Forschungs- & Entwicklungsinformationsdienst der Gemeinschaft - CORDIS

H2020

CABRISS — Ergebnis in Kürze

Project ID: 641972
Gefördert unter: H2020-EU.3.5.4.
Land: Frankreich
Bereich: Industrielle Technologien, Klimawandel und Umwelt

Recycling von Photovoltaik-Abfällen bringt Kreislaufwirtschaft voran

Eine EU-finanzierte Initiative hat Methoden entwickelt, mit denen sich aus Abfallstoffen der Photovoltaik (PV) wertvolle Materialien wie zum Beispiel Silizium (Si) für den Einsatz in der Industrie zurückgewinnen lassen.
Recycling von Photovoltaik-Abfällen bringt Kreislaufwirtschaft voran
Entsprechend der europäischen Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (EEAG-Richtlinie) müssen bis 2018 85 % der PV-Abfälle wiedergewonnen und 80 % recycelt und wiederverwertet werden.

Das im Rahmen von Horizont 2020 gestartete Projekt CABRISS hat Wege gefunden, die gesetzlichen Vorgaben der EEAG-Richtlinie in neue Geschäftsmöglichkeiten umzumünzen. Es bietet erstmals eine Kreislaufwirtschaft, die recycelte, wiederverwertete und wiedergewonnene Materialien aus Indium (In), Silizium und Silber (Ag) für PV und andere Anwendungsmöglichkeiten einsetzt.

Mit der Unterstützung von SPIRE („Sustainable process industry through resource and energy efficiency“) kam das Konsortium insgesamt auf elf Unternehmen und fünf Forschungseinrichtungen aus neun EU-Ländern, die in einer öffentlich-privaten Partnerschaft zusammenarbeiteten.

Projektkoordinator David Pelletier erklärt: „CABRISS hatte seinen Schwerpunkt hauptsächlich auf der Wertschöpfungskette in der Herstellung von Photovoltaik und konnte somit die branchenübergreifende industrielle Symbiose mit geschlossenen Kreislaufprozessen demonstrieren.“ Industrielle Symbiose beschreibt wie ein Netzwerk vielfältiger Organisationen ökologische Innovation und langfristigen Kulturwandel fördert sowie geschäftliche und technische Prozesse verbessert. CABRISS hat diesen Prozess weiterentwickelt, indem es anderen Industriezweigen Rohstoffe als Ausgangsmaterialien zuliefert.

Wertvolle Materialien aus PV-Abfall

Die Forscher nutzten im Projekt drei verschiedene Quellen für ihren PV-Abfall. Die erste beinhaltete eine neuartige Delaminationstechnik, mit der aus nicht mehr verwendbaren PV-Dünnschichten und Si-basierten PV-Modulen alle hochwertigen Materialien wie Ag, In, Si und hochreines Glas gewonnen werden können. Zur zweiten gehörte Feststoffabfall aus der PV-Produktion, der aus einer Mischung von zerstörten Si-Wafern und Si-Zellen besteht. Die letzte Quelle ist trockener Si-Staub, der bei der PV-Produktion anfällt, wenn beim Schnittprozess Material übrig bleibt, der sogenannte Verschnitt.

Die Projektpartner öffneten die Dünnschicht-Module beschädigungslos mit Hilfe von Lasertechnologie, wodurch das recycelte Glas von höherer Qualität war. „Für Si-basierte PV-Module wurde eine innovative Technologie auf Wasserbasis entwickelt, bei der im Gegensatz zu konventionellen Zerkleinerungstechniken das Glas nicht bricht und alle Materialien in den Si-PV-Modulen gewonnen werden können“, so Pelletier.

Wirtschaftlich und umweltfreundlich

Dieser Ansatz hat den Weg für ein hochwertiges, ertragreiches Recycling von PV-Modulen (Dünnschicht und Silizium) geebnet, bei dem alle wiederverwertbaren Materialien wirtschaftlich effizient gewonnen werden können. „Das Ergebnis ist ein Recycling von PV-Abfällen, das der EEAG entspricht und gleichzeitig den Ertrag sowie die Qualität der gewonnenen Materialien erhöht, also unter anderem Silizium, Indium, Silber und hochwertiges unbeschädigtes Glas“, erklärt Pelletier.

Außerdem haben die Forscher innovative kostengünstige Methoden getestet, mit denen Ag und Si extrahiert und gewonnen werden können. Sie konnten auch zeigen, dass es möglich ist, das aus zerstörten Wafern und Zellen gewonnene Silizium mit pyro- und hydrometallurigschen Verfahren so aufzubereiten, dass es als Solarsilizium (Reinheitsgrad 5N) direkt in der PV-Industrie eingesetzt werden kann. „Mit der Reinigung von Siliziumverschnitt konnten schon metallurgische Reinheitsgrade von 3N bis 4N erreicht werden“, berichtet Pelletier.

Die Gesellschaft profitiert von CABRISS, weil die Auswirkungen auf die Umwelt, die die Deponierung von PV-Abfall mit sich bringt, vermieden werden und dank einem Verfahren, das bisher noch nicht zum Einsatz gekommen war, weniger Energie nötig ist als bei der Herstellung von reinem Silizium. Auch die Auswirkungen auf die Umwelt aufgrund des eigentlichen Recyclingprozesses werden verringert, indem die Recyclingverfahren an den Ergebnissen ihrer Ökobilanz ausgerichtet und optimiert werden. „Außerdem werden sich auch dank Berichten über gute Arbeitspraktiken bei der Rückverfolgbarkeit von Abfällen von den PV-Herstellern zu den Recyclingbetrieben die Recyclingmöglichkeiten sowie die Effizienz bei der Gewinnung verbessern“, betont Pelletier.

Schlüsselwörter

CABRISS, Photovoltaik (PV), Silizium (Si), Recycling, Indium (In), Silber (Ag), Glas, Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (EEAG)
Folgen Sie uns auf: RSS Facebook Twitter YouTube Verwaltet vom Amt für Veröffentlichungen der EU Nach oben