Recycling von Solarmodulen mittels Pyrolyse: Bewertung der Materialfreisetzung

Was die Pyrolyse beim Recycling von Solarmodulen in einem konkreten Projekt bedeutet

In Suchergebnissen wird die Pyrolyse zur Wiederverwertung von Solarmodulen oft als allgemeiner Begriff verwendet, während eine in Betrieb befindliche Anlage aus einer Kette von Schritten besteht, darunter Anlieferung, Prüfung, Vorbehandlung, Trennung, Staubbekämpfung, Materialaustrag und Qualitätskontrolle. Ein Käufer muss daher festlegen, wo der Leistungsumfang des Anbieters beginnt und endet. Zuführanlagen, Behälter, Förderbänder, Absaugleitungen, Schaltschränke, Ersatzteile und die Inbetriebnahme können im Lieferumfang enthalten, optional oder vor Ort bereitzustellen sein.

Ebenso wichtig ist die Definition des Ausgangsmaterials. In diesem Artikel wird von laminierten Modulen aus kristallinem Silizium nach mechanischer Vorbehandlung ausgegangen. Bei rahmenlosen, doppelverglasten, stark verwitterten, nassen, verschmutzten oder bereits zerbrochenen Modulen kann sich dieselbe Produktionslinie anders verhalten. YCSOLUTION nutzt Fotos, Moduldaten und repräsentative Proben, um diese Unterschiede zu ermitteln, bevor ein Verfahren vorgeschlagen wird; die endgültige Leistung sollte unter vereinbarten Testbedingungen bestätigt werden.

Bei diesem Thema ist entscheidend, ob die vorgeschlagene Prozessgrenze mit dem tatsächlichen Abfallstrom und der Produktspezifikation übereinstimmt. Die Nachweisdokumente sollten repräsentative Moduldaten, Fotos, Betriebsannahmen und vereinbarte Ausgangsspezifikationen enthalten.

• Zusammensetzung aus Polymer und Rückseitenfolie
• erforderliche Reinheit im nachgelagerten Bereich
• thermische Wohnbedingungen
• Auslegung der Abgasbehandlung
• Annahmen zu Energieverbrauch und Instandhaltung

Ablauf des Pyrolyseverfahrens beim Recycling von Solarmodulen und technische Kontrollmaßnahmen

Ein solider Prozessablauf beginnt mit der Triage. Module, die für eine sinnvolle Wiederverwendung in Frage kommen, sollten nicht automatisch in eine destruktive Recyclingphase gelangen. Die für das Recycling ausgewählten Module werden anschließend nach Struktur und Zustand gruppiert, damit intakte Rahmenmodule, Glas-Glas-Module und loses, beschädigtes Material den jeweils geeigneten Verarbeitungsschritten zugeführt werden können.

Bei Modulen aus kristallinem Silizium können zu den üblichen Verfahren das Entfernen des Rahmens und der Anschlussdose, das Trennen von Glas oder Laminat, die kontrollierte Zerkleinerung, das Sieben, die Trennung nach Luftstrom oder Dichte sowie die Sammlung metallhaltiger Fraktionen gehören. Mechanische, thermische und chemische Verfahren weisen nicht identische Ergebnisse oder Umweltkontrollen auf. Die Wahl des Verfahrens sollte sich nach den erforderlichen Produktspezifikationen richten und nicht nach der pauschalen Behauptung, dass mit einem bestimmten Verfahren alles zurückgewonnen werden kann.

Die Massenbilanz ist das praktische Kontrollinstrument. Bei einer Inbetriebnahmeprüfung sollten die zugeführte Masse, jedes einzelne abgetrennte Produkt, Staub oder Prozessrückstände sowie nicht zuordenbare Verluste erfasst werden. Die Probenahme sollte nach einer vereinbarten Methode erfolgen und die Proben sollten nach Möglichkeit vom vorgesehenen nachgelagerten Abnehmer bewertet werden. Dadurch wird aus einer Demonstration ein messbares Abnahmekriterium.

Ein häufiger Grund für das Scheitern von Projekten ist die Auswahl der Ausrüstung, bevor das Ausgangsmaterial und die Abnahmekriterien festgelegt sind. Bei der Prozessprüfung sollte dieses Risiko berücksichtigt werden, bevor die Entscheidungen über Layout, Preis und Lieferbedingungen endgültig getroffen werden.

• Typ und Zustand des eingehenden Moduls dokumentieren
• Definieren Sie jedes verkaufsfähige Produkt und jeden Reststrom
• Erfassen Sie die für den Test aufgewendeten Betriebsstunden
• Vor der Abnahme Probenahme- und Qualitätsprüfungsverfahren vereinbaren
• Weisen Sie jeder Nicht-Produkt-Fraktion ein konformes Ziel zu

Kapazität, Versorgungsanschlüsse und Standortbedingungen

Der stündliche Durchsatz ist nur ein Aspekt der Kapazität. Die Jahresleistung hängt von der gesicherten Tonnage, den Arbeitstagen, den Schichten, den Umrüstzeiten, geplanten Wartungsarbeiten, der Qualifikation des Bedienpersonals und der Verfügbarkeit von Lagerkapazitäten in den nachgelagerten Bereichen ab. Wenn die Anlieferungen saisonabhängig oder projektbezogen sind, kann der Anlieferungshof zum Engpass werden, selbst wenn die Anlage über sofort verfügbare Reservekapazitäten verfügt.

Die Versorgungsdaten sollten in Form der Anschlussleistung und des voraussichtlichen Betriebsbedarfs angefordert werden, wobei Spannung und Frequenz an den Bestimmungsort angepasst sein müssen. Staubabsaugung, Druckluft, gegebenenfalls Prozesswasser, Belüftung, Hebezeuge, Brandschutzvorrichtungen und Arbeitsfreiräume sind bei der Überprüfung des Layouts zu berücksichtigen. Ein mobiles System reduziert zwar einige Anforderungen an die Festbauweise, beseitigt diese Schnittstellen jedoch nicht.

• Jährliche Mengen in Tonnen und Stückzahlen, belegt durch Nachweise
• Typische Abmessungen und Gewicht des Moduls
• Betriebskalender und geplante Auslastung
• Spannung, Frequenz, Staubabsaugung und Druckluft
• Lagerung für angelieferte Platten, Produkte und Reststoffe

Wirtschaftliche Bewertung ohne unbegründete Versprechungen

In einem Angebot sollten die Kosten für die Ausrüstung von den Gesamtkosten des installierten Projekts getrennt ausgewiesen werden. Frachtkosten, Zölle, Fundamente, Gebäude oder Container, Versorgungsanschlüsse, lokale Arbeitskräfte, Genehmigungen, Materialien für die Inbetriebnahme und Betriebskapital können die Investitionssumme erheblich beeinflussen. Bei den Betriebskosten sollten ebenfalls die angenommenen Kosten für Arbeitskräfte, Strom, Verschleißteile, Wartung und Abfallentsorgung angegeben werden.

Der Erlös sollte auf der Grundlage lokal überprüfter Absatzmärkte und Produktspezifikationen berechnet werden. Für Aluminiumrahmen, Kupferkabel, glasreiche Materialien und siliziumhaltige Fraktionen gibt es keinen einheitlichen Preis. Verunreinigungen, Partikelgröße, Feuchtigkeit, Verpackung und Transportentfernung beeinflussen die Annehmbarkeit. YCSOLUTION kann eine Prozesskonfiguration und einen Kostenrahmen erstellen, während der Käufer die lokalen Preise und gesetzlichen Auflagen selbstständig überprüfen sollte.

Die Ergebnisse hinsichtlich Amortisation, Reinheit und Rückgewinnung müssen daher als projektspezifische Ergebnisse betrachtet werden. Ein kompetenter Anbieter erläutert Annahmen, Ausschlüsse und Testverfahren, anstatt in einer Broschüre garantierte Wirtschaftlichkeit zu versprechen. Dies ist besonders wichtig bei neuen Rohstoffen und Standorten, an denen sich die nachgelagerten Märkte noch nicht etabliert haben.

Um einen direkten Vergleich auf gleicher Basis zu ermöglichen, sollten Sie den installierten Umfang, den nachgewiesenen Durchsatz, die Produktspezifikationen, die Annahmen zu den Betriebskosten und die Verantwortung für die Reststoffbehandlung berücksichtigen, anstatt sich auf eine einzige Prozentzahl in der Schlagzeile zu verlassen.

• Liefer- und Installationsumfang
• Fracht, Zölle und lokale Bauarbeiten
• Arbeitsaufwand, Energie, Verschleißteile und planmäßige Wartung
• Produktqualität und gesicherte lokale Absatzmärkte
• Kosten für Genehmigungen, Rückstandsbehandlung und Berichterstattung

Wie YCSOLUTION ein projektspezifisches Angebot erstellt

YCSOLUTION geht vom Abfallstrom aus und nicht von einer festgelegten Maschinenliste. Bei der technischen Prüfung werden die Modulkonstruktion, eventuelle Schäden, die jährliche Liefermenge, die gewünschte Kapazität, die Zielprodukte, die Standortbedingungen und die Anforderungen des Bestimmungslandes berücksichtigt. Wenn Unsicherheiten hinsichtlich des Ausgangsmaterials bestehen, sind Fotos, Videos und Tests repräsentativer Proben aussagekräftiger als eine vorzeitige Zusage bezüglich der Produktionsleistung.

Die empfohlene Prozessroute kann den „Physical + Pyrolysis Process Route“-Ansatz nutzen, einen weiteren der vier Prozessansätze von YCSOLUTION, oder eine stufenweise Kombination daraus. Die Wahl wird in Form eines Prozessablaufs mit den wichtigsten Anlagen, Schnittstellen und erwarteten Materialströmen dokumentiert. Eine mögliche Automatisierung kann dann im Hinblick auf die Verfügbarkeit von Arbeitskräften und die Konsistenz der eingehenden Module bewertet werden.

Vor Vertragsabschluss sollten Käufer eine Verantwortungsmatrix anfordern, die folgende Punkte abdeckt: Planungsvorgaben, Versorgungsleistungen, vor Ort durchzuführende Arbeiten, Werksabnahme, Versand, Installation, Inbetriebnahme, Schulung, Ersatzteile und Kommunikation im Kundendienst. Dies ermöglicht einen zuverlässigeren technischen und wirtschaftlichen Vergleich zwischen den verschiedenen Anbietern.

• Fragebogen zu den Ausgangsstoffen und Bildauswertung
• Wahl der Route und vorläufige Erörterung des Massenstroms
• Ausstattungsliste und Zeitplan für die Schnittstelle zum Bauherrn
• Abnahmekriterien für Werk und Baustelle
• Schulungen, Ersatzteile und Serviceaufgaben

Unabhängige Quellen und Hinweis zu den aufsichtsrechtlichen Bestimmungen

Die Zusammensetzung von PV-Modulen und die Vorschriften für deren Entsorgung variieren je nach Technologie und Rechtsraum. Die US-Umweltschutzbehörde EPA beschreibt gängige Recyclingverfahren für kristallines Silizium und weist darauf hin, dass bei einigen ausrangierten Modulen möglicherweise eine Einstufung als Sondermüll erforderlich ist. Veröffentlichungen der IEA PVPS und des NREL dokumentieren die sich weiterentwickelnden Recyclingtechnologien, politische Rahmenbedingungen sowie die Notwendigkeit, Aspekte wie Wiederverwendung, Sammlung und Materialqualität zu berücksichtigen.

Diese Hinweise dienen als Planungshilfe und stellen keine Genehmigung für eine bestimmte Anlage dar. Projektbetreiber sollten sich vor der Festlegung einer Trassenführung oder der Inbetriebnahme einer Anlage an kompetente Fachleute vor Ort in den Bereichen Umwelt, Sicherheit, Elektrotechnik und Abfallwirtschaft wenden.