Published

2 Dezember, 2022

Kategorie

Solarnews

Autor

Dr. Andreas Reischl

Photovoltaik-Mythen aufgeklärt

Um PV-Anlagen ranken sich zahlreiche Mythen, die immer wieder auftauchen. Einige Aspekte der Photovoltaik werden durch Erzählungen verfälscht, andere werden bewusst falsch erzählt. Aber auch private oder öffentliche Diskussionen sollten sich auf Fakten und nicht auf Halbwissen berufen. Daher zeigen wir zehn Mythen auf und beantworten sie möglichst einfach, aber mit wissenschaftlichen Fakten.

Mythos 1: Die Herstellung von PV-Modulen verbraucht mehr Energie, als sie nachher produzieren

Nein, im Gegenteil. Photovoltaik-Anlagen produzieren die Menge an Energie, die für ihre Herstellung und ihren Transport verbraucht wurde, schon nach etwa 2 Jahren. Sie produzieren in ihrer Lebensdauer sogar 18-mal mehr Energie, als für ihre Herstellung oder den Transport verbraucht wurde. Für alle, die es genauer wissen wollen: Für den Beweis werden zwei Werte berechnet. Das ist einerseits der Erntefaktor von PV-Anlagen. Für den Erntefaktor wird die produzierte Energie einer Photovoltaik-Anlage durch die investierte Energie der Herstellung und des Transports der Anlage geteilt.

Dafür wird von einer Lebensdauer der Photovoltaik-Anlage von 25 bis 30 Jahren ausgegangen. Und von einer Leistungsminderung von 0,35% pro Jahr. Der Erntefaktor liegt damit bei 11-18. Somit wird bis zu 18-mal mehr Energie von PV-Anlagen erzeugt, als bei der Herstellung und dem Transport benötigt wurde.
Als zweiter Wert wird die Energierücklaufzeit von PV-Anlagen berechnet. Der Wert sagt aus, wie lange es dauert, bis die investierte Energie der Herstellung und des Transports von der Photovoltaik-Anlage wieder reingeholt wird. Das Umweltbundesamt errechnete Energierücklaufzeiten von 1,6 Jahren für multikristalline Si-Module und von 2,1 Jahren für monokristalline Si-Module. Nach aktuellen Berechnungen des Fraunhofer ISE ergeben sich für handelsübliche monokristalline Si-Module in Deutschland sogar eine Energierücklaufzeit von nur noch etwa 1,3 Jahren, unter Berücksichtigung aktueller Produktionsdaten.

^{Quellen: Aktualisierung und Bewertung der Ökobilanzen von Windenergie- und Photovoltaikanlagen unter Berücksichtigung aktueller Technologieentwicklungen, Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes, Mai 2021}

^{Photovoltaics Report, Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, PSE Conferences & Consulting GmbH, September 2020}

Infografik Mythos 2: Die Versorgungssicherheit wird von volatilem Solatstrom gefährdet

Mythos 2: Die Versorgungssicherheit wird von volatilem Solarstrom gefährdet

Nein, das stimmt nicht. Die Versorgungssicherheit für alle Endverbraucher steigt, trotz der Zunahme von Photovoltaik. Die durchschnittliche jährliche Störungsdauer je Stromverbraucher in Deutschland sinkt stetig. 2006 lag sie bei über 21 Minuten, 2020 bereits bei weniger als 11 Minuten. Gleichzeit stieg der Ausbau der installierten PV-Leistung drastisch von 2,9 GW im Jahr 2006 auf 53,85 GW im Jahr 2020 an. Somit steigt die Versorgungssicherheit von Strom für Endverbraucher gleichzeitig mit der installierten PV-Leistung an.

^{Quelle: https://www.volker-quaschning.de/datserv/pv-deu/index.php}

Mythos 3: PV senkt den Co2-Ausstoß gar nicht

Doch, auf jeden Fall. Während des Betriebes von PV-Anlagen wird kein CO2 freigesetzt. Für die gesamte CO2-Betrachtung müssen aber auch Produktion, Transport und Entsorgung berücksichtigt werden. Der Ausstoß von CO2 liegt laut Umweltbundesamt bei einer in Deutschland betriebenen PV-Anlage bei 56 g CO2-Äq./kWh.

Besonders geringe CO2-Emissionen haben PV-Module, die in Europa hergestellt werden. Das liegt an kurzen Lieferwegen und am europäischen Strommix, mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energien.

Infografik Mythos 3: PV senkt den Co2-Ausstoß gar nicht

Mythos 4: Ökologisch wertvolle Flächen werden von PV-Anlagen zerstört

Nein, PV-Anlagen können sogar zur Wiederherstellung von naturnahen Lebensräumen beitragen. Bei landwirtschaftlichen Flächen, die bisher intensiv genutzt wurden, kann eine PV-Freiflächenanlage auf Grünland die Artenvielfalt steigern. Ein Grund dafür ist, dass diese Fläche nicht mehr gedüngt werden und somit genügsame Wildpflanzen wieder wachsen können. Durch einen Zaun um die PV-Freiflächenanlagen werden Bodenbrüter vor Wildtieren und frei laufenden Haustieren geschützt. Zusätzlich kann die Biodiversität mit Wildsaatgut, größeren PV-Reihenabständen oder erhöhten PV-Unterkonstruktionen verbessert werden.

Bei Mooren können PV-Module durch ihre Beschattung der Austrocknung entgegenwirken und somit die Wiedervernässung fördern. Insgesamt wird das technische PV-Potential bei Mooren wird auf 270 bis 660 GWp geschätzt.

^{Quelle: Solarparks – Gewinne für die Biodiversität, Studie des Bundesverbands Neue Energiewirtschaft (bne) e.V., November 2019}

Mythos 5: PV-Strom ist zu teuer

PV-Strom wird immer günstiger. PV-Anlagen haben im Vergleich zu neuen Kraftwerken anderer Art (Kohle, Erdgas, Kernenergie) sehr geringe Kosten für die Erzeugung von Strom. Je größer die Anlage, desto geringer dabei die Kosten. Große PV-Kraftwerke im MW-Bereich können Strom für 3,1-5,7 ct/kWh produzieren, kleine Dachanlagen (<30 kWp) liegen bei 5,8-11 ct/kWh, wenn der Strom vollständig abgenommen wird. In Zukunft ist davon auszugehen, dass die Stromentstehungskosten von PV-Anlagen weiter sinken werden.
In aktuellen Debatten zum Thema Stromentstehungskosten werden die Kosten für die CO₂-Kompensation und Klimafolgekosten von konventioneller Energieerzeugung noch nicht mitberücksichtigt.

^{Quellen: Photovoltaics Report, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, PSE PSE Projects GmbH, September 2022
Kost C, Shammugam S, Fluri V, Peper D, Memar A, Schlegl T. Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien; Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, Juni 2021}

Mythos 6: Rohstoffe für die PV-Produktion werden knapp

PV-Module, die auf Wafern basieren, bestehen aus Glas, Aluminium, Polymeren und Silizium. Bei diesen Rohstoffen ist in nächster Zeit keine Knappheit abzusehen. Kritischer ist dagegen das verwendete Silber auf der Solarzelle. Weltweit werden rund 6% der Fördermenge von der PV-Industrie benötigt. Einige Modulhersteller ersetzten in der Herstellung bereits Silber durch Kupfer.
Bei Dünnschicht-Modulen wird häufig die CdTe-Technologie verwendet. Für die CdTe-Module wird Tellur und Indium benötigt. Aktuell besteht noch Uneinigkeit bei der langfristigen Verfügbarkeit dieser Rohstoffe.

Mythos 7: PV-Module sind nicht recyclebar

Falsch. In den letzten 12 Jahren wurden ein Recyclingsystem, eine europaweite Richtlinie und ein deutschlandweites Gesetz zur Rücknahme von PV-Modulen entwickelt.

PV-Module werden recycelt, indem der Alu-Rahmen, die Anschlussdose und das Glas vom Laminat getrennt wird. Aluminium und Glas können wiederverwertet werden. Es wird aktuell noch erprobt, wie das übrige Laminat stofflich noch getrennt werden kann. Denn darin sind wertvolle Materialien wie Silizium, Kupfer und Silber enthalten. Laut der deutschen Umwelthilfe sind zum Thema Wiederverwertung und Recycling von PV-Modulen

Reiling: Neues Zentrum für Modulrecycling in Münster (photovoltaik.eu)

Infografik zu Mythos 7: PV-Module sind nicht recyclebar

aber noch Verbesserungen möglich. Wer es genauer wissen möchte: Seit 2010 gibt es PV-Cycle, ein Recyclingsystem für PV-Module. Das Programm sammelt und recycelt herstellerübergreifend PV-Module. Seit 2014 gibt es die europaweite WEEE-Richtlinie (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive). Sie besagt, dass PV-Produzenten die Module kostenlos zurückführen und deren Wertstoffe wiederverwenden müssen. Mit dem Elektro- und Elektronikgerätegesetz – ElektroG wird seit 2015 die Einführung, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten geregelt. PV-Module fallen in die Kategorie der Großgeräte mit entsprechender Pflicht zur Rücknahme und Finanzierung. Der verwertbare Anteil darf 85% nicht unterschreiten und der Anteil der wiederverwerteten Rohstoffe muss bei mindestens 80% liegen.

^{Quelle: Kreislaufwirtschaft in der Solarbranche stärken – Alte Photovoltaik-Module für den Klima- und Ressourcenschutz nutzen, Deutsche Umwelthilfe e.V., März 2021}

Mythos 8: Kleine PV-Anlagen rentieren sich nicht

Doch. Mit der EEG-Vergütung können auch kleine Teileinspeiser-Anlagen einen direkten Gewinn bringen. Beziehungsweise sinken durch den geringeren Strombedarf die Kosten für den Strom. Aufgrund von steigenden Strompreisen lohnen sich PV-Anlagen umso mehr, da weniger Strom aus dem Stromnetz bezogen werden muss. Für Volleinspeiser-Anlagen werden noch höhere EEG-Vergütungssätze ausbezahlt. Durch sinkende Kosten für PV-Module können profitable Erträge erwirtschaftet werden.
Ohne Stromspeicher liegt der Anteil des Eigenverbrauchs einer PV-Anlage zwischen 20 %

und 40 %, je nach Anlagengröße und Lastprofil. Mit größeren PV-Anlagen kann zwar der Deckungsgrad erhöht werden, der Anteil des Eigenverbrauchs sinkt dagegen. Gewerbliche oder industrielle Großverbraucher von Strom steigern dann den Anteil ihres Eigenverbrauchs, wenn sie über das Wochenende ebenfalls Strom benötigen, wie zum Beispiel Kühlhäuser, Hotels, Gaststätten, Krankenhäuser, Serverzentren oder der Einzelhandel.

^{Quelle: Quaschning V. Solare Unabhängigkeitserklärung, Photovoltaik, Oktober 2012}

Mythos 9: PV-Anlagen gefährden Feuerwehrleute

Das ist weder richtig noch falsch. Das Risiko ist genauso hoch wie bei anderen spannungsführenden Leitungen. Ein ausreichender Sicherheitsabstand bei Löscharbeiten am Dach schützt die Feuerwehrleute vor Stromschlägen. Das Risiko steigt bei der Brandbekämpfung in Innenräumen. Hier können die Feuerwehrleute in Kontakt mit spannungsführenden und angeschmorten Kabeln der PV-Anlage kommen. Mithilfe von Notschaltern können PV-Module vom Dach getrennt werden.
Unsicherheiten bei der Brandbekämpfung von PV-Anlagen konnten durch Schulungsmaßnahmen bei den Feuerwehren beseitigt werden.

Aktuell gibt es keine Vorfälle in Deutschland, bei denen Feuerwehrleute durch PV-Strom verletzt wurden. Die Aussage, dass Feuerwehrleute ein brennendes Haus mit PV-Anlage nicht löschen würden, entspricht nicht der Realität.

^{Quelle: Photovoltaik-Brandschutz – Fakten statt Phantome, Pressemeldung, Fraunhofer ISE, Februar 2013 (Näheres zum Brandschutz unter www.pv-brandsicherheit.de)}

Mythos 10: PV-Module beeinflussen den lokalen und globalen Wärmehaushalt

Das ist richtig. Und zwar im positiven Sinne. Generell dienen PV-Module dazu, möglichst viel Solarstrahlung zu absorbieren und in Elektrizität umzuwandeln. Somit haben PV-Module einen geringen solaren Reflexionsgrad von 3 bis 5 Prozent. Im Vergleich dazu reflektiert eine Sonnenschutzverglasung deutlich mehr Licht, ca. 10 bis 30 Prozent. Rechnerisch erzeugt ein PV-Modul mit 18 % Wirkungsgrad so viel Wärme wie eine Oberfläche mit rund 20 % Rückstrahlvermögen. Im Vergleich, Asphalt erzeugt 12 – 25 %, weiße Mauer 65-80 %, graue Mauer 20 – 45 % und grünes Gras 26 %.

^{Quelle: https://www.stadtklima-stuttgart.de/index.php?klima_klimaatlas_5_grund}

Nur wenige Aussagen über PV-Module stellen sich als wahre Fakten heraus. Viele Mythen können mit wissenschaftlich fundierten Quellen widerlegt werden. Es wurde schon viel getan, um PV-Module hinsichtlich der Effizienz, des Ressourcenverbrauchs, Recycling etc. zu optimieren.

^{Quelle und weitere Fakten vom Fraunhofer ISE: https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.html}