Aufbereitungsprozess für PV-Module
Der Stand der Verfahrensentwicklung erlaubt die direkte Umsetzung einer industriellen Aufbereitung von End-of-Live-Modulen innerhalb einer europäischen Take-back-Strategie. Der neue Prozess stellt eine Weiterentwicklung zu der von Solar World betriebenen Pilotanlage für das Recycling vollständiger Wafer aus PVModulen dar und ermöglicht nun einen automatischen und kontinuierlichen Anlagenbetrieb für den Durchsatz großer Massenströme.
Steigendes PV-Modulaufkommen, abnehmender Materialwert und Produktvielfalt
Die Erfordernisse für einen neuen Prozess ergeben sich aus einem steigenden Aufkommen an gebrochenen Modulen, einem abnehmenden Materialwert in den produzierten Modulen (Verringerung des Siliziumanteils und anderer verwendeter Wertstoffe) und einer sehr breiten Produktvielfalt. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des bifa richteten sich an der Bandbreite der Zusammensetzung der PV-Module sowie den Marktbedingungen für die Sekundärrohstoffe aus.
Ziel: Erzielung hoher Recyclingraten bei hoher Reinheit
Im Hinblick auf die Erzielung hoher Recyclingraten, äußerst hoher Reinheiten der abgetrennten Sekundärrohstoffe und absoluter Kosteneffizienz wurde eine Vielzahl von Labor-, Tast- und Aufbereitungsversuchen durchgeführt. Nach der grundlegenden Konzeption des Verfahrens wurde dann die Eignung und Leistungsfähigkeit von Aggregaten im Verarbeitungsmaßstab geprüft. Mit dem mechanisch/automatischen Verfahrensteil können eine hochreine Zellbruchfraktion (bedrucktes Silizium), eine reine Glasfraktion und verschiedene Metallfraktionen bereitgestellt werden.
Phasen des Entwicklungsprojekts PV
In Phase 1 des Entwicklungsprojekts erfolgten die konzeptionelle Auslegung und die Durchführung der Versuche. In der zweiten Phase wurde mit detaillierten Entwicklungs- und Engineeringarbeiten die Basis für eine direkte Umsetzung des Verfahrens bereitgestellt. Der mechanischen Aufbereitung geht eine vollautomatische thermische Verfahrensstufe voraus, in der die Verbundauftrennung erfolgt. In den darauffolgenden mechanischen Stufen erfolgt die vollständige Trennung der Metalle (Rahmen und Verbinder sowie der Glas- und Si-Fraktion) aus dem gemischten Materialstrom. Danach folgt eine chemische Behandlung. Der Prozess ist auf die Verarbeitung von mehreren Tausend Jahrestonnen ausgelegt.
Ökoeffizienzbetrachtung
Im Rahmen der Prozessentwicklung wurde eine Ökoeffizienzbetrachtung des Verfahrens im Vergleich zu anderen Verwertungsalternativen durchgeführt. Damit wurde im Sinne einer umfassenden Lebenszyklusbetrachtung bereits bei der Verfahrensentwicklung die ökologische und ökonomische Vorteilhaftigkeit geprüft.
Fazit
Die Ergebnisse zeigen, dass der entwickelte Prozess gegenüber der bestehenden Pilotanlage zur Wiederverwertung von Wafern eine geringfügig höhere Umweltverträglichkeit bei einem deutlich besseren ökonomischen Ergebnis aufweist. Die Entsorgung über Müllverbrennungsanlagen oder einfache Schredderverfahren weisen eine deutlich weniger günstige Umweltbilanz bei etwa gleichen Kosten auf und stellen somit keine Alternative zum entwickelten Prozess dar.
