Das zentrale Problem beim Photovoltaik-Recycling: Die Kostenlücke zwischen Wiederverwertung und Entsorgung

Das Recycling eines modernen, großformatigen Solarmoduls kostet in den USA zwischen 15 und 45 Dollar. Die Deponierung kostet hingegen zwischen 1 und 5 Dollar. Diese Lücke – die in anderen Märkten vergleichbar groß sein dürfte – ist das zentrale Problem der Photovoltaik-Recyclingbranche. Nach Einschätzung von Philip Kwong, einem auf die Wirtschaftlichkeit des Photovoltaik-Recyclings spezialisierten Forscher der australischen Universität Adelaide, lässt sie sich ohne politische Maßnahmen nicht schließen.

„Für den Großteil des heutigen Mainstream-Recyclings von kristallinen Silizium-Modulen bleibt die Rentabilität ohne Vorschriften zur erweiterten Herstellerverantwortung, Deponiebeschränkungen oder öffentliche Subventionen schwierig“, sagt Kwong. „Die Wirtschaftlichkeit wird von einem einfachen Problem bestimmt: Die zurückgewonnenen Materialien sind in der Regel weniger wert als die Kosten für die Sammlung, den Transport, die Demontage und die Aufbereitung der Module.“

In einer im Fachmagazin Waste Management veröffentlichten Studie (Recycling of photovoltaic modules: Technologies, comparative insights, challenges, and future outlooks) identifizieren Kwong und seine Kollegen Silber und Silizium als die wichtigsten Werttreiber in ausgedienten Modulen mit kristallinen Silizium-Solarzellen. Diese machen etwa 95 Prozent der weltweit installierten Photovoltaik-Leistung aus. Den derzeit kommerziell aktiven Unternehmen, so Kwong, gelingt es jedoch kaum, diese Materialien in ausreichender Reinheit zurückzugewinnen, um die Kosten zu rechtfertigen. Dies sei nur realistisch durch Rückgewinnung von Silber mit hoher Effizienz und in großen Mengen bei gleichzeitig niedrigen Arbeits-, Prozess- und Energiekosten – eine Kombination, die nur in bestimmten Nischen und unter günstigen Annahmen erreichbar sei.

Der Zeitrahmen, in dem eine bessere Übereinstimmung zwischen Aufwand und Nutzen erreicht werden könnte, sei größer als die kurzfristigen Planungshorizonte der Branche. „Wahrscheinlich irgendwann in den frühen bis mittleren 2030er-Jahren für Silber und Mitte der 2030er-Jahre für hochreines Silizium, vorausgesetzt, die derzeitige politische Unterstützung und das Mengenwachstum der Photovoltaik-Abfälle halten an“, sagt Kwong. „Die Herausforderung besteht nicht bei Chemie und Technik. Sie liegt darin, dass heutige Solarmodule zu wenig Wert pro Masseneinheit enthalten und die Materialien zu eng miteinander verbunden sind, als dass Verwertungsprozesse die Entsorgung oder das geringwertige Recycling durchweg lohnen könnten.“

Europa ist die Ausnahme

Die Dringlichkeit des Problems steht außer Frage. Das Photovoltaic Power Systems Programme (IEA PVPS) der Internationalen Energieagentur schätzt, dass das weltweite Volumen an ausgedienten Modulen bis 2030 unter normalen Verlustszenarien 1,7 Millionen Tonnen erreichen wird, wobei diese Zahl unter Annahmen eines vorzeitigen Verlusts – also dem Ausfall oder Austausch von Modulen vor Ablauf ihrer nominalen Lebensdauer – auf bis zu acht Millionen Tonnen ansteigen könnte. Bis 2050 könnte das weltweite Abfallvolumen bei normalen Verlustprognosen 60 Millionen Tonnen erreichen.

Zwar nehmen die Recycling-Aktivitäten zu, dies aber ungleichmäßig. First Solar betreibt ein Programm für einen geschlossenen Recycling-Kreislauf seiner Cadmiumtellurid-Dünnschichtmodule und gewinnt dabei mehr als 90 Prozent an Halbleitermaterial und Glas zurück. Doch dieser Modultyp hat eine grundlegend andere chemische Zusammensetzung und einen vollkommen anderen Aufbau als kristalline Module.

Das Unternehmen Veolia betreibt spezielle Photovoltaik-Recyclinganlagen in Frankreich und den USA. Redwood Materials, besser bekannt für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien, entwickelt Verfahren zur Rückgewinnung von Silizium und Silber aus kristallinen Modulen. Doch keines dieser Unternehmen hat bisher das Recycling von kristallinem Silizium im industriellen Maßstab so umgesetzt, dass sich die Kostendifferenz ohne regulatorische Unterstützung schließen ließe. So bleibt die WEEE-Richtlinie der EU (Waste of Electrical and Electronic Equipment, auch bekannt als Elektroschrott-Verordnung) der einzige Rahmen, der durch Vorschriften zur Herstellerverantwortung und die Schaffung einer Sammelinfrastruktur das kommerzielle Recycling weitgehend rentabel gemacht hat.

Eine Modulabfall-Schwemme droht

In den USA hingegen hat der Bundesstaat Washington 2017 das landesweit einzige Gesetz mit einer EPR (Extended Producer Responsibility, also die erweiterte Herstellerverantwortung) für Solarmodule verabschiedet. Die entsprechenden Verordnungen wurden 2025 aktualisiert. Allerdings stieß das System auf Widerstand seitens der Hersteller, und die Umsetzung ist noch im Gange. New Jersey hat im Januar 2026 ein Gesetz zur obligatorischen Wiederverwertung verabschiedet, dabei jedoch bewusst auf eine EPR verzichtet und damit die Kostenverantwortung von den Herstellern abgewälzt.

Ein nationaler Rechtsrahmen existiert in den USA nicht. Die Umweltbehörde EPA arbeitet daran, ausgediente Solarmodule rechtlich neu einzustufen, um damit Handhabung und Transport zu vereinfachen. Der Vorgang hat sich aber über den eigentlich für Juni 2025 erwarteten Abschluss hinaus verzögert.

Kwong zufolge ist ein verlässlicher US-amerikanischer und globaler Rahmen unbedingt nötig. Ein solcher Rahmen müsse „das Recycling wirtschaftlich kalkulierbar machen, bevor der Anstieg an Solarmodulabfällen in den 2030er Jahren eintritt.“ Im Zentrum stünde dabei die Verpflichtung der Hersteller, Sammlung und Recycling zu finanzieren. „Unterstützende Maßnahmen sollten obligatorische Rücknahmeprogramme, Deponiebeschränkungen, Standards für die Materialrückgewinnung und langfristige regulatorische Ziele umfassen. Anforderungen an den Recyclinganteil in neuen Modulen und Komponenten würden eine Nachfrage nach zurückgewonnenen Materialien schaffen, während Vorschriften zur recyclinggerechten Konstruktion zukünftige Kosten senken würden“, so der Recycling-Experte. Rentabilität sei möglich. „Aber das hängt wahrscheinlich davon ab, ob es gelingt, den Wert des gesamten Photovoltaik-Ökosystems am Ende der Lebensdauer zu erfassen.“