperatur von 600° C beginnt, weich zu
Wechselrichter unterbrechen, was eine rela-
werden, also ein Temperaturbereich, den die
tiv gefahrlose Brandbekämpfung ermöglicht,
Aluminiumunterkonstruktion sicherlich nicht
da die zum Wechselrichter führenden Leitun-
in
gen spannungsfrei gemacht werden können.
wird und somit im Brandfall doch ein Splitter-
ersichtlich
ist.
Eine noch wirkungsvollere Möglichkeit ist, jedes einzelne Photovoltaikmodul kurzschließen. Der Vorteil hierbei ist, dass die gesamte
ordnungsgemäßem
Zustand
überleben
regen vom Dach zu erwarten ist. Abhilfe
könnte hier eine verzinkte Stahlunterkon-
struktion schaffen, die diese Temperaturbe-
mehr Energie im Vergleich zu kristallinen Si-
reiche noch eine Weile überstehen würde.
liziumsolarzellen. Dadurch wird eine höhere
Energieumwandlung pro Watt Leistungsein-
Das Lebensende
heit erzielt. Schon beim Kauf einer Anlage
Wir machen einen großen Schritt und bege-
sollte der Käufer prüfen, ob der Anbieter ein
ben uns aus heutiger Sicht in das Jahr 2040,
Recyclingprogramm anbietet. Hierbei sollte
2050 oder auch danach. Die Photovoltaikan-
klar sein, dass der Anbieter die Kosten für
lage auf dem Dach hat ausgedient, die Erträ-
die Rücknahme von Solarzellen übernimmt
ge erreichen nur noch 50% der ursprüngli-
und die Materialien einer geordneten Wieder-
chen Leistung, außerdem hat die technologi-
verwertung von Glas und Halbleitermaterial
sche Entwicklung dem Markt ganz neue Mo-
zuführt. Dies sollte durch ein externes Treu-
dultypen beschert.
handkonto für den Kunden abgeschlossen
Die Batterietechnologie hat ganz neue und
werden, damit die Finanzierung des Recyc-
leistungsstarke Speicher entwickelt. Für die
lingprogramms
heutigen Besitzer des Objektes ist es also an
Kunde hat lediglich den Abbau der Anlage
der Zeit, in den neuesten Stand der Technik
selbst zu tragen.
zu investieren.
Kritische Würdigung
Der geneigte Leser hat es schon geahnt, es
steht die Demontage und die Entsorgung der
alten
Photovoltaikanlage
an.
Demontage
funktioniert genauso wie Montage, nur andersrum – also ohne Probleme. Wie aber erfolgt die Entsorgung? Sowohl das Silizium als
auch das Cadmiumtellurid sind Stoffe, die
wieder in den Kreislauf rückgeführt werden
können. Ob das eine oder das andere zum
Zeitpunkt der Entsorgung noch für Photovoltaikanlagen gebraucht werden wird, wissen
wir heute noch nicht, es ist aber davon auszugehen, dass derartige Stoffe, die nicht
endlos auf der Erde vorkommen, ggf. auch
einer anderen Nutzung zugeführt werden
können.
Dünnschicht
abgesichert
werden.
Der
Der technische Fortschritt der Dünnschichtmodule in Hinblick auf bessere Energiegewinnung bei diffusem Licht und bei hohen
Temperaturen gegenüber der Siliziumtechnologie ist nicht von der Hand zu weisen. Der
wesentlich günstigere Kostenfaktor bei der
Herstellung der Module dürfte sogar der entscheidende Vorteil sein. Die Verwendung des
Abfallproduktes Cadmium, eingegossen zwischen hochwertigen Glasscheiben, ist eine
sinnvolle Verwertung von Stoffen, die ansonsten als Sondermüll teuer entsorgt werden müssten. Unter Berücksichtigung der
genannten Punkte im Falle eines Brandes
und bei der Entsorgung bestehen keine wirklichen Bedenken gegen die Verwendung von
gegen
kristallines
Silizium (c-Si)
Cadmiumtellurid. Sieben Gramm auf einen ¾
Quadratmeter scheinen unter diesen Umständen hinnehmbar.
Dünnschichtmodule sind preiswerter in der
Herstellung und liefern bei bewölkten Wetterverhältnissen und hohen Temperaturen
Vielleicht ist es ein wenig so wie in der Medizin: Gift ist nur dann gut für den Körper,
wenn es richtig dosiert ist.
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