Glas-Glas PV-Module (b) benötigen keinen Aluminiumrahmen und haben deshalb einen geringeren CO2-Fußabruck als PV-Module mit Rückseitenfolie (a).©Fraunhofer ISE

„Europäische Glas-Glas PV-Module sind besonders klimafreundlich“ meldet das Fraunhofer ISE – Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE – am 23. September 2021 in einer Pressemeldung. Interessant ist, dass der Aluminiumrahmen für einen Großteil der CO2-Belastung bei PV-Modulen verantwortlich ist. Module ohne Rahmen liefern angeblich eine um 22 bis 27 % bessere CO2-Bilanz als Photovoltaikmodule mit Aluminiumrahmen. Da stellt sich sogleich die Frage – werden rahmenlose Glas-Glas-Module das neue „Normal“ in der Photovoltaik?

Glas-Glas haben den kleinsten CO2-Fußabdruck

In einer neuen Studie haben Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE errechnet, dass in der Europäischen Union hergestellte Silicium-Photovoltaikmodule 40 Prozent weniger CO₂ erzeugen als Module chinesischer Produktion. Mithilfe einer Lebenszyklusanalyse verglich das Forschungsteam die CO₂-Fußabdrücke monokristalliner Solarmodule deutscher, europäischer und chinesischer Herstellung. Dabei fanden sie auch heraus, dass Glas-Glas-Module im Vergleich zu PV-Modulen mit Rückseitenfolien unabhängig von ihrem Produktionsstandort eine zusätzliche Emissionsreduktion von 7,5 bis 12,5 Prozent ermöglichen.

Die CO2-Emissionen bei der Herstellung, dem Transport und zum Lebensende der Module sind laut Studie gering. Das Fraunhofer ISE hat für eine Studie den CO2-Fußabdruck von sechs monokristallinen Silicium-Photovoltaikmodulen berechnet. Es wurden Module mit Herstellungsort China, Deutschland und der Europäischen Union sowie je einmal mit Glas-Folie- und einmal mit Glas-Glas-Laminat untersucht.

40 % weniger CO2-Belastung mit EU-Modulen

„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“, erklärt Dr. Holger Neuhaus, Abteilungsleiter für Modultechnologie am Fraunhofer ISE: „Mit PV-Modulen, die in der EU hergestellt wurden, spare ich 40 Prozent an CO2-Emissionen im Vergleich zu Modulen, die aus China importiert wurden“. Der Strommix im Herstellungsland hat den größten Einfluss auf den CO2-Fußabdruck.

CO2-Check PV-Module

• Mit 50 bis 63 Prozent hat der Energiebedarf den größten Einfluss auf die CO2-Bilanz. Der Strommix im Herstellungsland hat somit den größten Einfluss auf den CO2-Fußabdruck eines Moduls.
• Etwa 3 Prozent der Gesamtemissionen entfallen auf den Transport von China nach Europa.
• Rahmenlose Glas-Glas-Module verursachen bei der Herstellung 7,5 bis 12,5 Prozent weniger CO₂ als Glas-Folie-Module – unabhängig von ihrem Herstellungsort.
•  Glas-Glas Module haben außerdem eine längere Lebensdauer und eine geringere jährliche Degradation als solche mit Folie, was ihren CO2-Fußabdruck zusätzlich verbessert.
• Bezogen auf die erzeugte Kilowattstunde verursachen rahmenlose Glas-Glas-Module 22 bis 27 Prozent weniger CO2-Emissionen als Glas-Folien-Module mit Aluminiumrahmen.

Moderne Module um 80 % bessere  CO2-Bilanz

In der Studie wurden neue Produktionsdaten zugrunde gelegt, die das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Herstellerunternehmen erhoben hat. Auf Basis der neuen Daten hat sich herausgestellt, dass der CO2-Fußabdruck von PV-Modulen sich in den letzten Jahren um etwa 80 Prozent verbessert hat. Gründe dafür sind Verbesserungen in  der Silicium-Gewinnung, der Herstellungsprozesse der Moduleffizienz und der zunehmende Anteil an erneuerbaren Energien bei der Stromerzeugung.

 

Kilogramm CO2-Äquivalent nach Herstellungsgebiet

China:

• Glas-Folie-Modul: 810 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowatt Peak
• Glas-Glas-Modul: 750 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowatt Peak

Deutschland:

• Glas-Folie-Modul: 580 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowatt Peak
• Glas-Glas-Modul: 520 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowatt Peak

EU:

• Glas-Folie-Modul: 480 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowatt Peak
• Glas-Glas-Modul: 420 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowatt Peak

 

Fazit: mehr Glas-Glas-Module einsetzen und mehr Module in der EU und Deutschland herstellen

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass wieder mehr in der EU und in Deutschland produziert werden sollte. 2019 wurden 68 Prozent des Polysiliciums, 96 Prozent aller Wafer, 76 Prozent aller Solarzellen und 71 Prozent aller PV-Module in China hergestellt. Prof. Andreas Bett, Institutsleiter am Fraunhofer ISE schlussfolgert deshalb: „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“.

Manfred Gorgus / Datenquelle Fraunhofer ISE