Solarenergie: Das Gute, das Schlechte und die brennenden Solarmodule
In den Vereinigten Staaten erlebt die Solarenergiebranche einen Aufschwung, nachdem sie aufgrund der Covid-19-Pandemie einen Abschwung erlebt hat. Die Installation von Solarmodulen für Privathaushalte hat wieder zugenommen, und Experten prognostizieren eine installierte Gesamtkapazität von über 19 Gigawatt, ein erheblicher Anstieg gegenüber den 13 Gigawatt, die Ende 2019 installiert wurden. Branchenanalysten gehen davon aus, dass sich diese Kapazität im Laufe des nächsten Jahrzehnts vervierfachen könnte. Diese optimistische Prognose wird durch mögliche neue Vorschriften und Anreize der umweltorientierten Biden-Regierung zusätzlich gestützt.
Die beeindruckende Leistung des Solarsektors während der Pandemie ist größtenteils auf die Steuergutschrift für Solarinvestitionen zurückzuführen. Diese Gutschrift, die 26 % der solarbezogenen Kosten für Privat- und Gewerbekunden ausgleicht (von 30 % im Zeitraum 2006–2019 reduziert), spielte eine wichtige Rolle bei der Förderung der Einführung von Solarenergie. Nach 2023 wird die Gutschrift jedoch für gewerbliche Anlagen dauerhaft auf 10 % sinken und schließlich für Hauskäufer ganz auslaufen. Diese bevorstehende Änderung wird wahrscheinlich zu höheren Solarverkäufen führen, da die Verbraucher die verbleibenden Anreize schnell nutzen möchten.
Der Anstieg der Solarenergienutzung ist nicht nur auf Steuersubventionen zurückzuführen. Fortschritte bei der Effizienz der Modulumwandlung, die sich im letzten Jahrzehnt um etwa 0,5 % pro Jahr verbesserte, gingen mit erheblichen Senkungen der Produktionskosten und Modulpreise einher. Diese Kostensenkungen wurden größtenteils durch Innovationen in der Fertigung marktbeherrschender chinesischer Panelhersteller vorangetrieben. Dadurch profitieren Verbraucher von geringeren Vorlaufkosten pro Kilowatt erzeugter Energie.
Während dieses Wachstum für den Übergang zu erneuerbaren Energien vielversprechend ist, bleibt ein drohendes Problem weitgehend unberücksichtigt. Der Fokus der Branche auf die Umrüstung auf neuere, billigere und effizientere Panels führt zu einer drohenden Welle ausrangierter Panels. Der aktuelle Stand der Recyclinglösungen im Solarbereich ist unzureichend und die schiere Menge an ausrangierten Modulen könnte eine existenzielle Bedrohung darstellen.
Offizielle Prognosen der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) deuten darauf hin, dass bis Anfang der 2030er Jahre mit einer erheblichen Abfallansammlung zu rechnen ist, die bis 2050 möglicherweise 78 Millionen Tonnen erreichen wird. Diese Prognosen gehen jedoch davon aus, dass die Module für ihre gesamte Lebensdauer von 30 Jahren im Einsatz bleiben die Möglichkeit weit verbreiteter frühzeitiger Ersetzungen.
Unsere Forschung berücksichtigt diese Möglichkeit. Durch die Analyse realer US-Daten haben wir Schlüsselvariablen identifiziert, die die Entscheidung der Verbraucher, ihre Panels zu aktualisieren, beeinflussen. Zu diesen Variablen gehören der Installationspreis, die Vergütungsrate für ins Netz eingespeiste Energie und die Moduleffizienz. Wir stellten die Hypothese auf, dass vernünftige Verbraucher sich für einen frühzeitigen Ersatz entscheiden würden, wenn die Kosten für die Aufrüstung ausreichend niedrig und die Effizienz sowie die Vergütungssätze hoch sind.
Stellen Sie sich zum Beispiel eine hypothetische kalifornische Verbraucherin vor, Frau Brown, die 2011 Solarmodule installiert hat. Im Jahr 2026, also nach der Hälfte der erwarteten Lebensdauer der Module, stellt Frau Brown fest, dass neue Module deutlich günstiger und effizienter sind. Eine Aufrüstung ihrer Module zu diesem Zeitpunkt würde zu einer erheblichen Steigerung des Kapitalwerts ihrer Solaranlage führen.
Allerdings könnte das von unserem Modell vorhergesagte schnelle Tempo des frühen Austauschs zu einer weitaus größeren Abfallansammlung führen, als derzeit von IRENA prognostiziert. Dies stellt eine große Herausforderung für die Branche dar, da die Recycling-Infrastruktur nicht in der Lage ist, den Anstieg der ausrangierten Platten zu bewältigen.
Das Recycling von Solarmodulen ist finanziell unattraktiv, da bei der Herstellung überwiegend minderwertige Materialien, vor allem Glas, verwendet werden. Darüber hinaus erschweren die empfindliche Beschaffenheit der Platten und die mögliche Einstufung als gefährlicher Abfall den Recyclingprozess zusätzlich. Ohne angemessene Recyclinginitiativen könnte die Branche in eine Krise der Abfallwirtschaft geraten und möglicherweise ihre wirtschaftliche Lebensfähigkeit gefährden.
Um dieses Problem zu lösen, sind dringend Maßnahmen zur Entwicklung einer umfassenden End-of-Life-Infrastruktur erforderlich, einschließlich Recycling-, Transport- und Lagereinrichtungen. Staatliche Subventionen sind wahrscheinlich notwendig, um die schnelle Entwicklung von Recyclingkapazitäten entsprechend dem Ausmaß der bevorstehenden Abfallherausforderung zu ermöglichen.
Ähnliche Herausforderungen stehen auch anderen erneuerbaren Energietechnologien gegenüber, darunter Windkraftanlagen und Batterien für Elektrofahrzeuge. Während der Übergang zu erneuerbaren Energien für die Umwelt von entscheidender Bedeutung ist, muss die Branche einen langfristigen, zirkulären Ansatz für die Abfallbewirtschaftung verfolgen, um deren Nachhaltigkeit und Wirksamkeit sicherzustellen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Wachstum der Solarenergiebranche zwar ein Hoffnungsschimmer für die Einführung erneuerbarer Energien ist, die drohende Abfallkrise jedoch einen Schatten auf ihre langfristige Rentabilität wirft. Es sind schnelle Maßnahmen zur Entwicklung effektiver Recyclinglösungen und umfassender Abfallmanagementstrategien erforderlich, um sicherzustellen, dass die Umstellung auf erneuerbare Energien nachhaltig und umweltverträglich bleibt.
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