US-Forscher finden keine Hinweise auf Auswaschungen von PFAS aus Photovoltaik-Modulen

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Forscher der Michigan State University und des Oak Ridge National Laboratory haben sich in einem Fachbeitrag Behauptungen über das Vorkommen und die potenzielle Auswaschung von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) aus Solarmodulen gewidmet.

Bei PFAS, in der Öffentlichkeit als „Ewigkeitschemikalien“ bekannt, handelt es sich um eine Klasse von Tausenden synthetischer Verbindungen, die sich durch extrem starke Kohlenstoff-Fluor-Bindungen auszeichnen. Dadurch sind sie in der Umwelt äußerst langlebig. Sie widerstehen natürlichen Abbauprozessen über lange Zeiträume hinweg. Aufgrund dieser Stabilität reichern sie sich in Ökosystemen, in der Tierwelt und manchmal auch im menschlichen Gewebe an. Wegen möglicher Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit rufen sie zunehmend Besorgnis hervor.

Ihre chemische Struktur verleiht PFAS wertvolle industrielle Eigenschaften, etwa Beständigkeit gegen Hitze, Wasser, Öl und Korrosion. Deshalb werden sie häufig in Produkten wie Antihaftbeschichtungen, schmutzabweisenden Textilien, Feuerlöschschäumen und bestimmten Industriematerialien eingesetzt. Aber genau wegen ihrer Dauerhaftigkeit und weiten Verbreitung wird häufig gefordert, sie in vielen Anwendungsbereichen zu reduzieren oder zu ersetzen. Im Mittelpunkt vieler globaler Debatten steht die Frage, wie sich ihre technischen Vorteile gegen ihren langfristigen ökologischen Fußabdruck abwiegen lassen.

PFAS ist nicht gleich PFAS

„Unsere Arbeit gehört zu den ersten, die das Vorkommen und die Verwendung von PFAS in Photovoltaik-Modulen systematisch aufklären. Wir kombinieren dazu eine Literaturrecherche mit Erkenntnissen aus Gesprächen mit Photovoltaik-Experten“, erklärt die korrespondierende Autorin Preeti Nain gegenüber pv magazine. „Der Artikel verdeutlicht, wie bestimmte Fluorpolymere in eine andere Kategorie von PFAS fallen, und identifiziert, wo bestimmte Fluorpolymerverbindungen in Modulen zum Einsatz kommen.“

Fluorpolymere sind eine eigenständige Untergruppe der PFAS, deren toxikologische Profile sich deutlich von denen der meisten anderen PFAS unterscheiden. Sie sind groß, unlöslich und im Allgemeinen biologisch inert. Das bedeutet, dass sie nicht so leicht abgebaut werden oder sich ansammeln wie kleinere, mobile PFAS-Verbindungen. Daher wird Fluorpolymeren unter normalen Expositionsbedingungen oft eine geringe Bioverfügbarkeit und eine begrenzte direkte Toxizität zugeschrieben.

Module können PFAS enthalten

Es ist jedoch wichtig, sie von den Stoffen zu unterscheiden, die in der Vergangenheit bei ihrer Herstellung verwendet wurden: Einige Fluorpolymere wurden unter Einsatz von Verarbeitungschemikalien wie Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) hergestellt. Beides sind gut dokumentierte Alt-PFAS, die mit Umweltpersistenz, Bioakkumulation und gesundheitsschädlichen Auswirkungen in Verbindung gebracht werden. Aufgrund dieser Bedenken wurden PFOA und PFOS von großen Herstellern in den USA und weltweit im Rahmen gesetzlicher Vorschriften und freiwilliger Brancheninitiativen weitgehend aus dem Verkehr gezogen oder stark eingeschränkt.

Den Forschern zufolge könnten PFAS oder Fluorpolymere theoretisch in einigen wenigen spezifischen Teilen von Solarmodulen vorhanden sein. Sie können in Glasbeschichtungen vorkommen, obwohl es keine Hinweise auf eine kommerzielle Nutzung dort gibt; in den Rückseitenfolien, wo sie möglicherweise zum Wetterschutz eingesetzt werden; sowie in Drähten und Kabeln als Isoliermaterialien. Verkapselungs- und Dichtungsmittel, so betonen die Wissenschaftler, enthalten in der Regel keine PFAS.

Intransparenz schafft Unsicherheit

„Aus der Studie geht hervor, dass Fluorpolymere oft nicht angemessen von gefährlicheren PFAS unterschieden werden und dass eine falsche Einstufung zu irreführenden Schlussfolgerungen hinsichtlich der ökologischen Nachhaltigkeit von Photovoltaik-Komponenten führen kann“, erklärt Nain. „Unsere umfassende Literaturrecherche zu PFAS in Solarmodulen zeigte zahlreiche Spekulationen und Laborversuche – jedoch keine bestätigten Berichte über PFAS-Verunreinigungen, die aus realen, kommerziell eingesetzten Solarmodulen ausgelaugt wurden.“

Zusätzlich zur Literaturrecherche führten die Wissenschaftler auf einer Konferenz eine Umfrage unter 48 Fachleuten durch, darunter Modulhersteller, Photovoltaik-Forscher, Wissenschaftler und Fachleute aus dem Bereich Betrieb und Wartung (O&M). Den Antworten zufolge glaubten 59 Prozent der Teilnehmer, dass der Einsatz von PFAS in der Photovoltaik wahrscheinlich ist. Auf die Frage nach dem potenziellen Vorkommen auf Komponentenebene nannten 54 Prozent die Rückseite und 39 Prozent die Beschichtungen des Solarglases.

„Obwohl viele Experten eine Beteiligung von PFAS vermuten, gibt es kein klares, einheitliches Verständnis oder eine öffentlich zugängliche Wissensbasis“, sagte Nain. „Dies offenbart eine erhebliche Kommunikationslücke: Hersteller verwenden möglicherweise Fluorpolymere, die sie als risikoarm einstufen. Doch die begrenzte Transparenz schafft Unsicherheit und potenzielles Misstrauen unter den Interessengruppen.“

Abschließend stellten die Forscher fest, dass die Auseinandersetzung mit den Bedenken der Öffentlichkeit erfordert, von der PV-Branche Transparenz einzufordern und den Einsatz PFAS-freier Alternativen zu fördern. „Es gibt bereits vielversprechende Entwicklungen in die richtige Richtung: Hersteller, die ‚PFAS-frei‘-Zertifizierungen erwerben, politische Entscheidungsträger, die Anreize für PV-Projekte auf kontaminierten Flächen schaffen, und Forscher, die klare, faktenbasierte Aufklärung zu diesem Thema leisten“, erklärt sie.

Ihre Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler in dem Artikel „Do solar panels contain PFAS?“ vorgestellt, der in Perspective veröffentlicht wurde.

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