Fraunhofer-Studie vergleicht CO2-Emissionen 28.09.2021, 07:00 Uhr

Solarmodul: Warum Käufer auf den Ursprungsort achten sollten

Wer Solarmodule kauft, sollte darauf achten, wo sie herkommen. Das legt eine Studie des Fraunhofer ISE nahe. Der CO2-Fußabdruck weicht nämlich, je nach Herstellungsland, voneinander ab.

Solarmodule

Der Vorteil an verschalteten Solarmodulen ist, dass sie keinen Aluminiumrahmen benötigen.

Foto: Fraunhofer ISE

Solarenergie ist eng mit der Energiewende verknüpft – und mit dem Wunsch, den Klimawandel zu begrenzen. Daher macht es Sinn, den Blick nicht nur auf eine umweltfreundliche Stromerzeugung zu richten, sondern auch Herstellung und Transport der Solarmodule zu prüfen. Schließlich werden dabei ebenfalls Kohlenstoffdioxid-Emissionen (CO2) verursacht. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben sich diese Daten genau angeschaut und deutliche Unterschiede ausgemacht. Untersucht haben die Forschenden den CO2-Fußabdruck von sechs monokristallinen Silicium-Photovoltaikmodulen. Als Herstellungsorte verglichen sie China, Deutschland und allgemein die Europäische Union miteinander. Außerdem nahmen Sie bei den Solarmodulen zwei verschiedene Varianten ins Visier: Modelle mit Glas-Folie- und mit Glas-Glas-Laminat.

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Solarmodule aus China sind schlechter für die Umwelt

Die gute Nachricht zuerst: Auch wenn die Herstellung der Solarmodule mit Emissionen verbunden ist, sind sie trotzdem ein sehr großer Gewinn für die Umwelt. Zum Vergleich: Die Menge an CO2, die bei der Stromerzeugung mit Braunkohle entsteht, ist pro Kilowattstunde etwa 40 Mal hoch wie bei der Photovoltaik. Der Energieverbrauch für die spätere Entsorgung der Module ist dabei schon eingerechnet. Insgesamt sind die Emissionen also gering, aber sie lassen sich noch weiter reduzieren, weiß Holger Neuhaus, Abteilungsleiter für Modultechnologie am Fraunhofer ISE: „Wenn ich an einem europäischen Ort mit durchschnittlichen Einstrahlungswerten eine Photovoltaikanlage installieren möchte, habe ich mit der Wahl meiner PV-Module großen Einfluss auf deren Klimafreundlichkeit.“

Dafür gibt es einen einfachen Grund: Der Energieverbrauch beziehungsweise die dabei entstehenden Emissionen weichen in den verschiedenen Herstellungsländern deutlich voneinander ab. Hinzu kommt der Transport. Im Ergebnis sieht Neuhaus einen deutlichen Vorteil für Europa. Im Vergleich zu Solarmodulen, die in China produziert werden, würden bei einer Herstellung in Europa 40% weniger CO2-Emissionen verursacht.

Energiebedarf bei der Herstellung ist relevanter als der Transport

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler liefern auch eine Begründung für diese Differenz. Im Wesentlichen hingen die Emissionen vom Energiemix der jeweiligen Länder ab. Denn 50% bis 63% des gesamten CO2-Fußabdrucks eines Solarmoduls entfielen auf den Energiebedarf bei der Herstellung. Der Einfluss des Transportes würde hingegen häufig überschätzt. Selbst bei der weiten Strecke von China in die EU steigere das die Emissionen nur um 3%. Für Andreas Bett, Institutsleiter am Fraunhofer ISE, ist klar: „Aufgrund der deutlich geringeren CO2-Emissionen während der Produktion und dem weiter stark steigenden Bedarf an klimafreundlicheren PV-Modulen weltweit geht es nun darum, schnell und mit viel Engagement die PV-Produktionskette in Europa aufzubauen.“

Aktuell sind Produkte aus China auf dem Markt dominant: Im Jahr 2019 produzierte China 68% des Polysiliciums, 96% aller Wafer, 76% der Solarzellen und 71% der Solarmodule.

Durch das Design der Solarmodule zusätzlich CO2 einsparen

Wer klimaschädliche Emissionen beim Kauf vom Solarmodule beachten will, sollte noch einen weiteren Faktor beachten: die Wahl des Modells. Rahmenlose Glas-Glas-Module verursachen bei der Herstellung nämlich noch einmal 7,5 bis 12,5% weniger CO2 als Glas-Folie-Module. Das trifft unabhängig vom Herstellungsort zu. Das hängt nicht mit der Rückseitenfolie selbst zusammen, sondern mit dem Aufbau der Glas-Glas-Solarmmodule – sie benötigen keinen Aluminiumrahmen, und dessen Herstellung ist besonders energieintensiv.

Aufbau Solarmodule

Der Aufbau von Glas-Glas-Solarmodulen und herkömmlichen PV-Modulen im Vergleich.

Foto: Fraunhofer ISE

Der CO2-Fußabdruck der Glas-Glas-Module wird dadurch weiter verbessert, dass sie eine längere Lebensdauer haben und eine geringere jährliche Degradation als solche mit Folie. In der Gesamtbilanz heißt das: Pro erzeugter Kilowattstunde Strom schneidet das rahmenlose Glas-Glas-Modul beim CO2-Ausstoß um 22 bis 27% besser ab als das Glas-Folien-Modul. Aus Sicht der Forschenden wäre es daher ein kluger Schritt, die Herstellung dieser Modelle auszubauen. Grundsätzlich steigt die Nachhaltigkeit bei Solarmodulen übrigens deutlich an: In den vergangenen Jahren hat sich der CO2-Fußabdruck um 80% verbessert.

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Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

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