Wer mithilfe einer Photovoltaikanlage Strom erzeugt, tut der Umwelt etwas Gutes. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken, wie zum Beispiel einem Kohlekraftwerk, stoßen Photovoltaikanlagen während des Betriebs kein CO2 aus und arbeiten klimaneutral. Aber was ist mit Faktoren wie Herstellung und Transport? Wie schneiden Photovoltaikanlagen im Vergleich zu anderen Möglichkeiten der Stromerzeugung in der Ökobilanz ab? Wir verraten es Ihnen!
Ökobilanz einer PV-Anlage
Die gute Nachricht vorweg: In Deutschland hat sich laut Umweltbundesamt eine Photovoltaikanlage innerhalb von zwei bis drei Jahren amortisiert. Innerhalb dieser Zeit, der sogenannten “Energy-Payback-Time”, hat die PV-Anlage so viel Energie produziert wie für ihre Herstellung, ihren Betrieb und letztendlich auch für ihre Entsorgung angefallen ist beziehungsweise anfallen wird.
Nach diesen initialen zwei bis drei Jahren erwirtschaftet die PV-Anlage sozusagen ein energetisches Plus. Und damit unterscheidet sie sich deutlich von Systemen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Diese verbrauchen stets mehr Energie als sie Nutzenergie an den Verbraucher abgeben. Ein energetisches Plus werden solche Anlagen nie erreichen.
Ökobilanz der PV-Anlage nach Komponenten
Doch welche Bestandteile verursachen die meisten Emissionen bei der Produktion von Photovoltaikanlagen? Dies wollte auch das Umweltbundesamt wissen und hat eine Studie mit dem schönen Titel “Aktualisierung und Bewertung der Ökobilanzen von Windenergie- und Photovoltaikanlagen unter Berücksichtigung aktueller Technologieentwicklungen” in Auftrag gegeben, die 2021 abgeschlossen wurde.
In der Studie wurde grundsätzlich festgehalten: “Für alle untersuchten PV-Technologien konnte durch die Aktualisierung der technischen
Kennwerte, wie Moduleffizienz, und der relevanten Prozessschritte einer Verringerung der Umweltwirkungen der PV-Stromerzeugung festgestellt werden.” Eine gute Nachricht!
Schaut man sich die einzelnen Komponenten an, lässt sich feststellen, dass die Produktion der PV-Module die meisten Treibhausgase verursacht. Auf Platz zwei folgt die Unterkonstruktion und den dritten Platz nehmen die Inverter (Wechselrichter) ein. Der Transport, die elektrischen Leitungen, die verlegt werden müssen, sowie Verpackungen tragen im Vergleich nur geringfügig zum Ausstoß von Treibhausgasen bei.
Bei den PV-Modulen ist die Stromversorgung am Produktionsstandort eine wichtige Stellschraube für die Ökobilanz der kompletten PV-Anlage. Wird für die energieintensiven Produktionsprozesse Ökostrom oder vorwiegend Ökostrom genutzt, reduziert sich die Emission der Treibhausgase deutlich.
Bei den Unterkonstruktionen fällt für Freiflächenanlagen deutlich mehr Material an als bei Dachanlagen. Man spricht hier von BOS-Komponenten oder Systembilanz und meint damit alle Komponenten der Photovoltaikanlage außer die PV-Module selbst. Allerdings hat der Endkunde hier kaum einen Einfluss: Wer eine Freifläche mit PV-Modulen bebauen möchte, muss auf entsprechend umfangreichere Unterkonstruktionen zurückgreifen.
Recycling der PV-Anlage: Wichtiger Teil im Lebenszyklus
Das fachgerechte Recycling von Unterkonstruktionen, elektrischen Leitungen und PV-Modulen hat ebenfalls einen hohen Einfluss auf das Gesamtergebnis der Ökobilanz einer Photovoltaikanlage. Dank ihr kann das Ausmaß der Umwelteinwirkungen deutlich verringert werden.
Fazit: Relevante Einflussgrößen auf die Ökobilanz von PV-Anlagen
Der Energieverbrauch und bezogene Stromerzeugungsmix in der PV-Modul-Herstellung hat bereits einen entscheidenden Einfluss auf die Ökobilanz der kompletten Anlage.
Weitere Einflussfaktoren sind jene, die den Stromertrag der PV-Anlage beeinflussen. Dazu gehören die Nutzungsdauer der Anlage, die Komponenten- und Modullebensdauer, die Moduleffizienz, die Sonneneinstrahlung und die Ausrichtung der PV-Module am Standort.
Den Abschlussbericht der Studie des Umweltbundesamtes können Sie hier einsehen (PDF-Datei, Erscheinungsdatum: Mai 2021).