NOVO-TECH & SOLAR MATERIALS - Kreislaufwirtschaft in der regenerativen Energiebranche

Industrie & Energie

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Luca

Grüne Energie als Schlüsselfaktor im Kampf gegen den Klimawandel

Weltweit aber auch in Deutschland sind die Folgen des Klimawandels immer heftiger zu spüren. Extremwetterereignisse wie die Überschwemmungen in Bayern in diesem Jahr oder die Flutkatastrophe in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2021 zeigen, wie dringend Maßnahmen gegen den Klimawandel erforderlich sind. Der Energiesektor, der etwa 40% der globalen CO2-Emmissionen verursacht, spielt dabei eine zentrale Rolle. Die Emissionen hierfür entstehen hauptsächlich bei der Gewinnung von Strom und Wärme aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas¹.

Mit dem wachsenden Bedarf an Elektrizität in den Bereichen Verkehr und Wärme wird der Stromverbrauch in den kommenden Jahren erheblich steigen.² Um den Klimawandel im wahrsten Sinne des Wortes nicht weiter zu befeuern, sind Regierungen gefragt, ihren Strommix rasch klimaneutral zu gestalten. Die Bundesregierung hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, den Anteil erneuerbarer Energien bis 2030 auf mindestens 80% zu erhöhen und bis 2035 nahezu den gesamten Strombedarf klimaneutral zu decken³. Hierfür müssten jedes Jahr nicht nur rund 2.000 neue Windkrafträder gebaut, sondern auch der jährliche Ausbau von Photovoltaik verdreifacht werden⁴. Mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 20-30 Jahren für Windkrafträder und 25-30 Jahren bei Photovoltaikanlagen,⁵ werden so in den nächsten Jahren Unmengen an Abfall entstehen, was eine holistische Materialbetrachtung über den gesamten Materialkreislauf hinweg unabdingbar macht.

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Verlängerung des Materialkreislauf bei Windkrafträdern als Lösung

Ein Großteil von Windkrafträdern kann heute schon recycelt werden, schwierig wird es hierbei allerdings bei den Rotorblättern. Anstatt diese im Zementwerk zu verfeuern, als Sandersatz im Beton zu mischen, oder wie teilweise in den USA, im Boden zu vergraben, werden diese bei dem deutschen Unternehmen NOVO-TECH weiterverwertet. In einem patentierten Verfahren wird anfallendes Restholz aus der regionalen Hobel- und Sägeindustrie mit Polymeren aus erster Industrieanwendung vermischt und anschließend bei 170 °C durch eine Form extrudiert. In einer neuen Materialvariante GCC HARZart werden ein Teil der Rohstoffe durch Kunstharze ersetzt, die aus demontierten Rotorblättern von Windkraftanlagen recycelt werden. Das Endprodukt sind robuste Holzprodukte für den Einsatz im Außenbereich, wie Terrassendielen, Konstruktionshölzer, Fassaden- oder Zaunelemente, welche durch ihre enorme Widerstandsfähigkeit sogar Tropenhölzer ersetzen können.

NOVO-TECH’s Holzwerkstoff GCC ist nach Cradle to Cradle Certified® Gold zertifiziert und damit nachweislich materialgesund und kreislaufgeführt. Im Sinne einer Kreislaufwirtschaft können die Terrassendielen wahlweise auch für 20 Jahre gemietet werden, bevor sie anschließend wieder als Rohstoffe für neue GCC-Produkte gleichbleibender Qualität genutzt werden. Durch die Verknüpfung des innovativen Geschäftsmodells mit der Beteiligung diverser gesellschaftlicher Interessensgruppen erreicht das Unternehmen damit einen positiven Zirkularitätsgrad des Impact Levels 3. Ein kleiner Wehrmutstropfen bleibt jedoch: Mit einer Produktionskapazität von bis zu 43.000 Tonnen pro Jahr kann die Aufbereitungsanlage der NOVO-TECH Circular rund 1.000 t im Jahr an zusätzlichen Rohstoffquellen, wie z. B. aus Windkraftanlagen, recyceln. Mit einer Länge zwischen 20 bis 60 m der aktuell demontierten Rotorblätter entspricht dies circa 35 Windkraftanlagen. „Die Produktion ließe sich steigern, was aber nur sinnvoll ist, wenn sich die Kreislaufwirtschaft wirtschaftlich trägt. Das Aufarbeiten der Materialien darf nicht teurer werden als die Neuware. Entsprechend müssen die Inverkehrbringer von bisher nicht kreislaufgeführten Materialien auch ihren Beitrag für eine fachlich- und umweltgerechte Entsorgung leisten.“, betont NOVO-Tech-Geschäftsführer Holger Sasse.

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Ressourcenschonendes Recycling ohne Chemie in der Solarbranche

Durch einen momentan sehr niedrigen Anteil an Solarmodulen, die vollständig wiederverwertet werden, steht auch die Solarbranche vor ähnlichen Herausforderungen. So zeigt eine HI ERN Studie, dass bis 2050 allein in Europa Millionen Tonnen Abfall aus Altmodulen anfallen werden, deren Materialien schwer zu trennen sind.⁶ Fluch und Segen zugleich ist hier der Aufbau der Panels: Um möglichst lange diversen Witterungen zu trotzen, werden die drei Schichten, bestehend aus Glas, einer schützenden Kunststofffolie und der Zelloberfläche untereinander verklebt. Das recycelte Glas ist so oft verunreinigt und kann anschließend nur noch für minderwertige Aufgaben verwendet werden⁷.

Das deutsche Start-Up SOLAR MATERIALS schließt den Rohstoffkreislauf in der Solarindustrie. Hierfür verzichtet das Unternehmen überwiegend auf übliche Chemieprozesse, sondern setzt stattdessen auf modernste Technik. Mithilfe einer voll-automatisierten Recyclingstraße werden die Module Schritt für Schritt zurückgebaut. Angefangen mit der Anschlussdose, gefolgt vom Alurahmen wird anschließend in einem geheimen Verfahren das Glas von der Kunststofffolie sauber getrennt. Durch zwei weitere Prozessschritte wird sowohl der wertvolle Werkstoff Silber als auch der kritische Rohstoff Silizium zurückgewonnen und beides kann anschließend wieder in hochwertigen Anwendungen eingesetzt werden. SOLAR MATERIALS GmbH hat somit eine innovative Lösung entwickelt, um den Rohstoffkreislauf für Solarpanels zu schließen. Damit erreicht das Start-Up ein Impact Level 1, da durch eine ressourceneffiziente Verarbeitung Abfall vermieden wird. Wie oben aufgezeigt, ist ein schneller Umstieg auf regenerative Energiequellen unumgänglich. Um jedoch einen echten planetaren Mehrwert zu schaffen, muss hierfür der gesamte Rohstoffkreislauf in den Blick genommen werden. NOVO-Tech und SOLAR MATERIALS zeigen zwei vielversprechende Wege auf, wie Umwelt- und Ressourcenschutz erfolgreich miteinander verknüpft werden können, und liefern damit wertvolle Impulse für die Zukunft.

¹ Foster, Vivien; Bedrosyan, Daron: Understanding CO2 emissions from the global energy sector (English), in: World Bank Group, 24.02.2014, [online]
² Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz: Unser Strommarkt für die Energiewende, in: BMWK (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz), o.D., [online]
³ Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz: Erneuerbare Energien im Stromsektor erstmals konsequent auf 1,5-Grad-Klimapfad, in: BMWK (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz), o.D., [online]
⁴ EnBW ECO Journal: Wunderwerk Windkraftanlage: Interessante Fakten über einen der wichtigsten Bausteine der Energiewende, in: EnBW ECO Journal, 26.05.2023, [online]
⁴ Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz: Photovoltaik-Strategie, in: BMWK (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz), 05.05.2023, [online]
⁵ Energieversum: Lebensdauer Photovoltaikanlage: Wie lange hält eine PV-Anlage?, in: Energieversum, 22.12.2023, [online]
⁵ EnBW ECO Journal: Wunderwerk Windkraftanlage: Interessante Fakten über einen der wichtigsten Bausteine der Energiewende, in: EnBW ECO Journal, 26.05.2023, [online]
⁶ Jülich Forschungszentrum: Die Folgen des PV-Booms: Studie des HI ERN untersucht Recycling-Strategien für Solarmodule, in: fz-juelich, 07.03.2024, [online]
⁷ Yang, Kevin: Woran das Recycling von Photovoltaik-Anlagen scheitert, in: Profil, 12.12.2023, [online]


Fotos © NOVO-TECH, © SOLAR MATERIALS

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