Fraunhofer-Projektgruppe IWKS erhält den Umweltpreis 2016 der Bayerischen Landesstiftung
Bedingt durch die Energiewende wird die alternative Energieerzeugung und -nutzung forciert. Während immer leistungsfähigere Energiewandlungs- und -speicherkonzepte entwickelt werden, werden die ersten Generationen von Photovoltaikmodulen in den nächsten Jahren ihre maximale Lebensdauer erreicht haben und müssen als Altprodukte eine nachhaltige Verwendung finden. Diese Herausforderung wird in den kommenden Jahrzehnten durch die zu erwartende stark ansteigende Anzahl von Photovoltaikanlagen noch größer werden. Die bloße Zerkleinerung und Deponierung ausrangierter Photovoltaikmodule kann nach aktuellen Studien zu einer Verunreinigung der Umwelt beispielsweise durch Antimon führen, das als toxisch, gesundheitsschädlich und gewässergefährdend eingestuft ist. Auch ist es ökologisch und ökonomisch unerlässlich, die in den Modulen vorhandenen Wertstoffe zu recyceln. Zusammen mit der ImpulsTec GmbH gelang es Andreas Bittner und seinem Team von der Fraunhofer-Projektgruppe IWKS ein effizientes, einfaches und vor allem chemikalienfreies Recyclingverfahren für Photovoltaikmodule zu entwickeln, das die Rückgewinnung von Werkstoffen und Funktionskomponenten ermöglicht und zudem auch in anderen Recyclingprozessen wie zum Beispiel bei Batterien, LEDs, Elektroschrott oder Faserverbundwerkstoffe einsetzbar ist. Durch die hohe Effizienz, Selektivität und Anwendungstauglichkeit des neuen Recyclingverfahrens kann damit ein wesentlicher Beitrag für den Umweltschutz erzielt werden.
Kernstück des neuen Recyclingprozesses: Die elektrohydraulische Fragmentierung Das innovative Recyclingverfahren auf Basis von elektrisch erzeugten Druckwellen und die dazugehörige Pilotanlage sind deutschlandweit einmalig. Beim elektrohydraulischen Fragmentierungsverfahren werden die aufzutrennenden Materialverbünde in Wasser eingebracht und über intensive Schockwellen materialselektiv zerlegt. Nach dem Ablassen des Wassers können die voneinandergetrennten Materialien und Komponenten durch Sieben und Sortieren einfach und sortenrein voneinander getrennt werden. Dabei lassen sich besonders hohe Wertstoffrückgewinnungsraten erreichen und hochwertige Glasfraktionen sowie Funktionsmaterialien wie Silicium effizient wiederverwerten.
Das neuartige Verfahren verbessert die Ausbeute und die Qualität der zurückgewonnenen Materialklassen wie hochtransparentes Glas, Metall, Halbleiter und Polymer. Da für die Auftrennung keine Prozesschemikalien benötigt werden und eventuell entstehende Gefahrstoffe wie Stäube durch das Medium Wasser passiviert werden, ist die neue Methode auch erheblich umweltfreundlicher als etablierte Verfahren. Selbst gering konzentrierte Wertstoffe und sogar intakte Funktionskomponenten, die direkt für neue Produkte wiederverwendbar sind, können zurückgewonnen werden. Gemäß dem Motto Ressourcen zu gebrauchen und nicht zu verbrauchen kann so eine energie- und materialintensive Neusynthese von Funktionsmaterialien in bestimmten Fällen entfallen. Damit lassen sich Kosten und Ressourcen sparen und die Umwelt wird nicht mit kaum recycelbaren Komponenten belastet.
Die erste Pilotanlage läuft bereits am Standort Alzenau der Fraunhofer-Projektgruppe IWKS, eine weitere Anlage wird bei einem mittelständischen Recyclingunternehmen eingesetzt. Durch den skalierbaren, flexiblen und mobilen Aufbau kann der gesamte Prozess an beliebigen Orten installiert werden und beispielsweise für das Recycling von Altprodukten oder Produktionsabfällen direkt an den Produktionsstätten verwendet werden.
