PV mit Gewinn für die Umwelt

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Ökobilanz positiv

Immer wieder wurde behauptet, Solarmodule verursachten bei ihrer Produktion mehr Treibhausgase, als sie im späteren Betrieb einsparten. Das widerlegt jetzt eindeutig eine in nature communications veröffentlichte Studie aus den Niederlanden: PV-Module sparen weit mehr Treibhausgase ein, als sie während der Produktion verursachen – und verbrauchen immer weniger Energie und Rohstoffe.

PV-Park – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

Der Vorteil von Sonnenenergie als langfristige Energiequelle übertreffe die negativen Auswirkungen der Solarmodulproduktion auf die Umwelt, sofort in Bezug auf den Energieverbrauch als auch für den Ausstoß von Treibhausgasen während der Herstellung der PV-Produkte.

Die Studienautoren Atse Louwen und Wilfried van Sark (Universität Utrecht) stellen mit ihren Kollegen von den Universitäten Groningen und Eindhoven im Abstract unter anderem mit: „Seit den 70er Jahren ist die installierte PV-Kapazität weltweit gewaltig gestiegen – auf 230 Gigawatt im Jahr 2015 – mit einer Wachstumsrate zwischen 1975 und 2015 um 45%. Dieses rasche Wachstum hat zu Bedenken hinsichtlich des Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen der PV-Produktion geführt.

Wir präsentieren einen Überblick über 40 Jahre PV-Entwicklung, analysieren die Entwicklung von Energienachfrage und Treibhausgasemissionen im Zusammenhang mit der PV-Produktion. Hier zeigen wir eine starke Abwärtsentwicklung der Umweltauswirkungen der PV-Produktion nach Gesetzmäßigkeiten von Erfahrungskurven. Für jede Verdoppelung der installierten PV-Kapazität verringert sich der Energieverbrauch für PV-Anlagen auf Poly- und Monokristallinbasis um 13 und 12% und die Treibhausgasabdrücke um 17 und 24%. In der Folge belegen wir einen Break-Even-Punkt zwischen 1997 und 2018 zwischen den kumulativen Nachteilen und den Vorteilen der Photovoltaik sowohl beim Energieverbrauch als auch bei den Treibhausgasemissionen, je nach Photovoltaik und Modellunsicherheiten.“

Umschlagpunkt 2014

Letztendlich zeigt die Emmissions- und Energiebilanz der PV-Produktion der Untersuchung zufolge einen Nettogewinn. „Unsere Studie zeigt, dass sich ungeachtet der starken Zunahme von Solarmodulen der Treibhausgas-Ausstoß während der Herstellung durch die saubere Stromerzeugung mittels dieser Solarmodule mehr als amortisiert“, so Louwen.

Die Kosten seien von etwa 75 E/W installierter PV-Leistung in den siebziger Jahren auf weniger als 1 E/W gefallen – einerseits infolge der Skalierung, andererseits durch Innovationen bei der Technologie. So sei der Energie- und Materialverbrauch gesenkt worden, während Energieeffizienz ständig gestiegen sei. „In unserer Studie haben wir die wichtigsten Nachhaltigkeitsaspekte Produktion und Ertrag von Sonlarmodulen der vergangenen vierzig Jahre sorgfältig untersucht. Es hat sich gezeigt, dass Sonnenenergie derzeit sowohl die günstigste als auch die sauberste Alternative für fossile Brennstoffe ist“, erklärte van Sark. Die Meldung der Universität von Utrecht trägt denn auch die Überschrift: „Solar energy currently cheapest and cleanest alternative to fossil fuels“.

Mittlerweile ist der Studie zufolge weltweit eine Kapazität von fast 300 GW installiert worden. Dies entspreche einer Fläche von ungefähr 1800 km2 an Solarmodulen. Mehr als 370 TWh Solarstrom würden damit dieses Jahr wohl erzeugt werden – rund 1,5 Prozent der weitweiten Stromversorgung. Das erscheine, so von Sark, „vielleicht wenig, bedeutet aber dennoch eine Treibhausgas-Einsparung von ca. 170 Megatonnen [[CO2]]-Äquivalent“. Der Wendepunkt war 2014. Potenzial für eine weitere Verbesserung der Ökobilanz der Photovoltaik ist aber noch reichlich vorhanden, denn PV-Technologie und -Porduktion seien immer noch in der Entwicklungsphase: „Die Wafer werden immer dünner und das Sägen erzeugt immer weniger Materialverluste. Auch die Verwendung von Silber für die elektrischen Kontakte auf den Wafern nimmt stark ab“, sagte Louwen. Zudem sei gebe es immer noch viel Potenzial für die Verbesserung der Wirkungsgrade.

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