Abschied von den Schwermetallen

Solarmodule produzieren „grünen“ erneuerbaren Solarstrom, setzen dabei aber gefährliche und umweltschädliche Stoffe ein. Wie „chemisch grün“ muss die Photovoltaikbranche sein? Und was geschieht mit Altgeräten nach ihrem Gebrauch?

Die Diskussion über beide Fragen spitzt sich gerade zu, da in Brüssel zwei Umweltrichtlinien aus dem Jahr 2003 überarbeitet werden: Erstens: die Elektroschrottrichtlinie, die im Jargon der Europäischen Union (EU) als WEEE-Richtlinie bezeichnet wird. WEEE, das steht für: Waste Electrical and Electronic Equipment. Zweitens die „Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Substanzen in Elektro- und Elektronikgeräten“ – kurz RoHS-Richtlinie genannt. RoHS ist die Abkürzung für: Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment. Mit diesen Gesetzen will die EU zweierlei erreichen: Einerseits will sie, dass elektrische und elektronische Geräte wie Rasierer, Waschmaschinen, Fernseher und Mobiltelefone gesammelt werden, um die Rohstoffe wieder nutzen zu können, andererseits will sie Mensch und Umwelt vor gefährlichen Substanzen in solchen elektrischen und elektronischen Geräten schützen.

Die Photovoltaikbranche ist sich uneins, ob ihre Produkte unter diese Richtlinien fallen sollen. „Es wäre absurd, Solaranlagen auszuklammern“, sagt Milan Nitzschke, Pressesprecher von Solarworld in Bonn.

Jan Kallmorgen, Geschäftsführer des Beratungsbüros Bohnen, Kallmorgen & Partner, ist der gleichen Auffassung: Für ihr grünes Image sollte die Solarindustrie mit gutem Beispiel vorangehen und auf giftige Substanzen verzichten. Kallmorgen ist Mitglied der Initiative Non Toxic Solar Alliance (NTSA), die sich für eine giftfreie solare Zukunft ausspricht.

Solaranlagen keine Konsumgüter

Brandon Mitchener, Pressesprecher der US-amerikanischen Firma First Solar, fragt hingegen, warum Solaranlagen unter die Vorgaben von zwei Konsumgüter-Richtlinien fallen sollen. „Module werden von Fachleuten installiert, gewartet und eventuell auch von Fachleuten wieder eingesammelt und recycelt.“ Es sei ein geschlossener Kreislauf. Die Module landen nicht in Abfallhaufen. Er fürchtet, dass die Ziele der Solarbranche, den Kampf gegen den Klimawandel und den Aufbau eines sicheren, nachhaltigen Energiemarktes, leiden werden.

Zum Hintergrund: Hauptziel der WEEE-Richtlinie ist, dass jeder EU-Staat vom Ende des Jahres 2006 an pro Kopf mindestens vier Kilogramm an elektrischen und elektronischen Altgeräten sammelt und recycelt. Welche Geräte gesammelt werden sollen, ist in zehn Produktkategorien aufgeführt: Das können Haushaltsgroß- beziehungsweise -kleingeräte sein, IT- und Telekommunikati onsgeräte oder Beleuchtungskörper. Mit der RoHS-Richtlinie begrenzt die Europäische Union hingegen den Einsatz gefährlicher Substanzen in den zehn Produktkategorien der WEEE-Richtlinie. Kein Toaster, keine Stereoanlage darf mehr als 0,1 Gewichtsprozent an Blei, Quecksilber und sechswertigem Chrom enthalten. Dasselbe Limit gilt auch für polybromierte Biphenyle (PBB) und polybromierte Diphenylether (PBDE), die als Brandverzögerer eingesetzt werden. Für das Schwermetall Cadmium hat die EU sogar ein noch schärferes Limit vorgesehen: maximal 0,01 Gewichtsprozent pro Artikel.

Beide Richtlinien werden jetzt überarbeitet. Die EU-Kommission hatte 2008 zwei Entwürfe mit dem Ziel vorgelegt, die Umsetzung der Ziele EU-weit zu vereinfachen und zu vereinheitlichen. Zurzeit berät der Umweltausschuss des EU-Parlaments über die Entwürfe und diskutiert für beide Gesetze eine grundlegende Änderung.

Erweiterte Regelungen

Die Gesetze sollen für alle elektrischen und elektronischen Geräte gelten – und nicht nur, wie bisher, für die in den zehn Kategorien genannten Produkte. Dieser so genannte offene Geltungsbereich werde für Rechtsklarheit sorgen, sagt Karl-Heinz Florenz, CDU-Abgeordneter im EU-Parlament und Berichterstatter für die WEEE-Richtlinie. In den letzten Jahren haben oft Gerichte darüber entscheiden müssen, welche Artikel unter die Richtlinie fallen und welche nicht. Mit dem offenen Geltungsbereich würden auch Solaranlagen erfasst werden. Mit Blick auf die RoHS-Richtlinie fürchtet der Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar), dass die Hersteller von Solaranlagen und den notwendigen Komponenten vom europäischen Markt verbannt werden könnten. Für den BSW-Solar stünde das im Widerspruch zu den Zielen, die sich die EU in puncto Klimaschutz und Energieversorgungssicherheit selbst gesetzt hat.

Umstritten ist vor allem das mögliche Einsatzverbot von Cadmium. Es würde vor allem jene Hersteller treffen, die die chemisch stabile Verbindung Cadmiumtellurid (CdTe) als Halbleiter einsetzen. Diese Halbleiter werden am Markt stark nachgefragt. Jedes zehnte Modul, das weltweit hergestellt wird, besteht aus cadmiumtelluridhaltigen Dünnschichtzellen. Marktführer ist die US-amerikanische Firma First Solar aus Arizona. Doch auch Calyxo aus Bitterfeld-Wolfen und zwei weitere US-Firmen aus Colorado – Abound Solar (ehemals AVA-Solar) und Primostar Solar setzen auf die starke Nachfrage und verwenden den cadmiumhaltigen Halbleiter. Ein typisches Paneel von First Solar, 60 Zentimeter breit und 120 Zentimeter lang, enthält 14 Gramm Cadmiumtellurid. Das entspricht 19 Gramm Cadmiumtellurid pro Quadratmeter und damit etwa sieben Gramm Cadmium in Reinform.

Problemkind Cadmium

Cadmium hat aber einen schlechten Ruf: Wird es freigesetzt, verursacht es bei Mensch und Tier Krebs. Brandon Mitchener von First Solar sieht allerdings keine Risiken für Mensch und Umwelt. Die Verbindung Cadmiumtellurid sei zwar giftig, aber nicht krebserregend. „Cadmiumtellurid wird unter Normalbedingungen aus Solaranlagen nicht freigesetzt.“ Selbst unter Extremsituationen wie Feuer sei alles unter Kontrolle. Der Halbleiter sei zwischen Glasplatten gepresst und würde im Brandfall in schmelzendes Glas eingekapselt. Mitchener hält es zudem für diskriminierend, Solarmodule im Namen der Gefahrstoffbeseitigung über die gleichen Auflagen wie Toaster oder Handys zu regulieren, während die Kohlekraftwerke ihre schädlichen Emissionen ungehindert ausstoßen dürfen. Immerhin emittierten deutsche Kohlekraftwerke nach Angaben des Umweltbundesamtes jährlich bis zu 1,6 Tonnen Cadmium. Zudem verweisen Mitchener und der Bundesverband Solarwirtschaft auf wissenschaftliche Studien, nach denen weder von der Herstellung der Module noch von ihrem Einsatz ein unvertretbares Risiko für Mensch oder Umwelt ausgehe.

Unnötiges Risiko

Jan Kallmorgen von der Initiative Non Toxic Solar Alliance ist hingegen skeptisch. Er hält das Schwermetall auf Dächern und Äckern für eine unnötige Gefahr für Mensch und Umwelt. „Bei Brand, Bruch und unsachgemäßem Recycling können Cadmiumkomponenten in die Umwelt gelangen.“ Wissenschaftliche Studien geben nicht unbedingt die Realität eines Schadensfalles wieder. Er kenne beispielsweise nur Tests, bei denen die Solarmodule in horizontaler Lage Feuertemperaturen ausgesetzt worden seien. In der Praxis werden sie aber schräg montiert, „so dass Glasplatten durch Bruch oder Schmelzen des Klebers verrutschen und giftige Substanzen entweichen können“.

Sicherlich, eine 100-prozentige Sicherheit gibt es nirgendwo. Es stellt sich daher die Frage, ob das Risiko durch cadmiumtelluridhaltige Module so groß ist, dass sie verboten werden müssen. Darüber streitet inzwischen auch das Parlament der Europäischen Union. Jill Evans leitet die Debatte als Berichterstatterin. Die walisische Nationalistin, die sich der grünen Fraktion im EU-Parlament angeschlossen hat, hat die Argumente gegeneinander abgewogen und ist zu dem Schluss gekommen, dass sie cadmiumtelluridhaltige Halbleiter jetzt noch nicht verbieten will. Sie ist der Ansicht, dass keine andere am Markt etablierte Technik heute während Herstellung, Gebrauch und Recycling so wenig Kohlendioxid verbraucht wie Dünnschichtzellen aus Cadmiumtellurid.

Solche Zellen sind relativ preiswert in der Herstellung und haben eine günstige energetische Amortisationzeit: In Deutschland installierte Cadmiumtellurid-Module erzeugen nach etwa 15 bis 18 Monaten so viel Strom, wie für ihre Herstellung eingesetzt worden ist. Kristalline Wafer brauchen dafür zwei bis drei Jahre. Das ist ein Argument, das für die Module von First Solar spricht. Die Firma erwartet für die Zukunft weltweit steigende Absatzzahlen.

Zeitlich befristete Ausnahme

Für Evans ist das nur eine Momentaufnahme. Sie schlägt für Cadmiumtellurid eine zeitlich befristete Ausnahme vor, die bei Bedarf erneuert werden kann.

Diese Ausnahme hätte für Firmen wie First Solar einen Haken: Sie soll in einigen Jahren – etwa 2018 – erstmals überprüft werden. Wenn bis dahin eine Firma eine cadmiumfreie Alternative auf dem Markt etabliert hat, die keine gefährlichen Substanzen enthält und bei gleicher Stromproduktion weniger Energie bei der Herstellung benötigt, könnten Cadmiumtellurid-Halbleiter verboten werden. „Das ist die Logik der Richtlinie“, so Evans.

Jan Kallmorgen hält diesen Übergangszeitraum für zu lang. Weil sich Cadmiumtellurid-Module recht günstig herstellen lassen, befürchtet er dreierlei: dass sie weltweit millionenfach auf Dächern und Äckern installiert werden, dass cadmiumarme Halbleiter wie CIGS-Halbleiter aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen keine Chance auf dem Markt erhalten und dass weltweit weitere Hersteller auf diese Technik einsteigen. Der letzte Punkt ist Kallmorgen besonders wichtig: „Denn keiner weiß, ob sich alle Firmen an dieselben Standards halten wie augenblicklich die Marktteilnehmer in Europa.“ Er fordert daher vorsorglich ein Verbot aller Cadmiumverbindungen. Das wäre eine konsequente Politik zum Schutz von Umwelt und Verbrauchern.

Bei der Diskussion um die RoHS-Richtlinie geht es um mehr als um Cadmium: Würde die Richtlinie sofort in Kraft treten, dürften gar keine neuen Module mehr produziert werden. Denn jeder Hersteller setzt auch das höchstgiftige Blei ein. Es findet sich etwa in Lötbändchen, um Solarzellen untereinander zu verschalten, und in Silberpasten, um Zellen zu bedrucken. Dass solche Stoffe problematisch sind, ist in der Branche bekannt. Einige Hersteller bereiten sich daher bereits auf die RoHS-Richtlinie vor. Die Bonner Firma Solarworld beispielsweise hat begonnen, auf Blei zu verzichten. Dabei nimmt sie Nachteile billi gend in Kauf: Bleifreie Lösungen sind zurzeit teurer und erfordern höhere Temperaturen in der Herstellung der Module. Dass die Solarbranche Altgeräte tatsächlich zurücknehmen und verwerten kann, zeigen Solarworld und First Solar gleichermaßen. Solarworld hat im Jahr 2003 im sächsischen Freiberg die erste und immer noch weltweit einzige Recyclinganlage für kristalline Wafer mit Silizium eingeweiht. Fünf Jahre später startete First Solar eine Recyclinganlage für Dünnschichtzellen aus Cadmiumtellurid in Frankfurt an der Oder. 95 Prozent des Halbleiters können auf diese Weise zurückgewonnen werden.

Alle sollen sich beteiligen

Doch es gibt noch viel mehr Hersteller. „Alle sollen sich um Rücknahme und Verwertung gebrauchter Anlagen kümmern“, fordert Karl-Heinz Florenz, der EU-Parlamentarier und Berichterstatter für die WEEE-Richtlinie. Er will der Photovoltaikbranche eine Chance geben. Sie soll Rücknahme und Recycling von Altgeräten selbst in die Hand nehmen, aber auch belegen, dass sie dazu in der Lage ist. „Bekommen sie das bis Ende 2014 nicht überzeugend hin, sollen Solaranlagen automatisch unter die WEEE-Richtlinie fallen.“ Es ist ein Ausschluss aus der WEEE-Richtlinie auf Bewährung.

Die Photovoltaikbranche ist vorbereitet. Bereits 2007 wurde der europäische Verband PV Cycle genau mit dem Ziel gegründet, ein Rücknahme- und Recyclingprogramm für Altgeräte vorzubereiten. Der Verband feilt mit seinen 65 Mitgliedsfirmen, die 85 Prozent des EU-Marktes abdecken, zurzeit an einer Umwelterklärung. Alle Mitgliedsunternehmen sollen in diesem freiwilligen „Environment Agreement“ zusagen, Altgeräte zurücknehmen und zu verwerten. „Wir sind in der letzten Abstimmungsrunde“, erklärt Jan Clyncke, Direktor von PV Cycle. Im Juni soll die Umwelterklärung veröffentlicht werden. Die Unterschrift unter diese Absichtserklärung ist für jede Firma freiwillig. Karl-Heinz Florenz wird sich die Umwelterklärung genau anschauen. Es müsse sichergestellt sein, dass auch Altgeräte von Firmen, die keine PV-Cycle-Mitglieder sind, erfasst werden, so der CDU-Abgeordnete. Denn eine Richtlinie gelte für alle Marktteilnehmer, während eine Umwelterklärung freiwillig sei.

Mehr Zeit für ein funktionierendes System

Jan Clyncke hält mehr Zeit für angemessen. Es erscheint ihm wenig sinnvoll, bereits bis 2014 ein funktionierendes Sammel- und Recyclingsystem für die gesamte Branche aufzubauen. Er begründet das mit der langen Lebensdauer der Module: Solarmodule würden so gebaut, dass sie über 25 Jahre und mehr Strom liefern können. Die Branche sei noch recht jung. Die ersten größeren Anlagen wurden in den frühen 90er Jahren gebaut. „Bevor wirklich große Mengen an Altgeräten am Ende ihres Lebenszyklus eingesammelt werden müssen, werden wohl noch 10 bis 15 Jahren vergehen“, so Jan Clyncke.

Noch ist unklar, ob das EU-Parlament verlangen wird, dass Solaranlagen unter die WEEE- und die RoHS-Richtlinien fallen sollen. Nicht alle Abgeordneten wollen den Vorschlägen von Jill Evans beziehungsweise von Karl-Heinz Florenz folgen. Anfang Juni kann eine Vorentscheidung fallen. Dann werden die Abgeordneten im Umweltausschuss über die Änderungsanträge abstimmen. Die erste Lesung im Plenum ist für Juli vorgesehen.