Was passiert mit alten Solarzellen, Windrädern und Hightech-Batterien?

Amy Joi O’Donoghue, 30.1.2021, Deseret News
aus dem Englischen von Daniel Heiniger

Windparks und riesige Solarzellenfelder tauchen in öffentlichen und privaten Landschaften in den Vereinigten Staaten und im Ausland auf, da die Nutzer zunehmend auf „grüne Energie“ als bevorzugte Stromart setzen.

Präsident Joe Biden hat das Innenministerium angewiesen, bis 2024 geeignete Standorte für 20 Gigawatt an neuer Energie aus Sonne, Wind oder Erdwärme zu finden, um sich von einer kohlenstoffbasierten Wirtschaft und einem kohlenstoffbasierten Stromnetz abzuwenden.

Aber wie grün ist grün?

Obwohl Länder fieberhaft nach der Installation von Wind- und Solarparks suchen, um sich von kohlenstoffbasierter oder so genannter „schmutziger“ Energie zu entwöhnen, haben sich nur wenige Länder, Betreiber und auch die Industrie selbst noch nicht vollständig mit den langfristigen Folgen der Entsorgung dieser Anlagen auseinandergesetzt, die ihre eigenen Umweltgefahren wie giftige Metalle, Öl, Glasfasern und andere Materialien mit sich bringen.

Ein von der US-Umweltschutzbehörde veröffentlichtes Info-Papier prognostiziert diese erschreckenden globalen Zahlen für die Länder bis 2050 nur für Solarabfälle:

• Vereinigte Staaten: 10 Millionen Tonnen.
• Deutschland: 3 Millionen Tonnen.
• China: 20 Millionen Tonnen.
• Japan: 7,5 Millionen Tonnen.
• Indien: 7,5 Millionen Tonnen.

Solaranlagen haben einen Lebenszyklus von rund 30 Jahren, aber die schnelle Einführung von Solaranlagen in den Vereinigten Staaten und anderswo lässt das Problem der Entsorgung im Rückspiegel auftauchen — eher früher als später.

Wachstum des Grünen Abfalls

Laut der Solar Energy Industries Association haben die Vereinigten Staaten im Jahr 2019 die Marke von 2 Millionen Solarinstallationen überschritten, nur drei Jahre nachdem sie den Meilenstein von 1 Million Installationen erreicht hatten.

Das Papier weist darauf hin, dass das Wachstum des Solarabfalls bereits die Recycling- und Entsorgungsmöglichkeiten belastet, wobei einige Paneele unsachgemäß auf kommunalen Mülldeponien landen oder sich in Lagerhäusern stapeln, während das Warten auf kostengünstigere Wege zum Recycling anhält.

Die Forschung unterstreicht, dass es nur wenige Anreize für das Recycling von Solarmodulen gibt, da die Kosten für die Rückgewinnung der Materialien die Kosten für die Gewinnung der recycelbaren Materialien übersteigen — selbst ohne Berücksichtigung der Transportkosten.

Das Problem deutet das Potenzial für die Schaffung einer neuen Klasse von Sondermüllstandorten unter der EPA Superfund-Bezeichnung an, da die Betreiber sauberer Energieanlagen sich von einer großen Menge an Materialien trennen, die den Boden und das Grundwasser kontaminieren.

„Es ist absehbar, dass die gleiche Art von Praktiken in Bezug auf (Solar-)Paneele auftreten könnte, wenn es keine sehr effektiven Programme zum Sammeln und Recyceln von PV-Paneelen gibt, die dort verfügbar sind, wo PV-Paneele verwendet werden“, heißt es in dem Papier.

Das Problem ist nicht auf große Solaranlagen beschränkt, sondern auch auf einzelne Haushalte und Unternehmen, die sich im Laufe der Jahre für die Installation von Solarmodulen auf dem Dach entschieden haben.

„Mehr Hausbesitzer installieren Solarmodule, da diese billiger geworden sind, aber diese Module haben aufgrund ihrer geringeren Größe und der geringeren Anzahl von Modulen im Vergleich zu kommerziellen Installationen weniger Potenzial für das Recycling und die Rückgewinnung von Materialien“, heißt es in dem Papier.

Die Entsorgung von gefährlichen Abfällen ist in Utah gesetzlich geregelt und wird überwacht, und die Betreiber von Mülldeponien sind darin geschult, nach Materialien zu suchen, die eine potenzielle Bedrohung für die Umwelt darstellen, so Brian Speer, Manager für feste Abfälle im Utah Department of Environmental Quality.

„Sicherlich sind diese Abfälle auf unserem Radar, aber wir sehen derzeit keine Nachfrage danach, diese Abfälle in einer signifikanten Menge zu entsorgen“, sagte er.

Dieses Schreckgespenst der Nachfrage ist nur noch ein paar Jahrzehnte entfernt, wenn einige der frühen Photovoltaik-Module ihr Lebensende erreichen und Hausbesitzer, Unternehmen und Betreiber von Energieversorgungsanlagen vor der Frage der sicheren Entsorgung stehen.

Speer sagte, dass er hofft, dass die Forschung, die vom US-Energieministerium und der EPA durchgeführt wird, einen umweltfreundlichen Weg für die ordnungsgemäße Entsorgung bieten wird.

„Wir hoffen, dass die Frage der Kapazität beantwortet wird, bevor der Bedarf entsteht“, sagte er.

Kate Bowman, Utah Clean Energy’s Programm-Managerin für erneuerbare Energien, sagte, dass es mehr Forschung darüber geben muss, wie man hochwertige Materialien wie Kobalt und Lithium sicher recyceln kann.

Die Forschung, fügte sie hinzu, wird helfen, das Abfallproblem zu lösen.

Schluckauf bei den Kosten

Die Solarindustrie ist bestrebt, weniger Edelmetalle und andere Elemente im Herstellungsprozess zu verwenden und hat die Menge an Silber in den Modulen seit 2010 um 70 % reduziert.

Während die Verwendung von weniger Silber im Vorfeld wirtschaftlich attraktiv und weniger arbeitsintensiv ist, macht es das Recycling der Solarmodule weniger attraktiv. Die Kostensenkung bei den Modulen selbst hat das Potenzial, nach hinten loszugehen, warnt das Papier, und einige dieser neueren Module sind zerbrechlicher und haben rascher Defekte, was die Notwendigkeit ihrer Entsorgung beschleunigt.

Der Bericht stellt fest, dass „in den Vereinigten Staaten nicht viel getan wurde, um das Problem des PV-Abfalls anzugehen“, und dass die meisten neuen Maßnahmen in diesem Bereich aus Europa kommen.

Im Jahr 2017 wurde der Staat Washington der erste der Nation, der Recycling für diese Systeme vorschreibt und ein „Rücknahme“-Programm für Hersteller ohne Kosten für den Hausbesitzer vorschreibt. In Utah gibt es bisher keine solche Vorschrift und es bleibt abzuwarten, wie effektiv das Gesetz sein wird. Die EPA merkt an, dass ein solches Gesetz immer noch nicht die Frage behandelt, wo der Abfall landet.

Windturbinen, die Teil des Milford Wind Corridor Project nördlich von Milford, Beaver County, sind am Freitag, 15. Januar 2021, abgebildet. Wenn Turbinen oder andere „grüne Energie“-Produkte wie Solarpaneele verschleißen, erzeugen sie eine neue Klasse von Sondermüll, der entsorgt werden muss. (Bildquelle: Spenser Heaps, Deseret News)

Kampf gegen Windmühlen

Auch Windkraft ist als saubere Energieressource auf dem Vormarsch, aber die EPA stellt fest, dass Windmühlen den am wenigsten Energie produzierenden und physikalisch am schwierigsten zu behandelnden Strom von Abfall darstellen.

Die schiere Größe der Windräder und die Schwierigkeit, sie in Recyclingstationen zu entsorgen, veranlasste die Behörde zu der Schlussfolgerung, dass jeder neue Windpark ein „sich auftürmendes Versprechen für zukünftige Trümmerhaufen“ ist.

Zwar gibt es einen Markt für gebrauchte Windräder in Osteuropa, Asien und Lateinamerika, doch die Taktik, gebrauchte Windradkomponenten in andere Länder zu verlagern, verschiebt das Entsorgungsproblem nur und legt es auf die Schultern von Ländern, die weniger gut ausgestattet sind, um mit dieser Herausforderung umzugehen, so die Agentur.

Ähnlich wie beim Kohleabbau oder der Gewinnung anderer natürlicher Ressourcen haben sich einige Behörden in Utah und anderswo mit den Problemen der Nachnutzung von Wind- und Solarparks befasst, indem sie Umweltsanierungen oder die Hinterlegung einer Rekultivierungsgarantie forderten, um eine ordnungsgemäße Sanierung und Entsorgung sicherzustellen.

„Das ist etwas, worüber wir viel nachgedacht haben“, sagt Keli Beard, Rechtsberaterin bei der Utah School and Institutional Trust Land Administration.

Das erste Windprojekt in Utah wurde 2009 in Milford in Betrieb genommen und später auf eine 306-Megawatt-Anlage in Beaver County erweitert.

Neun der Windräder befinden sich auf School Trust Land, wobei jedes von ihnen von einer von der Behörde geforderten Rekultivierungsgarantie begleitet wird, so Beard.

Für alle Projekte für erneuerbare Energien, die sich auf Schulgrundstücken befinden, muss der Rekultivierungsplan von einem unabhängigen Ingenieur durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Landschaft angemessen saniert wird, so Beard.

Die vertragliche Vereinbarung sieht Betriebsvereinbarungen vor, die über die Lebensdauer des Projekts verlängert werden können, was laut Beard dem Grundstückseigentümer die Möglichkeit gibt, neue Anforderungen geltend zu machen, wenn sich die Entsorgungstechnologie weiterentwickelt.

„Oft gibt es während der Betriebszeit eine Option, den Vertrag zu erneuern oder zu verlängern“, sagte sie. „Wir sind besorgt, dass am Ende der Lebensdauer dieser Projekte die Kosten für das Recycling und die Beseitigung der Abfälle weit über dem Wert dessen liegen, was auf dem Land verbleibt.“

Beaver County hat Umweltverträglichkeitsprüfungen und Entsorgungsanforderungen für Solarparks innerhalb seiner Grenzen erlassen.

Kyle Blackner, Zoning Administrator, sagte, wenn ein Projekt stillgelegt wird, müssten die Komponenten der Anlage und die dazugehörige Infrastruktur bis zu einer Tiefe von 36 Zoll vom Gelände entfernt werden.

„Milford Solar (oder der derzeitige Eigentümer) würde wirtschaftlich verwertbare Materialien bergen, und nicht verwertbare Materialien würden an einem von Beaver County genehmigten Ort recycelt/entsorgt werden.“

Auch das Bureau of Land Management verlangt Bürgschaften, die ausreichen, um das Land wieder in seinen ursprünglichen Zustand zu versetzen. Aber diese Rekultivierungsanforderungen lösen immer noch nicht das sich abzeichnende Problem, was mit diesen Materialien bei der Entsorgung passiert, und sie garantieren nicht, dass der Betreiber nicht einfach die Kaution aufgibt und trotzdem verschwindet.

Ein Elektrofahrzeug wird am Dienstag, 31. Dezember 2019, am Capitol in Salt Lake City aufgeladen. Die Besorgnis darüber, was mit „grünen Energie“-Geräten – wie Lithium-Ionen-Batterien, Sonnenkollektoren und Windturbinen – geschehen soll, steigt, da sie das Ende ihrer Lebensdauer erreichen und nicht recycelt werden können. (Bildquelle: Jeffrey D. Allred, Deseret News)

 

Elektrofahrzeuge haben eigene Herausforderungen

Während staatliche Fuhrparks und die Öffentlichkeit zunehmend Elektrofahrzeuge nutzen, bringt dieser „saubere“ Schritt seine eigenen ökologischen Herausforderungen mit sich.

Der Wert der recycelten Materialien aus Lithium-Ionen-Batterien beträgt nur etwa ein Drittel der Kosten für das Recycling – und die Kosten für die Gewinnung von altem Lithium sind etwa fünfmal so hoch wie die Kosten für den Abbau von Lithium, so das Institute for Energy Research.

Es gibt jedoch einige Innovationen, wie z.B. das japanische Unternehmen Nissan, das Batterien für den Betrieb von Straßenlaternen wiederverwendet. In den Vereinigten Staaten sichert General Motors sein Rechenzentrum in Michigan mit gebrauchten Chevy-Volt-Batterien.

Die EPA weist jedoch darauf hin, dass diese Art der „adaptiven Wiederverwendung“ die Zeit für die endgültige Entsorgung der Batterien nur hinauszögert und die Notwendigkeit besteht, sich mit den Materialien in den Batterien zu befassen, die Brände verursachen oder gefährliche Chemikalien auslaufen lassen können.

Im Bereich der Windenergie gab GE letztes Jahr bekannt, dass es eine mehrjährige Vereinbarung mit Veolia North America getroffen hat, um das erste Windflügel-Recyclingprogramm der USA zu starten, so ein Artikel in Utility Dive.

Nahezu 90 % des Blattmaterials, das aus Glasfaser besteht, würde für die Zementproduktion wiederverwendet werden, wodurch die Kohlendioxidemissionen aus dieser Quelle um 27 % gesenkt würden.

Mit der Veröffentlichung des Papiers fordert die EPA Forscher, Staaten, die Industrie und andere Bundesbehörden auf, sicherzustellen, dass Grüner Abfall von Anfang bis Ende nachhaltig sind und dass Lücken im Abfallmanagement für erneuerbare Energien geschlossen werden.

„Auch wenn Verbraucher erneuerbare Energien oder auf erneuerbaren Energien basierende Produkte mit guten Absichten kaufen, verhindert das nicht die unbeabsichtigten negativen Umweltfolgen dieser Produkte“, heißt es.

Eine Photovoltaik-Solarmodulanlage nördlich von Milford, Beaver County, ist am Freitag, 15. Januar 2021, abgebildet. Wenn Solarmodule oder andere „grüne Energie“-Produkte wie Windturbinen verschleißen, erzeugen sie eine neue Klasse von Sondermüll, der behandelt werden muss. (Bildquelle: Spenser Heaps, Deseret News)