Ökologische Stärken von Photovoltaikanlagen
Photovoltaikanlagen wandeln die Strahlung der Sonne direkt in elektrische Energie um und haben dadurch ein großes Potenzial für den Ausbau der nachhaltigen Stromversorgung. Aufgrund steigender Installationen und voranschreitender Technologie ist in Deutschland 9,2 % der Nettostromerzeugung (2020) auf Solarenergie zurückzuführen. Durch die wachsenden Installationen ist es immer bedeutender das Umweltprofil der Stromerzeugung der Photovoltaikanlagen zu betrachten. Mit dem auf der Website integrierten Dashboard ist für individuelle Bedingungen eine vereinfachte Berechnung des Umweltprofils möglich.
Das bietet WiTra im Hinblick auf die ökologische Bewertung von Photovoltaikanlagen
- Erfahren Sie mehr über die Entwicklung der Photovoltaik Technologie der letzten Jahre.
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- Entdecken Sie die ökologischen Stärken von Photovoltaikanlagen. Direkt zu
- Berechnen Sie den ökologischen Fußabdruck mit unserem Photovoltaik Rechner. Direkt zu
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Wie helfen neue Entwicklungen der Photovoltaikanlagen beim Umweltschutz?
Photovoltaikanlagen sind eine der Schlüsseltechnologien, um die Energiewende voran zu bringen. Die weltweite Produktion von Photovoltaikanlagen nimmt seit ihrem kommerziellen Beginn kontinuierlich zu. Mit der wachsendenden Produktion steigt auch die weltweite installierte Leistung stark an. Beispielsweise stiegen die Installationen der Photovoltaikanlagen allein im Zeitraum von 2010-2020 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 34 %. Gleichzeitig ist auch eine starke technologische Weiterentwicklung zu beobachten, so stieg der Wirkungsgrad von mono c-Si Modulen von 15 % auf 20 % und bei kommerziellen CdTe-Dünnschichtmodulen von 9 % auf 19 %. [ISE Photovoltaik Report 2021]
Neben steigenden Wirkungsgraden und einem sinkenden Materialverbrauch in der PV-Produktion allgemein, werden auch günstigere und weniger umwelt- und gesundheitsschädliche Materialien eingesetzt. So wirkt sich die wirtschaftlichere und effizientere Produktion auch positiv auf das Umweltprofil der PV-Module aus. Zudem wird durch die neuen Entwicklungen auch eine längere Lebensdauer prognostiziert; dies würde sich zusätzlich positiv auf die Ökobilanz auswirken. Durch die Veränderungen des PV-Marktes und der Produktionskapazitäten ist es notwendig, die Ökobilanzen der relevanten PV-Technologien regelmäßig zu aktualisieren. Nur so ist eine belastbare Einschätzung der potenziellen Umweltwirkungen und des ökologischen Nutzens der PV als Teil der Stromerzeugung möglich. [Hengstler et al. 2021]
Photovoltaikleistung in Deutschland
Aktualisierung und Bewertung der Ökobilanzen von Windenergie- und Photovoltaikanlagen unter Berücksichtigung aktueller Technologieentwicklungen!
Ökologische Stärken von Photovoltaikanlagen
Zum jetzigen Zeitpunkt amortisieren sich Photovoltaikanlagen energetisch in Deutschland nach etwa ein bis zwei Jahren je nach genauem Standort. Unter der Energieamortisationszeit versteht man den Zeitraum, in dem genauso viel Energie produziert wird wie für die Herstellung, Betrieb und Entsorgung benötigt wurde (engl. „Energy Payback Time“, EPBT). Trotz der Standortunterschiede aufgrund verschiedener Sonneneinstrahlung ist es selbst bei geringen Laufzeiten unwahrscheinlich, dass sich PV-Anlagen aus energetischer Sicht nicht amortisieren. Dagegen ist bei konventionellen Energieerzeugungsanlagen mit fossilen Brennstoffen eine energetische Amortisation grundsätzlich nicht möglich, da die eingesetzte Energie in Form von Brennstoffen größer ist, als die Nutzenergie, die man erhält. Außerdem sind Photovoltaikanlagen relativ wartungsarm, dies wirkt sich zusätzlich positiv auf die Ökobilanz aus. [UBA-Photovoltaik 2021] [Hengstler et al. 2021]
Ökobilanzrechner für Photovoltaikanlagen
Mit dem Ökobilanzrechner ist es möglich das Umweltprofil der Photovoltaik-Stromerzeugung vereinfacht zu berechnen. Dafür kann zwischen verschiedenen Anlagentypen, PV-Technologien und Produktionsszenarien ausgewählt und die wichtigsten Parameter der Nutzungsphase einer PV-Anlage verändert werden. Im oberen rechten Teil des Dashboards sind empfohlene Parametereinstellungen zu finden. Darunter befindet sich das Glossar in dem alle verwendete Begriffe ausführlich beschrieben werden. Zur Erklärungen zu den Begriffen und Abkürzungen, wählen Sie einfach den gesuchten Begriff im Glossarbereich des Dashboards aus.
Der Ökobilanzrechner basiert auf den Ergebnissen des Forschungsvorhabens „Aktualisierung und Bewertung der Ökobilanzen von Windenergieanlagen und Photovoltaikanlagen unter Berücksichtigung aktueller Technologieentwicklungen“ des Umweltbundesamts (UBA FKZ 37EV 16 119 0).
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Schlussfolgerung und Kernergebnisse
In den letzten Jahren wurden im Bereich der Photovoltaikanlagen-Technologien signifikante Fortschritte erzielt. Durch die Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz in der Fertigung und der deutlichen Verbesserung der Modulwirkungsgraden werden Photovoltaikanlagen immer attraktiver. So ist es unter anderem möglich, dass sich die PV-Anlagen immer schneller energetisch amortisieren. Jedoch variieren die Ökobilanzergebnisse, da sich der länderspezifische Stromerzeugungsmix, der bei der energieintensiven Produktion zum Einsatz kommt, durch die unterschiedlichen Produktionsstandorte voneinander unterscheidet. So können mit einem grünen Stromerzeugungsmix deutlich bessere Ökobilanzergebnisse erzielt werden. Desgleichen ist die Ökobilanz des produzierten PV-Stroms größtenteils von der Nutzungsdauer und der Einstrahlungsbedingungen am Installationsstandort abhängig. Diese genannten Punkte können durch den Ökobilanzrechner problemlos angepasst werden und damit vereinfachte Berechnungen zur Ökobilanz der PV Stromerzeugung durchgeführt werden. Durch die Anpassung der PV-Technologie und Modulwirkungsgrade sowie der Nutzungsparameter können auch spezifische PV-Anlagen und die vorliegenden Rahmenbedingungen am Anlagenstandort berücksichtigt werden. Um die Umweltwirkungen nach der Anlagenlaufzeit über den Lebenszyklus weiter zu senken, sollten die Photovoltaikmodule recycelt werden. Zum jetzigen Zeitpunkt werden noch keine nennenswerten Mengen an Photovoltaikanlagen recycelt, dies wird sich aber in den kommenden Jahren ändern. [Hengstler et al. 2021]
Bezug zu den Zielen für eine nachhaltige Entwicklung
Durch ihre Nachhaltigkeitspotenziale adressieren Photovoltaik Anlagen direkt oder indirekt folgende Ziele für eine nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals – SDGs). Dieser Bezug basiert auf einer qualitativen Zuordnung der Autor*innen und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
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Für weitere Informationen zu verschiedensten Themen rund um Nachhaltigkeit finden Sie hier eine Weiterleitung auf die Webseite des Fraunhofer IBP, Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung. Weitere interessante Themen finden Sie auf der Website des Umweltbundesamtes.
