Die Produktion von Solarzellen erfordert sehr viel Wasser und produziert teilweise hochbelastetes Abwasser. Die Rückkehr der Hersteller nach Deutschland bedeutet für eine nachhaltige Produktion auch die Notwendigkeit des Einsatzes effizienter Wasseraufbereitungssysteme. Umweltfreundliche Energieversorgung und nachhaltige Wasseraufbereitung sind untrennbar miteinander verbunden. Eine Lösung dabei kann die Aufkonzentrierung des Abwassers durch Verdampfung sein.
Die deutsche Photovoltaik blickt wahrhaft sonnigen Zeiten entgegen. Im Zuge der Energiewende ist die Nachfrage nach den Solarkollektoren sowohl bei privaten Gebäudeinstallationen, als auch bei den gewerblichen Kunden ungebrochen. Nachdem im Jahr 2020 bereits das Wachstum um rekordverdächtige satte 26 Prozent zugelegt hatte, erwartet der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) für die Branche 2021 ein erneut hohes Wachstum. Im ersten Quartal stieg die Zahl installierter Anlagen bereits um 23 Prozent im Vergleich zum Vorjahreszeitraum. Mittlerweile schätzt der Verband den Bestand auf insgesamt 2,5 Millionen installierter Solaranlagen.
Die Nachfrage ist auch deshalb ungebremst, da mit der Einführung von steigenden CO2-Preisen auf fossile Brennstoffe, Solar-Wärmeerzeugung wesentlich attraktiver geworden ist. Außerdem sorgen große Fördertöpfe für einen vergleichsweise kostengünstigen Umstieg. Die Preise für die Produktion immer leistungsfähigerer Module sinken dazu ebenfalls, weshalb die Transportkosten zu einem ganz wesentlichen Preisfaktor werden könnten und damit wird der Produktionsstandort für die Anlagen immer wichtiger.
Worauf sich deutsche Solarhersteller einstellen müssen
Vom Nachfrageboom profitiert daher mittlerweile auch der Produktionsstandort Deutschland. Einst als Vorreiter bei der Herstellung der Paneele weltweit beachtet, werden heute die meisten Solarmodule in China hergestellt. Nicht erst während der Pandemie ist vielen Unternehmen jedoch bewusst geworden, welche Gefahren und Unsicherheiten komplexe Lieferketten über unterschiedliche Weltregionen hinweg bergen. Regional entstehen nun wieder neue Solarfabriken und bringen die Photovoltaik-Produktion zurück nach Deutschland.
Im Solar Valley in der Nähe von Leipzig und andernorts trifft die Branche dabei auf vorhandene Infrastruktur, Know-how sowie vor- und nachgelagerte Partner in der Lieferkette. Allerdings haben sich die Ansprüche an eine nachhaltige Produktion mittlerweile vielerorts geändert. Eine ganz entscheidende Rolle für die erfolgreiche Rückkehr der Produktion spielt deshalb die effiziente Ver- und Entsorgung mit zentralen Ressourcen wie Wasser, sowie ihr Einklang mit den Ansprüchen an Nachhaltigkeit wie sie unter dem Begriff Triple Green in der Branche definiert sind. Ein nachhaltiges Ressourcenmanagement ist für die Photovoltaikindustrie das zentrale Kriterium.
Wie eine nachhaltige Solarwirtschaft gelingen kann
Die Herausforderung für eine zukunftsfähige Solarwirtschaft in Deutschland ist nachhaltiges Wassermanagement. Bei den kristallinen Solarzellen müssen die Wafer in der Regel mit Chemikalien geätzt werden, sie benötigen dann Reinstwasser zur Reinigung in Galvanikbädern. Darin sammeln sich natürlich die Rückstände. Außerdem gelangen im weiteren Prozess auch andere Säuren, Laugen und je nach Verfahrensweise Blei, Phosphor und Bor in das Abwasser. Je größer die Produktion, umso günstiger wird das einzelne Modul aber umso mehr Reinstwasser wird benötigt. Das Wachstum wird also durch die Verfügbarkeit mit günstigem Wasser limitiert. Daher ist das Interesse in der Branche hoch an einer effizienten Schließung der Wasserkreisläufe und damit an einer Wiederverwendung des Wassers.
Eine Entsorgung durch einen Abwasser Entsorgungsfachbetrieb ist daher nicht ratsam. Die großen Mengen würden hier sehr kostspielig. Das Abwasser kann beispielsweise besser mit einer Neutralisierung recycelt werden. Allerdings kommen auch wieder Chemikalien ins Spiel. So bleibt ein Teil des Abwassers weiterhin unbrauchbar, um es im Kreislauf zu führen. Der Verlust kann 30 Prozent oder mehr bedeuten.
Zero Liquid Discharge in der Solarwirtschaft
Silizium ist zur Herstellung der Module unabdingbar. Dieser Halbleiter kann nur durch die Verwendung hoher Temperaturen aus dem Rohstoff Quarz hergestellt werden. Neben dem Schmelzprozess kommen weitere Reinigungs- und Destillationsverfahren zum Einsatz. Daher ist der Einsatz von Verdampfungstechnologie hier verfahrenstechnisch einfach wie dieses Beispiel zeigt:
Das Ergebnis kann sich sehen lassen. Durch den effektiven Einsatz unserer EVALED Vakuumverdampfer lässt sich das Wasser vollständig im Kreislauf fahren. Die Produktion von Solarsystemen spart dabei vor allem Wasser und damit den Betreiber:innen letztlich viel Geld. Mittlerweile lassen sich diese und viele weitere Anlagen zur Wasseraufbereitung einfach als Pay-per-use finanzieren und bieten der nachhaltigen Produktion von Photovoltaik-Anlagen in Deutschland die passende Technologie zur Erreichung ihrer Nachhaltigkeitsziele.
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