Wie viel Öl wird für die Herstellung eines Solarmoduls benötigt?

Wenn wir darüber nachdenken, unseren CO2-Fußabdruck zu reduzieren, denken wir vor allem an die Nutzung von Solarenergie. Doch die Frage ist, ob Solarenergie wirklich sauber ist. Die Herstellung von Solarmodulen benötigt Öl, Wasser und Energie. Es stellt sich jedoch eine entscheidende Frage: Trägt der Prozess mehr zur Umweltverschmutzung bei, als er einspart? Um dies zu vertiefen, wollen wir herausfinden, wie viel Öl, Wasser und Energie für die Herstellung eines Solarmoduls benötigt wird.

Werden Solarmodule aus Öl hergestellt?

Die Antwort auf diese Frage ist nicht einfach, da Öl zwar nicht direkt bei der Herstellung von Solarmodulen verwendet wird, jedoch dennoch in den damit verbundenen Prozessen zum Einsatz kommt, ohne die die Produktion nahezu unmöglich ist.

Die Herstellung von Solarmodulen ist ein energieintensiver Prozess, der große Mengen an Wärme und Strom benötigt. Diese werden in der Regel durch fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas bereitgestellt. Die für den Produktionsprozess benötigten Rohstoffe müssen von den Minen zu den Produktionsstätten transportiert werden, was ebenfalls ein Grund für den Erdölverbrauch ist.

Auf den ersten Blick mag es so aussehen, als würden Solarpaneele nicht aus Öl hergestellt, doch tatsächlich wird für die Herstellung von Solarpaneelen Öl benötigt.

Wie viel Öl wird für die Herstellung eines Solarmoduls benötigt?

Wie wir gesehen haben, ist die Herstellung eines Solarmoduls ein komplexer Prozess und umfasst viele Schritte, bei denen Öl verwendet wird. Es ist schwierig, den genauen Ölverbrauch in der Produktion zu ermitteln. Der Grund dafür liegt in der unterschiedlichen Arbeitsweise der Produktionsstandorte.

Um die derzeitige weltweite Solarstromproduktion von etwa 87 TWh/Tag zu erzeugen, werden täglich rund 17 Millionen Barrel Öl benötigt . Angesichts der weltweiten täglichen Ölproduktion von etwa 85 Millionen Barrel würde es etwa drei Jahre dauern, genügend Solarmodule herzustellen, um die derzeitige globale Solarstromproduktion zu decken.

Wie wird Öl zur Herstellung von Solarmodulen verwendet?

Öl findet in allen Produktionssektoren vielfältige Anwendung, so auch bei der Herstellung von Solarmodulen. Es wird hauptsächlich für den Transport von Rohstoffen, Zwischenprodukten und Fertigwaren verwendet . Darüber hinaus dient Öl mitunter auch der Strom- und Wärmeerzeugung für die Produktion.

Zum besseren Verständnis sehen wir uns einige Beispiele an.

• Angenommen, Fabrik A ist weit vom Bergbaustandort entfernt und nutzt daher ölbetriebene LKWs, um Rohstoffe für die Produktion zu transportieren. Hier wird Öl in Transportfahrzeugen verwendet.
• Angenommen, die Fabrik wird von einem Dieselgenerator angetrieben, der zur Stromerzeugung hauptsächlich Öl verwendet.

In den beiden oben genannten Fällen wird bei der Herstellung von Solarmodulen indirekt erheblich mehr Öl verbraucht.

Betrachten wir es nun aus verschiedenen Perspektiven.

• Fabrik B liegt in unmittelbarer Nähe der Minen und wird hauptsächlich mit Wasserkraft, Solar- und Windenergie betrieben. Das bedeutet, dass für den Transport wenig Öl verbraucht wird, obwohl dennoch etwas Öl für den Materialtransport zur Fabrik verbraucht wird.
• Wenn der Transport jedoch mit Elektrofahrzeugen erfolgt, können wir davon ausgehen, dass kein Öl verbrannt wird.

So oder so wird Öl in Herstellungsprozessen verbraucht, die Menge hängt jedoch stark von der Entfernung der Fabriken zum Rohstoffstandort ab. Auch die Art der Energie, die die Fabriken nutzen, beeinflusst den Verbrauch. Daher ist es sehr schwierig, genau zu bestimmen, wie viel Öl für die Herstellung eines Solarmoduls benötigt wird.

Erdöl wird auch zur Herstellung von Kunststoffpolymeren verwendet, einem petrochemischen Produkt, das als Rückseitenfolie für Photovoltaikzellen dient. Laut einer Studie aus dem Jahr 2009 kann die für diese Rückseitenfolien in monokristallinen Modulen benötigte Zellulose aus Altkleidern gewonnen werden. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um recycelte Textilabfälle.

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Welches Öl wird zur Herstellung von Solarmodulen verwendet?

Photovoltaikzellen, die Sonnenlicht in Energie umwandeln, werden üblicherweise zwischen Schichten von Copolymeren angeordnet. Diese Copolymere verwenden häufig Ethylen , ein aus Erdöl und Erdgas gewonnenes Petrochemikal , als einen ihrer wesentlichen Bestandteile.

Ein weiteres Beispiel ist Erdöl , das hauptsächlich zur Herstellung von Solarmodulen verwendet wird, insbesondere für Transportzwecke.

Können Solarmodule ohne Öl hergestellt werden?

Die Herstellung von Solarmodulkomponenten ohne Erdöl erscheint schwierig, ist aber möglich. Erdöl wird hauptsächlich im Transportwesen verwendet, was durch den Einsatz von Elektrofahrzeugen und die Verlagerung der Produktionsstätten in die Nähe von Rohstoffabbaugebieten ersetzt werden kann.

Somit kann die Erzeugung von Wärme und Strom für die Verarbeitung durch erneuerbare Quellen statt durch fossile Brennstoffe erfolgen.

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Wie umweltschädlich ist die Herstellung von Solarmodulen?

Der Lebenszyklus von Photovoltaikanlagen, von der Produktion bis zur Nutzung, verursacht Treibhausgasemissionen von etwa 40–50 g CO₂- Äquivalent pro kWh . Bemerkenswerterweise entfällt ein erheblicher Anteil, etwa 60–70 %, allein auf die Herstellung der Solarmodule selbst, was etwa 28 _{g CO₂} - Äquivalent pro kWh entspricht.

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Wie viel Wasser wird für die Herstellung eines Solarmoduls benötigt?

Die Halbleiterherstellung ist ein äußerst wasserintensiver Prozess. Die Produktion eines Halbleiterwafers mit einem Durchmesser von etwa 30 cm und einer Fläche von ca. 0,7 m² verbraucht sage und schreibe 8.300 Liter Wasser. Zum Vergleich: Eine herkömmliche Solaranlage benötigt mehrere Quadratmeter Halbleitermaterial.

Eine große Halbleiterfabrik verbraucht täglich etwa 5 Millionen Gallonen Wasser, was 1.75 Milliarden Gallonen pro Jahr entspricht. Es ist wichtig, Wege zu finden, den Herstellungsprozess zu optimieren und den Wasserverbrauch zu senken. Zahlreiche Forschungseinrichtungen arbeiten in diese Richtung, um den Wasserverbrauch bei der Herstellung von Solarmodulen zu reduzieren.

In den kommenden Jahren dürfte der Wasserverbrauch bei der Herstellung von Halbleitern und anderen Komponenten für Solarmodule jedoch sinken. Wissenschaftler entwickeln zudem Techniken zur Minimierung des Stromverbrauchs im Herstellungsprozess, um sicherzustellen, dass die Module von Anfang an außergewöhnlich energieeffizient sind.

Der Wasserverbrauch bei der Herstellung von Solarmodulen hängt von der Produktionsregion , dem dortigen Klima und dem vom Hersteller verwendeten Verfahren ab. Man kann den Wasserverbrauch auf etwa 20 Gallonen pro Megawattstunde schätzen. Weitere Wasserbedürfnisse ergeben sich aus folgenden Verwendungszwecken:

• Wärme- und Stromerzeugung: Für die Herstellung von Photovoltaikzellen mit erneuerbaren Energiequellen wird Dampf benötigt, um die Turbinen zur Stromerzeugung anzutreiben. Daher wird hierfür Wasser verbraucht.
• Kühlzweck: Bei einem derart wärmeintensiven Prozess ist eine Kühlung der beteiligten Geräte erforderlich, daher wird Wasser zu Kühlzwecken verwendet.

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Wie viel Energie wird für die Herstellung eines Solarmoduls benötigt?

Für die Herstellung eines kristallinen Silizium-Solarmoduls wird Silizium benötigt, das aus dem Sand gewonnen wird, der aus Siliziumdioxid (auch als Silica bekannt) besteht.

Damit Siliziumdioxid in Solarzellen eingesetzt werden kann, muss es zu hochreinem metallurgischem Silizium (MGS) raffiniert werden. Dieser Prozess ist sehr energieintensiv: Allein die Herstellung von einem Kilogramm metallurgischem Silizium benötigt etwa 14–16 kWh Energie, was dem Stromverbrauch eines Haushaltsbackofens von sieben Stunden entspricht.

Der Energieaufwand für die Herstellung von Solarmodulen hängt vom jeweiligen Stand der Technik und dem verwendeten Herstellungsverfahren ab. Energie wird in jedem Produktionsschritt benötigt, von der Siliziumgewinnung für die Photovoltaikzellen über die Stromerzeugung und die Wärmebereitstellung bis hin zum Transport. Da alle Prozesse Energie benötigen, lässt sich der Energieaufwand für die Herstellung eines Solarmoduls nicht pauschal angeben.

Querverweis: Wie werden Solarpaneele hergestellt?

Obwohl die Herstellung von Solarmodulen Öl und Wärme aus fossilen Brennstoffen verbraucht, erzeugen sie mehr saubere Energie als sie selbst verbrauchen. Mit dem zukünftigen Ausbau der erneuerbaren Energien kann die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zudem minimiert werden, wodurch die Solarenergie zu einem vollständig sauberen Sektor wird.