Kupfer – wichtig für die nachhaltige Energiegewinnung

Für die Sammlung, Speicherung und Verteilung von Solarenergie ist Kupfer dank seiner natürlichen Eigenschaften wie Leitfähigkeit und Langlebigkeit unverzichtbar. Das Material verbindet PV-Module mit dem Stromnetz und treibt in manchen Fällen die Motoren an, die die Sonnenkollektoren zur Sonne neigen. Kupfer lässt sich zu 100 Prozent recyceln. Nach dem Lebenszyklus einer PV-Anlage kann es genutzt und wiederverwendet werden, ohne dass es seine vorteilhaften Eigenschaften verliert.

Solarstromsektor wächst

Vergangenes Jahr wurden insgesamt 99,1 GW netzgekoppelte Solarstromanlagen installiert – im Vergleich zum Vorjahr, wo es noch 76,6 GW waren, entspricht dies einem Zuwachs von fast 30 Prozent. Die gesamte globale Solarstromkapazität beläuft sich damit auf 400 GW. Die Preise für Solarenergie sinken seit Jahren, deswegen steigen die Kapazitäten weiter.

In Europa sind die Gesamtergebnisse positiv. Mit 9,2 GW erreichten sie einen Zuwachs von 30 Prozent im Vergleich zu den im Vorjahr installierten 7 GW. Nach neusten Untersuchungen des Frauhofer ISE wurden in Deutschland 2017 1,75 GW neue PV-Kraftwerkskapazität bei der Bundesnetzagentur gemeldet – das sind knapp 2 Prozent des weltweiten Zubaus. Die PV deckte mit einer geschätzten Stromerzeugung von etwa 40 TWh [BDEW5] ca. 7,2 Prozent des Netto-Stromverbrauchs inkl. Netzverlusten in Deutschland.

Eine PV-Anlage lässt sich in elf Teilsysteme unterteilen. Man kann für jedes dieser Subsysteme, den Kupferverbrauch beispielsweise für eine 1-MW-PV-Anlage berechnen. Diese Größe ist repräsentativ für das Versorgungssegment, das derzeit den Großteil der PV ausmacht.

Abhängig von der Wahl der Wechselrichter-Einspeisekabel beträgt die Kupfermenge, die üblicherweise in einer 1-MW-PV-Anlage verwendet wird, 3,1 bis 4,8 Tonnen / MW. Sollten Verfolgungssysteme verwendet werden, werden diese Werte wahrscheinlich um weitere 0,4 Tonnen zunehmen. Kupfer könnte künftig Silber auf der Solarzelle weitestgehend ersetzen.

Primärkupfer ist Recyclingmaterial von morgen

Laut Prognosen der Vereinigung Solar Power Europe wird die weltweit neu installierte PV-Kapazität für den Zeitraum 2018-2022 rund 621,7 GW erreichen. Dies entspricht einem durchschnittlichen Wachstum von rund 124 GW pro Jahr. Geht man von einem durchschnittlichen Kupferverbrauch von 4 Tonnen / MW aus, lässt sich die geschätzte zusätzliche jährliche Nachfrage nach Kupfer auf dem PV-Markt mit 496.000 Tonnen pro Jahr berechnen.

Untersuchungen der United States Geological Survey im Jahre 2014 besagen, dass die Kupferreserven 720 Millionen Tonnen betragen. Die Kupferressourcen werden sogar auf über 5.000 Millionen Tonnen geschätzt. Heutiges Primärkupfer ist das Recyclingmaterial von morgen, das sogenannte Sekundärkupfer. 8,5 Millionen Tonnen Kupfer pro Jahr stammen gegenwärtig aus dem Recycling von Altschrott und Neuabfall. Dabei handelt es sich um Schrott, der bei Produktions- und Herstellungsprozessen anfällt. Mehr als 30 Prozent des jährlichen Kupferverbrauchs stammen aus recycelten Quellen. In Europa sind es rund 45 Prozent.

In den kommenden Jahrzehnten wird angesichts des beträchtlichen Anstiegs der installierten PV-Kapazität und der großen Mengen an Kupfer, die benötigt werden, damit gerechnet, dass eine beträchtliche Menge an PV-Modulen ihr Ende der Lebensdauer erreicht haben wird. Dies wirft Bedenken hinsichtlich einer umweltfreundlichen und kosteneffizienten Entsorgung von Abfällen aus PV-Modulen auf.