Steckersolaranlagen – sogenannte Balkonkraftwerke – boomen auch weiterhin. Sie sind preiswert und sind auch von Laien ohne Kenntnisse der Elektrotechnik schnell montiert. Laut Bundesnetzagentur sind in Deutschland inzwischen über eine Million dieser Mini-PV-Anlagen am Netz. Inoffiziell dürfte die Zahl noch viel höher sein. Der drängende Wunsch, eigenen Strom zu produzieren und die Abhängigkeit von den großen Energiekonzernen zu verringern, treibt Mieter wie Hauseigentümer gleichermaßen an. Oft schwingt bei der Anschaffung ein schlechtes Gewissen mit, weil der Erwerb einer solchen 800-Watt-Anlage als aktiver Beitrag zum Schutz des Klimas gilt. Der Strom kommt leise, ohne Emissionen und scheinbar ohne Nebenwirkungen direkt ins Hausnetz, um dort elektrische Geräte zu betreiben.
Doch dieser grüne Schein trügt teilweise. Wer die wahre Bilanz für die Umwelt bei diesen kleinen Kraftwerken verstehen will, muss unweigerlich die gesamte Dauer der Nutzung betrachten. Das reicht von der Gewinnung der Rohstoffe in weit entfernten Minen über die intensive Fertigung in Asien bis zum Tag, an dem die Technik endgültig vom Netz geht. Der neutrale Strom für das Klima beginnt keineswegs erst mit dem allerersten Sonnenstrahl, der auf die Zellen trifft. Die Anlagen tragen einen unsichtbaren Rucksack an grauer Energie mit sich, der mühsam abgearbeitet werden muss.
Gewinnung der Rohstoffe und die harte Realität der Fertigung
Die Herstellung eines modernen Moduls für Energie aus der Sonne verschlingt eine Menge Energie. Sand aus Quarz muss bei Temperaturen von weit über tausend Grad Celsius geschmolzen werden, um reines Silizium zu gewinnen. Dieser aufwändige Prozess findet heute fast ausschließlich in Asien statt, wo der allgemeine Mix an Strom oftmals noch stark von der Verbrennung von Kohle geprägt ist. Der ökologische Rucksack, den jedes einzelne Panel nach Europa mitbringt, fällt dementsprechend schwer ins Gewicht. Zu dem Silizium gesellen sich große Mengen an Aluminium für die stabilen Rahmen, teures Silber für die feinen Bahnen der Leitung, Kupfer für die Stränge der Kabel sowie spezielle Kunststoffe und dicke Scheiben aus Glas für die Seite an der Front.
Wer heute das Netz durchsucht und unterschiedliche Balkonkraftwerke miteinander vergleicht, findet eine breite Spanne an Modellen, die ganz verschiedene Profile beim Material aufweisen. Manche Hersteller setzen neuerdings auf ultraleichte Paneele aus Kunststoff ohne Rahmen aus Metall, andere schwören auf robuste Konstruktionen aus doppeltem Glas, die besonders unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit und mechanischer Belastung sind.
Besonders massives Aluminium in der Halterung treibt den Bedarf an Energie bei der Produktion rasant in die Höhe. Verzichtet man auf wuchtige Aufständerungen aus Metall und nutzt stattdessen clevere Befestigungen, die Material sparen, verbessert sich die Bilanz für die Umwelt direkt spürbar. Der anschließende Transport auf riesigen Schiffen über die Meere der Welt belastet das Konto der grauen Energie erstaunlicherweise weniger als die reine Schmelze der Rohstoffe, hinterlässt jedoch trotzdem Spuren in der Atmosphäre.
Wann die energetische Schuld der Technik beglichen ist
Ein neu installiertes Modul produziert logischerweise vom ersten Tag der Nutzung an saubere Energie. Bis die bei der Herstellung verbrauchte Energie wieder vollständig in Form von grünem Strom eingespielt ist, vergeht allerdings eine gewisse Zeit. Fachleute sprechen hierbei von der energetischen Amortisation. Bei modernen Modulen in Mitteleuropa liegt dieser berechnete Wert im Durchschnitt zwischen einem und knapp zwei Jahren. Da die Zeiten der Garantie bei großen Herstellern oft bei fünfzehn bis über fünfundzwanzig Jahren liegen, produzieren die Zellen aus Silizium nach Abzug der Zeit der Amortisation mehr als zwei Jahrzehnte lang unterm Strich echten, positiven Strom für das Klima.
Hängt das Panel stark verschattet an einer Fassade im Nordosten oder wird regelmäßig von Bäumen verdeckt, verschiebt sich der Moment der Amortisation jedoch weit nach hinten. Man muss den Standort daher stets klug und realistisch wählen, weil die tatsächliche Ausbeute stark vom Winkel des Einfalls der Sonnenstrahlen abhängt. Eine Anlage, die wegen schlechter Platzierung kaum Leistung bringt, belastet die Umwelt im Zweifel mehr, als sie am Ende nützt. Die schiere Langlebigkeit der Bauteile spricht jedoch stark für die Technologie. Einmal stabil installiert, trotzen sie Wind, Schnee und praller Sonne meist ohne drastischen Verlust an Leistung.
Schwachstelle Wechselrichter und das Problem der fest verbauten Elektronik
Während die harten Panels stoisch ihren Dienst verrichten, zeigt sich bei einem anderen wichtigen Bauteil der Anlage meist viel früher der gefürchtete Verschleiß. Der kleine Wechselrichter, der den gewonnenen Strom in ein taugliches Format für das Netz im Haus umwandelt, streikt in der Regel deutlich vor den großen Platten aus Silizium. Ständige Hitze im Hochsommer, eindringende Feuchtigkeit bei starkem Regen und ununterbrochene Wechsel der Last bei bewölktem Himmel setzen der empfindlichen Elektronik im Inneren massiv zu. Fällt das kleine Gerät nach vielleicht acht oder zehn Jahren aus, trübt das die Bilanz der Nachhaltigkeit sofort.
Die Produktion von elektronischen Teilen benötigt seltene Erden, viel Kupfer und führt an den Standorten der Produktion oft zu problematischen Abwässern. Geht ein Wechselrichter kaputt, wandert er meist umgehend auf den Abfall für Elektronik. Eine Reparatur wird von vielen Herstellern überhaupt nicht vorgesehen oder angeboten, weil die Gehäuse oft komplett mit Harz vergossen sind, um die innere Platine vor Wasser durch Regen zu schützen. Hier liegt ein riesiges Potenzial der Industrie brach. Wenn die Branche dazu übergeht, die kleinen Einheiten modular aufzubauen und typische Teile für den Verschleiß wie Kondensatoren leicht austauschbar zu machen, sinkt der ökologische Fußabdruck der gesamten Anlage drastisch. Bislang herrscht jedoch eher die Mentalität des Wegwerfens vor.
Trennung der Rohstoffe beim Recycling bleibt ein komplexer Prozess
Irgendwann ist jedes noch so gut gepflegte Paneel am Ende seiner langen Dauer der Nutzung angekommen. Entweder sinkt der Ertrag durch Alterung zu stark ab, oder ein schwerer Hagel zerstört das Deckglas unwiderruflich. Dann stellt sich unweigerlich die drängende Frage der fachgerechten Entsorgung. Lange Zeit galt das echte Recycling von defekten Anlagen als weitgehend ungelöstes Problem bei den Firmen für Entsorgung. Die verschiedenen Schichten aus Glas, hauchdünnem Silizium, Kontakten aus Silber und witterungsbeständigen Kunststoffen sind extrem fest miteinander verbacken. Eine simple Trennung funktioniert hier nicht.
Mittlerweile bauen Entsorger erste spezialisierte Anlagen auf. Dort werden die Rahmen aus Aluminium maschinell abgetrennt, das Glas brutal zerschreddert und anschließend sortenrein getrennt. Glas und Aluminium lassen sich heutzutage problemlos wiederverwerten und fließen in neue Produkte ein. Viel schwieriger wird es beim begehrten Silizium und bei den wertvollen Kontakten aus Silber. Neue chemische und thermische Verfahren schaffen es mittlerweile glücklicherweise, auch diese feinen Rohstoffe zurückzugewinnen. Man zerkleinert die Reste extrem fein und trennt sie dann aufwändig mithilfe von starken Impulsen aus Licht oder speziellen Bädern aus Säure. Je mehr ausgediente Paneele in den kommenden Jahren vom Netz gehen, desto lohnender wird dieses komplizierte Geschäft für die spezialisierten Firmen zur Verwertung. Der Kreislauf der Materialien scheitert also nicht an der technischen Machbarkeit, sondern hing bislang schlichtweg an den zu geringen Mengen beim Rücklauf.
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