Der Begriff der Nachhaltigkeit stammt ursprünglich aus der Forstwirtschaft und wird Carl von Carlowitz zugeschrieben, der im Jahr 1713 formulierte, dass die bei der Rodung von Wäldern zu forstwirtschaftlichen Zwecken auch die Aufforstung mit bedacht werden muss, um eine nachhaltige Nutzung der Ressource Holz zu ermöglichen und künftigen Generationen Zugang dazu zu ermöglichen.
Davon ausgehend hat folgende Bedeutung für die Gegenwart entwickelt: Nachhaltigkeit bedeutet, die Bedürfnisse der Gegenwart so zu befriedigen, dass die Möglichkeiten zukünftiger Generationen nicht eingeschränkt werden. Dabei gelten drei Dimensionen der Nachhaltigkeit als Bemessungsgrundlage: Die wirtschaftliche Effizienz, soziale Gerechtigkeit und die ökologische Tragfähigkeit, die gleichberechtigt gewährleistet sein müssen, um die langfristige Nutzung vorhandener Ressourcen zu ermöglichen.
Hierauf basierend finden verschiedene Verfahren Anwendung, um eine Aussage in Bezug auf die Nachhaltigkeit von Produkten zu treffen. Wir haben uns im Nachgang für die Ökobilanzierung entschieden, die über die Betrachtung des gesamten Lebenszyklus (von der Produktion über den Betrieb, bis zur Rezyklierung in den Stoffkreislauf) eine Einschätzung zu möglichen Schadwirkungen des Produkts auf die Umwelt zulässt und alle notwendigen Stoffströme wie beispielsweise Emissionen, Rohstoffeinsatz, Transport und Energieerzeugung betrachtet.
Die Ökobilanz von Photovoltaikanlagen wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Direkte Umwelteinwirkungen entstehen nur während des Produktions- und Recyclingprozesses. Während des Betriebs treten keine nennenswerten Wirkungen auf. Ein zentraler Aspekt, der bei der Herstellung zu betrachten ist, ist das Produktionsverfahren, das stark von den verwendeten Ressourcen und dem Strommix der Produktionsanlagen abhängt. Dabei gilt, je höher der Anteil an EE am Strommix, desto geringer sind die Auswirkungen auf die Umwelt.
Die verwendeten Rohstoffe für PV-Module sind bedenkenlos in Bezug auf ihre Verfügbarkeit, Umweltwirkungen, als auch den Betrieb im privaten (Aufdachanlagen) als auch gewerblichen Dach- oder Freiflächen unbedenklich Der Hauptrohstoff für PV-Module ist Quarzsand, aus dem sowohl das Glas, das den größten Gewichtsanteil ausmacht, als auch die Wafer für die Solarzellen gefertigt werden – ein natürlicher und umweltunbedenklicher Rohstoff. Aluminium, das häufig in der PV-Produktion zum Einsatz kommt, ist langlebig und gut recycelbar. Es kann nach seiner Verwendung dem Stoffkreis wieder zurückgeführt werden und hat dadurch vergleichsweise geringe Umweltwirkungen. Auch Silber, das für die Leitfähigkeit in den Modulen verwendet wird, stellt keine großen Umweltprobleme dar. Potenziell bedenkliche Schadstoffe kommen in den Modulen nur in geringen, regulierten Mengen vor und stellen unter normalen Betriebsbedingungen keine Gefahr für Umwelt oder Menschen dar. (Quelle: Bundesgesundheitsamt)
Ein wichtiger Aspekt für die Bewertung innerhalb der Ökobilanz von PV-Modulen stellt die Energierücklaufzeit dar (Energy-Payback-Time EPBT), die die Zeitspanne angibt, innerhalb derer die durch das Modul produzierte Energie, die Primärenergie, die zur Herstellung verwendet wird, übersteigt. ISE Laut Frauenhofer ISE beträgt diese 1,3 Jahre.
Im Betrieb erzeugen PV-Anlagen keine negativen Umwelteinflüsse, wie bspw. CO2-Emissionen, wodurch sie insbesondere im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, wie Kohle und Erdöl eine deutlich bessere Öko- und CO2-Bilanz aufweisen. Eine kWh Solarstrom spart bis zu 1025 Gramm CO2 im Vergleich zu einer kWh Braunkohle-Strom. Nach der Energy Payback Time wird die PV-Anlage sogar klimapositive, da sie mehr CO2 vermeidet, als bei ihrer Herstellung und Installation verursacht wurde. Diese beschreibt den Break Even von aufgewendeter Energie zur Herstellung im Vergleich zur erzeugten Energie des Moduls. Eine moderne PV-Anlage mit einer Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren produziert am Ende etwa die 10- bis 15-fache Menge an Energie, die für die Herstellung benötigt wurde.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist das Recycling und die Entsorgung von PV-Anlagen. In Deutschland nehmen alle Recyclinghöfe die Module kostenfrei entgegen, Diese können die Recyclingkosten den Herstellern im Zweifelsfall in Rechnung stellen. So entstehen weniger Kosten und Umwelteinflüsse für Transport, da alles? dezentral gesammelt werden kann. Moderne Module bestehen zu 80 bis 90% aus Glas, das nahezu vollständig wiederverwendet werden kann. Auch die Metalle und Kunststoffe in den Modulen können gut recycelt werden. Der Recyclingprozess kann die Ökobilanz einer PV-Anlage um bis zu 42% verbessern und ermöglicht eine Wiederverwendung von bis zu 95% der Materialien.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PV-Anlagen eine der nachhaltigsten Methoden der Stromerzeugung darstellen. Durch ihre geringe Ökobilanz und den emmisionsfreien Betrieb, die kurze energetische Amortisationszeit von etwa 1,3 Jahren sowie die hohen Recyclingquoten und die lange Lebensdauer von bis zu 30 Jahren, tragen aktiv zur Reduktion von CO2-Emissionen der Energieerzeugung bei und bilden dabei einen der größten Hebel bei der Erreichung der Pariser Klimaziele. Besonders in privaten Haushalten, die PV-Anlagen auf ungenutzten Flächen installieren, wird der Druck auf landwirtschaftliche Flächen und die heimische Biodiversität minimiert. Das erhöht die Nachhaltigkeit von Photovoltaikanlagen weiter.
