Mit Voranschreiten der Energiewende wird die Relevanz von Strom aus Photovoltaik (PV)-Anlagen in den kommenden Jahren weiter stetig zunehmen. So waren bereits im Jahr 2022 67 GW Leistung in PV-Anlagen installiert, wobei Vorhersagen von 330 GW bis 660 GW für das Jahr 2045 ausgehen. Bei einer prognostizierten durchschnittlichen Lebensdauer ist in Zukunft mit einem erheblichen Aufkommen an PV-Schrott zu rechnen. Um eine Ausbeutung natürlicher Rohstoffe zu vermeiden, Rohstoffabhängigkeiten zu minimieren und die gesellschaftliche Akzeptanz dieser Technologie zu steigern, ist ein umfangreiches Recycling unvermeidbar. Unter den aktuellen Bedingungen, wie geringen Abfallmengen, ist jedoch mangelnde Wirtschaftlichkeit des PV-Recyclings ein großes Problem, welches überwunden werden muss. Diese Arbeit soll deshalb zum Aufbau einer fortgeschrittenen PV-Recyclingindustrie in Deutschland beitragen.
Inhalt der Forschungsarbeit ist eine interdisziplinäre Studie zur Etablierung einer PV-Recyclingindustrie in Deutschland. Grundlage hierfür ist die Quantifizierung des zukünftigen PV-Recyclingpotenzials auf Basis verschiedener Entwicklungsszenarien des deutschen Energiesystems bis 2045, was eine Prognose der durchschnittlichen Lebensdauer verschiedener PV-Technologien erfordert. Diese Lebensdauer kann aus der langfristigen Degradationsrate von PV-Anlagen abgeleitet werden. Mit Hilfe der Metaregressionsanalyse können Faktoren identifiziert werden, die mit der großen Heterogenität der berichteten Degradationsraten, d.h. dem Leistungsverlust über die Zeit, in Zusammenhang stehen. Anschließend werden derzeit kommerziell genutzte Recyclingverfahren sowie in der Entwicklung befindliche Konzepte hinsichtlich ihrer Materialausbeuten, Reinheitsgrade und Kapazitäten untersucht, um die Menge an rückgewinnbaren Sekundärrohstoffen zu ermitteln. Darauf aufbauend kann die Wirtschaftlichkeit der deutschen PV-Recyclingindustrie analysiert werden. Ziel ist es, den Gesamtpreis des Recyclings in €/kWp zu berechnen und eine Wirtschaftlichkeitsanalyse von Investitionen in Recyclinganlagen durchzuführen. Darüber hinaus sollen die Wechselwirkungen zwischen Primär- und Sekundärrohstoffen auf dem Rohstoffmarkt untersucht werden, die durch die zusätzlich gewonnenen Recyclingprodukte entstehen.
Eine solche Untersuchung der deutschen PV-Recyclingindustrie unter Berücksichtigung langfristiger Degradationsraten und Lebensdauern sowie die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Primär- und Sekundärrohstoffen wurde in der bestehenden Literatur bisher nur unzureichend durchgeführt, weshalb diese Forschungsarbeit einen Beitrag zur Schließung dieser Lücken leisten kann.