Betrachtungen zur energetischen Amortisation von Solarzellen


Wie viel Energie braucht die Herstellung und Entsorgung einer Solarzelle? Kann eine Solarzelle den Energiebedarf für ihre Herstellung wirklich innerhalb von 2 bis 3 Jahren amortisieren, wie hier gesagt wird?

http://dailyecologist.wordpress.com/2014/10/13/traumjob/#comment-691

Ich habe dazu versucht, den Lebensweg einer Solarzelle rückwärts nachzuvollziehen, also ab dem Zeitpunkt, an dem ihre Reste auf der Deponie gelandet sind.

  • Endlagerung auf Mülldeponie
  • Transport zur Deponie
  • Abbau am Einsatzort
  • Einsatz
  • Aufbau am Einsatzort
  • Transport zum Einsatzort
  • Zusammenbau der Module
  • Transport der Zellen und der anderen Elemente
  • Herstellung der Zellen und der anderen Elemente für die Solarmodule
  • Transport der aufbereiteten Materialien und Halbfertigteile
  • Herstellung von Halbfertigteilen
  • Transport
  • Aufbereitung des Rohmaterials
  • Transport
  • Abbau des Rohmaterials, Reinigung

Ich bin dabei ganz tief in Fertigungskette hinabgestiegen, im Prinzip zurück bis zu dem Punkt an dem Sand, Kupfer- und Eisenerz, Kohle, Öl und andere Rohstoffe gewonnen werden.

Diese müssen gereinigt und verarbeitet werden, ein Teil des Sandes wird zu Silizium, aus Kupfererz wird erst Kupfer, dann mit Plastik aus dem Öl wird es zu Kabeln verarbeitet. Eisenerz, Kohle und andere Stoffe werden zu Eisen und Stahl, ein anderer Teil des Sandes wird zu Glas.

Viele dieser Stoffe und Bauteile werden an verschiedenen Orten hergestellt, und müssen von einer Verarbeitungstufe zur nächsten transportiert werden. Der Transport benötigt ebenfalls Energie, aber meist ist es chemische Energie aus dem Treibstoff, letztendlich meist Erdöl, nur die Bahn hat elektrische Lokomotiven, die direkt elektrische Energie für den Transport verwenden.

Auch für die Montage der Module am Einsatzort, bzw. deren Rückbau nach Ende der Lebensdauer wird Energie benötigt. Das Vesper und das Mittagessen all der beteiligten Arbeiter fällt auch nicht vom Himmel, sondern muss produziert werden, und auch hier wird wieder Energie benötigt.

Viele der Verarbeitungsstufen sind Energieintensiv, aber wie beim Transport ist es auch hier nicht immer elektrische Energie, die benötigt wird. Kupfer wird oft auf galvanischem Weg erzeugt, dabei wird Elektrizität benötigt, aber die Herstellung von Eisen, Stahl, Glas und Plastik verwendet die chemische Energie der Kohle und des Öls beziehungsweise von Gas. Ich bin nicht sicher, ob man diese Energieformen mit in die Rechnung aufnehmen sollte, auf jeden Fall sind die Energiemengen oft beträchtlich.

Auf der anderen Seite sind Solarzellen nicht besonders massiv, d.h. mit einigen Kilogramm Silizium kann man schon recht viele Solarzellen fertigen, das Glas und die Metallrahmen tragen mehr Masse bei. Die Kupferkabel für das Modul selbst sind auch wieder eher wenig.

Ich finde es ausnehmend schwer, hier zu einer vernünftigen Abschätzung zu gelangen, weil so viele Fragen offen sind – soll die Energie aus Kohle, Öl und Gas mitgerechnet werden? Wärme ist Energie und wird in vielen der Verarbeitungsprozesse benötigt. Jedoch ist Wärme eine minderwertigere Energie als die Elektrizität, welche die Solarzelle liefert, weil Wärme nur schlecht in andere Energieformen wie Bewegung oder eben Elektrizität gewandelt werden kann, und wenn, dann nur mit Verlusten. Wie also soll man Wärme gegen Elektrizität aufrechnen?

Es würde mich interessieren, wie die Gegner ihre „Die Solarzelle liefert in ihrem ganzen Leben nicht die Energie, die zu Ihrer Herstellung gebraucht wurde“ Rechnung aufgemacht haben, und wie die Befürworter die „2 bis 3 Jahre zur energetischen Amortisation“ ausgerechnet haben. Ich habe den leisen Verdacht, dass die Ergebnisse hauptsächlich davon abhängen, wie tief man die Fertigungskette betrachtet, wie weit man Verzweigungen nachgeht (z.B.  Nahrung für Arbeiter, Heizung und Beleuchtung der Werke, Herstellung der benutzen Maschinen), und wie man die chemische Energie aus Kohle, Öl und Gas in elektrische Energie umrechnet.

Ich vermute stark, die echte Antwort werden wir erst haben, wenn Solarzellen komplett mit Strom aus Solarzellen produziert werden – wenn das klappt, dann ist der Beweis erbracht, wenn das nicht klappt, dann wissen wir, dass zusätzliche Energie, und sei es chemische Energie aus der Verbrennung von Brennstoffen, benötigt wird. Wobei es auch nachwachsende Brennstoffe gibt, es muss nicht immer fossiles Öl, Gas oder Kohle sein. Und das wäre dann wieder Sonnenenergie, die die Pflanzen hat wachsen lassen …

 

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