Die Energiewende bringt nicht nur den Ausbau erneuerbarer Energien mit sich, sondern stellt uns auch vor neue Aufgaben im Bereich der Entsorgung und des Recyclings der dabei verbauten Technologien. Die ersten Photovoltaik- (PV) und Windkraftanlagen, die seit Jahrzehnten im Einsatz sind, erreichen zunehmend das Ende ihrer Lebensdauer. In diesem Beitrag beleuchten wir, wie diese Anlagen umweltfreundlich und ressourcenschonend recycelt werden können.
Recyclingbedarf: Eine wachsende Herausforderung
Mit der Alterung vieler Anlagen rückt eine zentrale Frage in den Fokus: Was geschieht mit PV- und Windkraftanlagen, wenn sie ausgedient haben? PV-Module halten durchschnittlich 30 Jahre, Windkraftanlagen etwa 20 Jahre. Ab 2029 wird eine bedeutende Rückbauwelle erwartet, da viele PV-Module aus der ersten großen Ausbauphase in den Jahren 2009–2011 ihr Lebensende erreichen. Man rechnet mit einem Recyclingbedarf von über 500.000 Tonnen pro Jahr in Deutschland. Bereits heute fallen erhebliche Mengen an Altmaterial an, was logistische, technische und wirtschaftliche Herausforderungen mit sich bringt.
PV-Module
PV-Module bestehen vor allem aus Glas, Silizium, Aluminium, Kunststoffen und Edelmetallen wie Silber und Kupfer – alle Bestandteile davon sind grundsätzlich recyclingfähig. Der Recyclingprozess beginnt mit der Entfernung von Aluminiumrahmen und Verkabelung. Danach wird das Modul zerkleinert und die Materialien thermisch oder chemisch getrennt. Glas, Aluminium und Silizium können nahezu vollständig wiederverwendet werden. Problematisch ist jedoch die Verbundfolie, die schwer von den anderen Komponenten zu trennen ist. Auch die Rückgewinnung von Silber und Kupfer bleibt aufwändig, macht das Recycling jedoch wirtschaftlich attraktiv.
Neue regulatorische Vorgaben wie die europäische „Ecodesign for Sustainable Products Regulation“ (ESPR), die 2024 die frühere EU-Ökodesign-Richtlinie (2009/125/EG) ersetzt hat, fördern langlebige, energieeffiziente und reparaturfreundliche Designs und haben es zum Ziel, Recyclingprozesse zu vereinfachen. Digitale Produktpässe sollen künftig mehr Transparenz schaffen. Zusätzlich verpflichtet die WEEE-Richtlinie (Waste of Electrical and Electronic Equipment) Hersteller zur Rücknahme und fachgerechten Entsorgung von PV-Modulen. In Deutschland wird die Richtlinie explizit durch das ElektroG (Elektro- und Elektronikgerätegesetz) umgesetzt. Dieses Gesetz sieht vor, dass Hersteller mindestens 85 % der verkauften PV-Module zurücknehmen und davon mindestens 80 % recyceln müssen. Zudem sind sie verpflichtet, sich im Elektro-Altgeräte-Register (kurz EAR) zu registrieren und Verbrauchern Möglichkeiten zur Rückgabe von Altmodulen anzubieten. Durch das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) werden die Regelungen ergänzt. Es sieht vor, dass Rohstoffe möglichst lange im Nutzungskreislauf gehalten werden und Abfälle vermieden werden sollen. Im Baugesetzbuch (BauGB) wird zudem die umweltgerechte Entsorgung beim Rückbau oder Abriss der Anlagen festgehalten.
Windkraftanlagen
Windkraftanlagen unterliegen anderen Bedingungen, da sie weitaus größer und komplexer sind. Betreiber müssen gemäß Bundesimmissionsschutzgesetz ein Rückbau- und Entsorgungskonzept vorlegen, bevor überhaupt eine Baugenehmigung erteilt werden kann. Die Kosten für den Rückbau werden durch verpflichtende Rücklagen vom Anlagenbetreiber gedeckt. Der Rückbauprozess beginnt mit dem Entfernen von Schmiermitteln und Getriebeöl. Anschließend werden die Rotorblätter demontiert, der Turm in Segmenten abgebaut und das Fundament zurückgebaut. Über 90 % der Materialien können recycelt werden. Der Stahl aus dem Turm wird der Stahlproduktion zugeführt, der Beton hingegen vor Ort zerkleinert und anschließend z.B. im Straßenbau verwendet. Die im Windrad verlaufenden Kabel- und Antriebsstränge lassen sich dem Wertstoffkreislauf sehr gut wieder zuführen. Schwieriger ist das Recycling von Rotorblättern, die aus langlebigen Verbundmaterialien wie glas- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehen. Oft werden sie thermisch (z.B. in der Zementindustrie) verwertet oder als Baumaterial wiederverwendet.
Es gibt mittlerweile eine DIN-Norm (DIN SPEC 4866) für das Recycling von Windkraftanlagen. Diese legt Rahmenbedingungen für den gesamten Rückbau-Prozess fest – von der Planung über die Durchführung bis zur Dokumentation – und bietet unter anderem den Betreibern eine erste Hilfestellung an. Analog zu Photovoltaikmodulen fallen auch Windturbinen unter die neue Ecodesign for Sustainable Products Regulation (ESPR). Das Vergraben von Windradflügeln, wie es in den USA praktiziert wird, ist in Deutschland hingegen seit 2005 verboten.
Batteriespeicher
Batteriespeicher ermöglichen es, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien zu speichern, diesen dann zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen und tragen so durch das Glätten von Erzeugungsschwankungen und der Entlastung der Netze wesentlich zu einer konstanten Energieversorgung und erhöhten Energieautarkie bei. Laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme wird der Bedarf in Deutschland von rund 100 Gigawattstunden (GWh) im Jahr 2023 auf rund 180 Gigawattstunden im Jahr 2045 steigen. Derzeit sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) eine der Haupttechnologien für die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Energien, insbesondere in stationären Anwendungen. Sie werden zunehmend bevorzugt, auch aufgrund ihrer Kombination aus Sicherheit, Langlebigkeit, Umweltfreundlichkeit und Kosteneffizienz.
Das Recycling von Batterien gestaltet sich als anspruchsvoll, da es viele unterschiedliche Batteriezusammensetzungen und -chemien gibt. Der Recyclingprozess für LFP-Batterien beginnt mit der Entladung und Demontage der Speichermodule. Anschließend werden die Batteriezellen zerkleinert und einer thermischen Behandlung unterzogen. Im Gegensatz zu anderen Lithium-Ionen-Batterien enthalten LFP-Batterien kein Kobalt oder Nickel, wodurch potenziell weniger aufwendige und weniger energieintensive Schritte eingesetzt werden müssen. Forschungsprojekte wie „DiLiRec“ konzentrieren sich auf die Entwicklung nachhaltiger Recyclingverfahren speziell für LFP-Batterien (Fraunhofer IKTS).
Die EU-Batterieverordnung setzt ambitionierte Ziele für das Batterierecycling. Ab 2026 müssen 65% des Gewichts von Lithium-Ionen-Batterien recycelt werden, ab 2031 sogar 70%. Speziell für Lithium wird die Recyclingquote bis 2032 auf 80% steigen. Trotz der Herausforderungen bietet das Recycling von LFP-Batterien große Chancen für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft. Das Batterierecht-Durchführungsgesetz (BattDG), das ab dem 18. August 2025 in Kraft treten soll, setzt wichtige Rahmenbedingungen für das Recycling von Industriebatterien, einschließlich Großspeichern für erneuerbare Energien. Es erweitert die Herstellerverantwortung, indem es Produzenten verpflichtet, Rücknahmesysteme zu organisieren oder sich an kollektiven Systemen zu beteiligen. Für diese Systeme sind eine Zulassung und eine Sicherheitsleistung erforderlich. Es wird generell besonderer Wert auf die Förderung der Kreislaufwirtschaft und Transparenz im Recyclingprozess gelegt. Das BattDG setzt die EU-Batterieverordnung um und schafft verbindliche Vorgaben für alle Industriebatterien, um die Ressourceneffizienz zu steigern und Umweltrisiken zu minimieren.
Fazit
PV- und Windkraftanlagen sowie die ergänzenden Batteriespeicher leisten einen bedeutenden Beitrag zu einer kostengünstigen und zukunftssicheren Energiegewinnung. Diese Nachhaltigkeit muss durch ressourcenschonende Entsorgung und Wiederverwertung ergänzt werden, wozu bereits viele Weichen gestellt und Vorgänge definiert wurden. Während viele Komponenten wie Aluminium, Glas und Stahl gut recycelbar sind, bleibt die Weiterverwertung von Rotorblättern und Verbundstoffen eher eine Herausforderung. Die Technologien und Verfahren hierfür entwickeln sich jedoch stetig weiter, sodass auch hier zukünftig mit noch höheren Recyclingquoten zu rechnen ist. Der weitere Ausbau von entsprechenden Kapazitäten für die Wiederaufbereitung in Deutschland ist dringend notwendig, um die steigenden Mengen an Altanlagen zu bewältigen. In diesem Bereich wurden bereits erste Fortschritte erzielt. Durch gesetzliche Vorgaben sowie die dadurch teilweise entstehende wirtschaftliche Attraktivität für Recyclingunternehmen ist in den kommenden Jahren mit einem deutlichen Wachstum der Branche zu rechnen. Second-Life-Konzepte und innovative Technologien wie Glas-Glas-Module könnten die Umweltfreundlichkeit erneuerbarer Energien zusätzlich verbessern, was unter anderem durch staatliche Förderungen gerade auch weiter angeschoben wird.