Wie gut ist die CO2-Bilanz von Photovoltaikanlagen?

Öko- und CO2-Bilanz von Photovoltaikanlagen

CO2-Bilanz Photovoltaik

Für die Anschaffung einer Photovoltaikanlage sprechen viele Faktoren. Auch wenn die aktuellen Strompreise ein hartnäckiges Argument liefern, um auf die eigene Solarenergie zu vertrauen, ist auch der Aspekt des Umweltschutzes eine weitere starke Argumentation vieler PV-Befürworter. Aber stimmt das denn überhaupt? Wie ist es wirklich um die Ökobilanz von Photovoltaikanlagen bestellt? Wir haben die Antwort.

Was ist CO2 eigentlich?

Bevor wir uns ansehen, wie stark wir dem CO2-Ausstoß mit unserer PV-Power auf die Pelle rücken können, wollen wir klären, was CO2 überhaupt ist und wieso es so gefährlich ist.

CO2 ist der chemische Begriff für das Gas Kohlenstoffdioxid. Das kommt ganz natürlich auf der Erde vor, in den Ozeanen, in der Erdkruste und natürlich auch in der Luft, die wir atmen – aber eben in einem begrenzten Maße. Zwischen der Atmosphäre und den Meeren, Böden und Lebewesen besteht ein stetiger Austausch von CO2. Es gibt in diesem Kohlenstoffzyklus ein Gleichgewicht zwischen gelöstem und gebundenem Kohlenstoffdioxid.

Diese Balance wird jedoch zunehmend gestört und es gelangt immer mehr CO2 in die Erdatmosphäre – pro Jahr werden durch den Menschen 36 Gigatonnen Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Das geschieht durch Prozesse in der Energiegewinnung, Industrie, Transport etc. Diese Imbalance hat zwei fatale Folgen. Einerseits übersäuern die Meere durch den hohen CO2-Gehalt.

Andererseits sorgt das Gas dafür, dass die Erde sich immer weiter aufheizt – der Treibhauseffekt stellt sich ein. Grund dafür ist die Tatsache, dass CO2 zwar Licht, aber keine Wärme hindurch lässt. Die Wärme kann durch die CO2 Schicht nicht entweichen und staut sich auf der Erde. Und genau darum ist ein hoher Gehalt an Kohlenstoffdioxid so problematisch.

Bedeutung von CO2 in Zusammenhang mit einer Photovoltaikanlage

Wie viel CO2 spart eine PV-Anlage?

Für viele ist eben dieser umwelttechnische Aspekt der CO2-Reduktion ein Argument für die Anschaffung einer Photovoltaikanlage. Doch stellt sich die Frage: Entstehen bei der Produktion der Anlage nicht schon große Mengen CO2? Hinzu kommen der Transport, der Betrieb und schließlich die Entsorgung der Solaranlage. Kann das alles überhaupt am Ende noch CO2 einsparen?

Einsparung von CO2 durch Photovoltaikanlagen

Die Energy Payback Time oder EPBT

Ja, das bestätigt auch das Fraunhofer Institut, das in einer aktuellen Erhebung die Fakten zu Photovoltaik* zusammengetragen hat. Hierbei haben die Expertinnen und Experten unter anderem die Energierücklaufzeit beleuchtet – auch Energy Payback Time oder EPBT genannt. Diese misst die energetische Amortisation. Also die Zeit, die es dauert, bis eine PV-Anlage so viel Energie produziert hat, wie durch ihre Herstellung und ihren Betrieb investiert wurde.

Die energetische Amortisationszeit hängt logischerweise stark davon ab, wie viel Energie unsere Solaranlage produziert. Es kommt also auf die verwendete Technologie und den Standort des PV-Kraftwerks an. Photovoltaikanlagen in Deutschland weisen dabei eine Energy Payback Time von unter 1,3 Jahren* auf – wenn sie mit marktüblichen monokristallinen Si-Modulen ausgestattet waren. Polykristalline Module haben im Vergleich dazu einen geringeren Wirkungsgrad – hier würde es also länger dauern, bis der energetische Break Even Point erreicht ist.

Fand die Produktion der für die PV-Anlage genutzten Komponenten in Europa statt, sinkt die EPBT ebenfalls. Denn ein weiterer Faktor spielt in die Berechnung mit hinein: der Strommix. Dieser ist in Deutschland und in ganz Europa mit einem deutlich höheren Grünstromanteil (also Power aus erneuerbaren Energien) versehen, als es zum Beispiel in China der Fall ist. Da die Wind- und Wasserkraft, aber natürlich auch die Solarenergie im Vergleich mit anderen Energiequellen deutlich weniger CO2 ausstoßen, sinkt dadurch entsprechend auch die gesamte Belastung, die bei der Produktion von Solarmodulen entsteht. Hinzu kommt der kürzere Transportweg, der ebenfalls CO2 einspart.

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

Ebenfalls ausschlaggebend ist der Erntefaktor der Photovoltaikanlagen. Dieser beschreibt das Verhältnis der produzierten Energie zur verbrauchten Energie einer Solaranlage – und das über den gesamten Lebenszyklus gesehen. Bei einem durchschnittlichen Anlagenbetrieb in Deutschland und einer Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren sowie einer jährlichen Ertragsdegradation von 0,35 % geht man von einem Erntefaktor von 11 – 18*.

CO2 Einsparung einer PV-Anlage in kWh

Wie die Erhebung des Fraunhofer Instituts* bestätigt, wurden im Jahr 2020 in Deutschland durch die Nutzung von Photovoltaik 34,9 Mio. Tonnen Treibhausgasemissionen (netto) eingespart. Schauen wir uns das genauer an.

Bei der Herstellung einer PV-Anlage entstehen ca. 50 g CO2 pro erzeugter kWh (Kilowattstunde) Strom. Grundlage dieser Berechnung ist eine Solar-Dachanlage, die durchschnittlich 25 Jahre läuft und einer jährlichen Globalstrahlung von 1100 – 1700 kWh/qm ausgesetzt ist. Aber sind diese 50 g nun viel oder wenig?

Schauen wir uns dazu die Werte von fossilen Energieträgern im Vergleich an. Das Erdgas verursacht 499 g CO2 pro kWh, die Steinkohle setzt 830 g Kohlenstoffdioxid pro kWh frei und die Braunkohle satte 1075 g pro kWh Strom. Hier wird also deutlich, dass die PV-Anlagen maßgeblich dazu beitragen, den CO2-Ausstoß zu senken.

Ökologischer Fußabdruck von Photovoltaik

Wir sehen also deutlich, dass die Ökobilanz von Photovoltaik sehr gut ist. Die CO2-Ersparnis, die durch den Umstieg auf PV-Strom generiert werden kann, trägt aktiv zum Klimaschutz bei. Je nach Größe des Haushalts und Eckdaten der Anlage kann die CO2-Ersparnis durch den Umstieg auf PV jährlich bei bis zu 1,5 Tonnen CO2 pro Person liegen. Ein Umstieg auf Photovoltaik verkleinert somit den CO2-Fußabdruck, den wir hinterlassen auf effiziente und praxistaugliche Weise.

Sie möchten Ihre persönliche CO2-Bilanz selbst in die Hand nehmen und dazu auf eine eigene Photovoltaikanlage setzen? Sprechen Sie uns an und wir helfen Ihnen gerne bei der Planung und Umsetzung dieses Ziels. Die Profis von Energieversum freuen sich auf Ihre unverbindliche Anfrage.

*Quelle: https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.pdf

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