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Was ist der CO2 Fussabdruck von Photovoltaikmodulen?

Was ist der CO2-Fussabdruck von Photovoltaikmodulen?

Inhalt

Was ist der CO2-Fussabdruck von Photovoltaikmodulen?

Der CO2-Fussabdruck von Photovoltaikmodulen ist ein entscheidender Faktor für die Bewertung ihrer Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit. In diesem Artikel wird detailliert untersucht, wie viel CO2 bei der Produktion und Nutzung von Photovoltaikanlagen freigesetzt wird, und wie sie im Vergleich zu anderen Energiequellen abschneiden. Zudem wird beleuchtet, welche weiteren Umweltaspekte und Einsparungspotenziale bei der Nutzung von Solarstrom eine Rolle spielen.

So viel CO2 wird bei der Produktion von Solarenergie freigesetzt

Photovoltaik Module werden in einem mehrstufigen Prozess hergestellt, bei dem CO2-Emmissionen freigesetzt werden. Der erste Schritt ist die Gewinnung und Verarbeitung der Rohstoffe, wie Silizium, das für die Herstellung der Solarzellen benötigt wird. Dieser Prozess ist energieintensiv und führt zu einem erheblichen CO2-Ausstoss. Nach der Verarbeitung werden die Materialien zu Solarmodulen zusammengesetzt, was ebenfalls CO2-Emissionen verursacht. Ein weiterer Aspekt ist der Transport der fertigen Module und ihrer Komponenten zu den Installationsorten, was durch den Einsatz von Transportfahrzeugen zusätzliche Emissionen verursacht. Schliesslich erzeugt auch die Installation der Anlagen auf Dächern oder in Solarparks CO2, vor allem durch den Einsatz von Maschinen und Fahrzeugen.

Was ist CO2 eigentlich?

Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein farbloses und geruchloses Gas, das hauptsächlich bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdgas und Öl entsteht. Es ist ein wesentliches Treibhausgas, das massgeblich zur globalen Erwärmung beiträgt und negative Einflüsse auf die Umwelt ausübt, indem es Wärme in der Erdatmosphäre einfängt. CO2-Emissionen werden auch bei vielen industriellen Prozessen freigesetzt.

Häufig fragt man nach dem CO2 Fussabdruck von Unternehmen. (Foto: Pexels)
Häufig fragt man nach dem CO2 Fussabdruck von Unternehmen. (Foto: Pexels)

Photovoltaik im Vergleich mit anderen Energiequellen

Photovoltaikanlagen haben im Vergleich zu fossilen Energiequellen wie Kohle- und Erdgaskraftwerken einen deutlich niedrigeren CO2-Fussabdruck. Während die Verbrennung fossiler Brennstoffe grosse Mengen CO2 freisetzt, ist der CO2-Ausstoss von Photovoltaik während des Betriebs nahezu null. Der grösste Teil der Emissionen entsteht während der Produktion und Installation eines Solarmoduls. Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien wie Wind- und Wasserkraft hat die Photovoltaik ähnliche oder sogar geringere Emissionen. Windenergie hat einen leicht höheren CO2-Fussabdruck aufgrund der Materialmenge, die für den Bau von Windturbinen benötigt wird, während Wasserkraftwerke oft grosse Umweltveränderungen durch die Stauung von Flüssen verursachen.

Entstehen bei der Produktion von Photovoltaik noch andere Klimagase ausser CO2?

Neben CO2 können bei der Produktion von Photovoltaikmodulen auch andere Klimagase freigesetzt werden, darunter Methan (CH4) und Stickoxide (N2O). Methan entsteht oft bei der Gewinnung und Verarbeitung der Rohstoffe, insbesondere wenn fossile Brennstoffe für Energie verwendet werden. Stickoxide können während bestimmter chemischer Prozesse in der Modulproduktion freigesetzt werden. Diese Gase tragen ebenfalls zur globalen Erwärmung bei, allerdings in geringerem Umfang als CO2. Ihre Gesamtmenge ist im Vergleich zu den CO2-Emissionen relativ klein, aber sie sind dennoch relevante Faktoren in der Ökobilanz der Photovoltaik.

Ebenso entscheidend für den CO2-Fussabdruck: der Anlagenertrag

Der Anlagenertrag einer Photovoltaikanlage spielt eine wichtige Rolle bei der Bewertung ihrer Umweltfreundlichkeit. Der Ertrag hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Effizienz der Solarmodule, die Menge der Sonneneinstrahlung am Installationsort und die Bedingungen, unter denen die Anlage betrieben wird. Ein hoher Wirkungsgrad der Solarmodule bedeutet, dass mehr Strom pro eingesetzter Fläche erzeugt wird, was die CO2-Bilanz verbessert. Ebenso wichtig sind die Standortbedingungen; in sonnenreichen Gebieten ist der Ertrag höher, was zu grösseren CO2-Einsparungen führt. Die Wartung und die Lebensdauer der Anlage beeinflussen ebenfalls den Gesamtertrag. Regelmässige Wartung sorgt dafür, dass die Anlage über viele Jahre hinweg effizient arbeitet.

Der grösste CO2 Fussabdruck entsteht bei Solarmodulen während der Herstellung und Installation. (Foto: Pexels)
Der grösste CO2 Fussabdruck entsteht bei Solarmodulen während der Herstellung und Installation. (Foto: Pexels)

Energy-Payback-Time

Die Energy Payback Time (EPBT) ist ein Mass für die Zeit, die PV Strom benötigt, um die Energie zu erzeugen, die zu ihrer Herstellung aufgewendet wurde. Für Photovoltaikanlagen liegt die EPBT typischerweise zwischen ein und vier Jahren, je nach Effizienz der Module und den Standortbedingungen. Die kurze EPBT der Photovoltaik ist ein bedeutender Vorteil im energiemix und unterstreicht ihre Rolle als nachhaltige Energiequelle.

Wie viel CO2 spart eine PV Anlage?

Eine Photovoltaikanlage spart während ihrer Lebensdauer erhebliche Mengen an CO2 ein, die sonst durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt würden. Die genaue Menge der CO2-Einsparungen hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschliesslich der Grösse der Anlage, der Effizienz der Solarmodule und den Standortbedingungen. Durchschnittlich kann eine PV-Anlage pro Kilowattstunde (kWh) erzeugten Solarstroms etwa 0,5 bis 0,8 kg CO2 einsparen, wenn man von einem Vergleich mit der Stromproduktion aus fossilen Quellen ausgeht. Eine mittelgrosse Anlage auf einem Einfamilienhaus kann so mehrere Tonnen CO2 pro Jahr einsparen.

Der Erntefaktor oder Energy Returned on Energy Invested (ERoEI oder EROI)

Der Erntefaktor, auch bekannt als Energy Returned on Energy Invested (ERoEI oder EROI), ist ein Mass für die Nachhaltigkeit von Energieerzeugungstechnologien. Er gibt das Verhältnis der erzeugten Energie zur investierten Energie an. Ein hoher ERoEI-Wert bedeutet, dass eine Anlage viel mehr Energie liefert, als zu ihrer Herstellung und Betrieb aufgewendet wurde. Photovoltaikanlagen haben in der Regel einen ERoEI-Wert von 20 bis 30, was bedeutet, dass sie das 20- bis 30-fache der zur Herstellung und Installation benötigten Energie erzeugen. Im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, deren ERoEI-Werte oft deutlich niedriger sind, schneiden Photovoltaikanlagen sehr effizient ab. Wind- und Wasserkraftwerke haben ebenfalls hohe ERoEI-Werte, aber Photovoltaikanlagen bieten eine besonders gute Balance aus Energieeffizienz und geringer Umweltbelastung.

Auch wenn Photovoltaik nicht ohne Emissionen auskommt: Sie sind wesentlich geringer als bei fossilen Energieressourcen. (Foto: Pexels)
Auch wenn Photovoltaik nicht ohne Emissionen auskommt: Sie sind wesentlich geringer als bei fossilen Energieressourcen. (Foto: Pexels)

Ökologischer Fussabdruck von Photovoltaik

Der ökologische Fussabdruck von Solaranlagen umfasst nicht nur die CO2-Emissionen, sondern auch andere Umweltauswirkungen wie den Ressourcenverbrauch und die Abfallproduktion. Im Vergleich zu fossilen Energiequellen ist der ökologische Fussabdruck der Photovoltaik deutlich geringer. Massnahmen zur Reduktion des ökologischen Fussabdrucks in der PV-Industrie umfassen die Verbesserung der Effizienz von PV-Modulen, die Nutzung erneuerbarer Energien in der Produktion und das Recycling der Solarmodule am Ende ihrer Lebensdauer.

Schlussfolgerung: Welche Emissionen entstehen bei der Energieerzeugung mit Photovoltaik?

Die CO2-Bilanz von Photovoltaik Anlagen ist im Vergleich zu fossilen Energiequellen erheblich besser. Photovoltaikmodule verursachen während ihrer Lebensdauer nur einen Bruchteil der CO2-Emissionen pro kWh im Vergleich zu Kohle- und Gaskraftwerken. Darüber hinaus tragen sie nicht nur zur Reduzierung des Klimawandels bei, sondern auch zu einem nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Energiemix. Durch fortschrittliche Techniken und kontinuierliche Verbesserungen in der Herstellung, Installation und Wartung können die Umweltauswirkungen weiter minimiert werden, was die Photovoltaik zu einer der vielversprechendsten Energiequellen der Zukunft macht.

Quellen

https://www.wegatech.de/ratgeber/photovoltaik/grundlagen/co2-bilanz-photovoltaik/

https://grueneskino.net/blog/der-oekologisch-fussabdruck-von-photovoltaikmodulen/

https://www.energieversum.de/co2-bilanz-photovoltaik/

https://www.vattenfall.de/infowelt-energie/solar/klimabilanz-photovoltaik

https://www.sonnenenergie.de/sonnenenergie-redaktion/SE-2016-01/Layout-fertig/PDF/Einzelartikel/SE-2016-01-s030-Photovoltaik-CO2_Fussabdruck_von_Solarstrom.pdf

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