Mit der steigenden Nutzung erneuerbarer Energiequellen wächst auch der Rohstoffbedarf für die Infrastrukturen der Energiewende (z. B. in Form von Photovoltaik-Modulen, Windrädern, Batterien und Akkumulatoren). Deshalb tritt zunehmend die Wiederverwertung der durch diese gebundenen Ressourcen am Ende der Lebensdauer in den Fokus von Betreibern, Recyclingbranche und Politik. Wie es aktuell um das „Recycling der Energiewende steht, war Inhalt dieser Breakout-Session.

Zum Einstieg präsentierte Ulrike Lange eine aktuelle Analyse von Technologieentwicklungen im Recycling der Fraktionen Kunststoffe, Batterien und Akkumulatoren, Solarmodule sowie Elektro- und Elektronikaltgeräte. Sie beleuchtete sowohl die gesetzlichen als auch die marktwirtschaftlichen und praktischen Herausforderungen in diesem Bereich. Zudem wurden aktuelle Innovationen und Technologieentwicklungen vorgestellt.

Bis 2040 ist mit einer Verdreifachung der derzeit verbauten Leistung von PV-Modulen zu rechnen. Der Rücklauf von ausgedienten PV-Modulen ist aktuell noch gering und umfasst Mengen, die vornehmlich durch Schäden bei Produktion, Transport, Installation oder unsachgemäßer Demontage entstehen. Glas- und Aluminiumrecycling erzielen deutliche Umweltvorteile und reduzieren Treibhausgasemissionen (ca. 800-1.200 kg CO2-Äquivalent/Tonne Silzium-PV-Modulen. Hochwertiges Glas wird aktuell aus wirtschaftlichen Gründen noch hauptsächlich zur Herstellung von z.B. Glaswolle downgecycelt, Aluminium hingegen hochwertig recycelt. Kritische Rohstoffe wie Silizium, Indium, Gallium und Silber werden derzeit (noch) nicht wirtschaftlich zurückgewonnen. Behandlungstechnologien reichen von der mechanischen Behandlung über die Pyrolyse bis hin zu chemischen Verfahren.

Bei LuxChemTech beschäftigt man sich intensiv mit der Wiedergewinnung von Rohstoffen aus Photovoltaik-Modulen. Die Handhabung des End-of-Life-Recyclings von Photovoltaik-Modulen birgt gewisse Herausforderungen. Gedruckte Leiterbahnen, Halbleiterverbindungen und gemischte Oxide können derzeit noch nicht durch rein mechanische Prozesse recycelt werden. Die eigentliche Herausforderung besteht darin, das Zellmaterial freizulegen. LuxChemTech verwendet Wasser als Werkzeug, um mit einem Wasserdüsenstrahl die Aufbauten des Glases zu trennen, das Modul in kleine Teile zu zerlegen und somit das saubere Glas als Sekundärrohstoff für die Glasindustrie zu gewinnen. Gleichzeitig werden die freigelegten Komponenten voneinander getrennt. Das resultierende Strahlgut enthält alle wichtigen Komponenten und kann leichter separiert werden. Obwohl die Anlage noch nicht in großem Maßstab betrieben wird, da die Mengen für einen wirtschaftlichen Betrieb einer Großanlage noch nicht ausreichen, existiert bereits eine Pilotanlage.

Es sind zusätzliche Recyclingkapazitäten für Lithium-Ionen-Batterien erforderlich, da sich das Marktvolumen bis 2030 in Europa voraussichtlich verzehnfachen wird. Die Lebensdauer von Industriebatterien beträgt durchschnittlich 15 Jahre und kann durch Second-Life-Anwendungen verlängert werden. Es gibt eine dynamische Entwicklung von innovativen Recyclingtechnologien und einen Fokus auf recyclinggerechtes Design sowie flexible Demontage- und Recyclingprozesse. Eine neue Batterierichtlinie wird noch dieses Jahr erwartet. Darin wird die Etablierung eines Batteriepasses festgelegt, der Informationen zum THG-Fußabdruck, Arbeitsbedingungen in der Rohstoffgewinnung, Bestimmung des Batteriezustandes etc. enthält. Bezüglich der festgelegten Quoten von Mindestgehalten an rezyklierten Rohstoffen in Batterien ab 2030 herrschen Unsicherheiten, die über eine geplante Revision im Jahr 2027 aufgegriffen werden sollen.

Redux, eine Tochter der Saubermacher AG hat 20 Jahre Erfahrung im Batterierecycling. Mit 100 Mitarbeitern recycelt man in zwei Produktionsstätten sämtliche Arten von Lithium-Ionen Batterien – insgesamt über 200.000 t/Jahr. Der Aufbereitungsprozess verläuft über vier Schritte. In einem ersten Schritt werden die Batterien entladen und der Strom in das Netz eingespeist und folgend manuell zerlegt. Dabei werden bereits Sekundärrohstoffe wie Kunststoffe, Kabel und elektronische Bauteile gewonnen. Im zweiten Schritt werden die Batterien in einem Drehrohrofen thermisch vorbehandelt und deaktiviert. Im Anschluss erfolgt die mechanische Separation und Zerkleinerung in einer Spezialanalage. Dabei können Aluminium, Eisen, ein Aluminium-Kupfer-Gemisch sowie Aktivmasse getrennt werden. Diese Aktivmasse kann dann in einem externen Verfahren nochmals in Lithium, Kobalt, Nickel, Graphit und Mangan aufgetrennt werden. Prognosen zeigen mittelfristig steigende Rücklaufmengen durch Produktionsabfälle und langfristig vor allem durch End-of-Life-Batterien. Zu erwarten sind zudem auch deutlich Effizienzsteigerungen durch verbesserte Verfahrenstechnologien und Automatisierung. 10-20% der Batterien könnten Second-Life-Anwendungen zugeführt werden.