Öko- und CO2-Bilanz von Photovoltaik und Solarthermie

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Eine saubere Sache? Die Öko- und CO2-Bilanz von Photovoltaik und Solarthermie

Strom und Wärme aus Sonnenkraft, regenerative Energien schlechthin – das klingt nach einer guten Sache, nach grünen Wiesen und ökologischem Mehrwert. Trotzdem hält sich bei manchen Kritikern der hartnäckige Glaube, dass Photovoltaik und Solarthermie nicht umweltfreundlich sind. Weil potenziell gefährliche Materialien verwendet werden. Weil die Produktion viel zu energieintensiv ist. Weil, weil, weil. Argumente, die leicht zu entkräften sind. Machen Sie sich ein eigenes fundiertes Bild von der Sachlage: Wir klären ausführlich über die Öko- und CO2-Bilanz der Technologien auf.

Komplettes Hausdach mit Photovoltaik-Anlage bestückt © manfredxy, stock.adobe.com
Hausdach mit Photovoltaik-Anlage © manfredxy, stock.adobe.com

Positive Energiebilanz nach wenigen Monaten

Dass Solarmodule eine negative Energiebilanz haben oder zumindest einmal hatten, bezeichnet Thomas Seltmann in seinem Buch „Photovoltaik – Solarstrom vom Dach“ als „landläufigen Mythos“. Woher er kommt, weiß man nicht. Dass er nicht stimmt, wurde mittlerweile vielfach nachgewiesen. Die Zeit läuft zudem für die Anlagen: Durch effizientere Produktion und verbesserte Wirkungsgrade sinkt die Dauer, bis eine Anlage den zur Herstellung nötigen Energieaufwand zurückgeliefert hat, weiter. Diese sogenannte Energierücklaufzeit lässt sich in konkreten Zahlen ausdrücken. Das Umweltbundesamt kam 2021 beispielsweise in einer Studie zu dem Schluss, dass die Rücklaufzeit bei den von ihr untersuchten Photovoltaik-Anlagen an einem deutschen Standort zwischen 0,9 und 2,1 Jahren liegt.

Erklärt: Energierücklaufzeit und Erntefaktor
Erklärt: Energierücklaufzeit und Erntefaktor

Weiter heißt es: „Der investierte Primärenergieaufwand für die Herstellung, die Nutzung und das Lebensende der PV-Anlagen amortisiert sich somit nach einer sehr kurzen Anlagenlaufzeit.“ Bei einer angenommenen Lebensdauer solcher Anlagen von 20 bis 30 Jahren wird deutlich, wie positiv die Bilanz ausfällt. Wer es noch genauer wissen will, kann den Ökobilanzrechner für Photovoltaikanlagen des Umweltbundesamtes mit seinen individuellen Daten füttern – und erhält umgehend ein Ergebnis.

Eindeutig im Plus: Die Energiebilanz der Photovoltaikanlage
Eindeutig im Plus: Die Energiebilanz der Photovoltaikanlage

Auch gesellschaftliche Kosten beachten

Es gibt noch mehr Pluspunkte: Oftmals werden die einzelnen Technologien in Vergleichsberechnungen separat betrachtet. Das ist legitim, doch in der Ökobilanz sollte noch ein weiterer Faktor eine Rolle spielen: die gesellschaftlichen Kosten von Umweltbelastungen durch fossile Energien.

Photovoltaik- und Solaranlagen erzeugen nicht nur Strom und Wärme aus Sonnenenergie. Sie ersetzen auch andere, weniger umweltfreundliche Verfahren. Peanuts? Keineswegs: Einer Studie des Forums Ökologisch-Soziale Marktwirtschaft zufolge summieren sich beispielsweise die Folgen für den Braunkohlebergbau auf 27,9 Milliarden Euro. Pro Jahr, wohlgemerkt. Die Summe setzt sich unter anderem aus staatlichen Förderungen und entstehenden Klimakosten durch Treibhausgase und Luftschadstoffe zusammen. Für die Zwischen- und Endlagerung von Atommüll geht die Bundesregierung von 169 Milliarden Euro aus. Geld, das letztlich jeder einzelne Bürger zahlt.

Fossile Energien verursachen weitere gesellschaftliche Kosten
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Problematische Komponenten

Natürlich sind auch Solarmodule und -kollektoren nicht aus Blumenblüten und Einhornstaub gemacht. Die Gewinnung von Strom und Wärme beruht auf chemischen und physikalischen Prozessen. Dafür werden bestimmte Materialien benötigt, die teilweise nicht umweltfreundlich, mitunter sogar umweltschädlich sind. Beim Smartphone oder dem Laptop-Akku ist das Bewusstsein für problematische Komponenten bei den meisten Menschen kaum ausgeprägt, der Solarindustrie wird es dagegen immer wieder vorgeworfen.

Auch hier hilft ein Faktencheck. Solarmodule sind keine Dreckschleudern: Sie sind robust, widerstandsfähig, langlebig und es treten keine Schadstoffe aus. Hauptbestandteile sind Glas, Aluminium und Kunststoff. Die Solarzellen sind oft nur einen Bruchteil von einem Millimeter dick. Manche Hersteller verwenden allerdings die schädlichen Materialien Blei und Cadmium, und und auch Aluminium ist ökologisch gesehen bedenklich. Letzterer kann aber zumindest leicht und ohne Qualitätsverlust recycelt werden.

Apropos Recycling: Schon seit 2007 gibt es ein herstellerübergreifendes Recyclingsystem für Photovoltaik-Module namens PV Cycle. Der Gesetzgeber wurde in der Folge ebenfalls tätig und schreibt seit einigen Jahren die fachgerechte Entsorgung ausgemusterter Module vor. Hersteller und Installationsbetriebe sind verpflichtet, Komponenten einer Photovoltaik-Anlage zurückzunehmen. Solarkollektoren von Solarthermieanlagen sind im Aufbau einfacher und mit weniger schädlichen Materialien bestückt. Für sie besteht keine gesetzliche Pflicht zur Rücknahme. Eine Nachfrage beim örtlichen Betriebshof lohnt sich aber, denn vielerorts werden wiederverwertbare Komponenten dort recycelt. Um mit einem weiteren Mythos aufzuräumen: Defekte Solarmodule sind kein Sondermüll, sondern eine Fundgrube wertvoller wiederverwertbarer Materialien.

Recycling von Solaranlagen ist sinnvoll
Recycling von Solaranlagen ist sinnvoll

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Noch vor wenigen Jahren lag die deutsche Photovoltaik-Industrie brach, mittlerweile erlebt sie ihren zweiten Frühling. Es ist daher empfehlenswert, sie zu unterstützen – nicht nur, um beispielsweise lange Transportwege zu sparen. Sondern auch, weil in anderen Teilen der Welt weniger Wert auf Umweltschutz gelegt wird. Das gilt bereits für die Produktion der Module, die nach wie vor energieintensiv ist. In Deutschland besteht der Strommix zwar noch überwiegend aus fossilen Energieträgern, doch holen die Erneuerbaren immer weiter auf. Kohle macht in Deutschland grob 30 Prozent des Strommixes aus, der Anteil schwankt. Erneuerbare Energien liegen bei etwa 40 Prozent. In China, dem weltweit größten Produzenten von Solarmodulen, wächst der Anteil zwar ebenfalls. Dennoch kommen dort immer noch rund 60 Prozent des Stroms aus Kohlekraftwerken.

Womit man unweigerlich auch bei der CO2-Belastung ist. Hier muss zwischen der Produktion von Solarmodulen und ihrer Nutzung unterschieden werden. Einmal am Laufen, setzen die Anlagen kein klimaschädliches Kohlendioxid frei. Im Gegenteil, sie sparen es im Vergleich zu anderen Arten der Strom- und Wärmeerzeugung ein. Das gilt jedoch nicht für Prozessschritte wie die Herstellung, Wartung und Entsorgung. Berechnungen zeigen, dass die CO2-Belastung einer Photovoltaik-Anlage bei insgesamt etwa 50 Gramm pro Kilowattstunde liegt. Zum Vergleich: Kohle liegt bei 800 bis 1.200 Gramm pro Kilowattstunde. Hier kommt zudem hinzu, dass CO2 freigesetzt wird, das viele Millionen Jahre in der Erde gebunden war. Bei der Ressource Holz beispielsweise ist das anders: Zwar setzt auch seine Verbrennung CO2 frei, doch haben die Bäume dieses zuvor in ihrer Wachstumsphase der Umwelt entzogen. Unter dem Strich bleibt die Bilanz also neutral.

Die CO2-Belastung von Solarmodulen ist vergleichsweise gering
Die CO2-Belastung von Solarmodulen ist vergleichsweise gering

Fazit

Die beste, umweltfreundlichste und sparsamste Energie ist die, die nicht gebraucht wird. Insofern sollte es heutzutage zum Selbstverständnis jedes Menschen zählen, achtsam mit seiner Umwelt und den natürlichen Ressourcen umzugehen. Ganz ohne geht es allerdings nicht. Photovoltaik und Solarthermie sind aus ökologischen Gesichtspunkten zwar nicht perfekt, aber im Vergleich zu anderen, insbesondere fossilen Energiequellen doch sehr weit vorne. Wer schon beim Kauf auf die Qualität und die Materialien der verbauten Komponenten schaut, nach Möglichkeit heimische Produzenten bevorzugt und defekte Komponenten fachgerecht dem Recycling zuführt, kann zurecht ein gutes Umweltgewissen haben.

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