Aktualisierter Nachhaltigkeitsstatus von auf kristallinem Silizium basierenden photovoltaischen Systemen: Trends zur Reduzierung des energie- und umweltbezogenen Lebenszyklus-Impacts

Zusammenfassung Dieser Artikel bietet eine umfassende Bewertung des aktuellen Lebenszyklus-Nachhaltigkeitsstatus von kristallin basierten photovoltaischen (PV) Systemen. Insbesondere werden einseitig kristalline Si (sc-Si) und multikristalline Si (mc-Si) PV-Systeme hinsichtlich ihrer Umwelt- und Energieeffizienz analysiert, wobei Beiträge aufgeschlüsselt und mit Schätzungen von vor 6 Jahren verglichen werden. Die Ergebnisse zeigen deutlich die signifikante Umweltverbesserung in der Produktion von sc-Si PV-Systemen - hauptsächlich in der Wafer-Phase - wo die Auswirkungen hinsichtlich Kohlendioxidemissionen um bis zu 50 % und hinsichtlich Säuregasemissionen um 42 % reduziert wurden. Die kumulative Energiedurchflussrate über den gesamten Lebenszyklus wird auf etwa 48 % niedriger (für sc-Si) und 24 % niedriger (für mc-Si) als zuvor berichtete Schätzungen geschätzt. Die Energierückzahlzeiten von derzeit installierten Systemen reichen von 1,3 Jahren (für c-Si PV) und 1,5 Jahren (mc-Si PV) für fest montierte Installationen mit geringer Bestrahlung (1000 kWh/m²/Jahr) bis zu 0,6 Jahren bei hoher Bestrahlung (2300 kWh/m²/Jahr). Die resultierenden Energierenditen auf Investitionen - ausgedrückt in Form von Primärenergie - reichen von 22 (bei geringer Bestrahlung) bis 52 (bei hoher Bestrahlung) für sc-Si PV-Systeme und von 21 bis 47 für mc-Si PV-Systeme. Darüber hinaus untersuchen wir die Auswirkungen sauberer Stromnetze und Effizienzsteigerungen im Netz auf diese Umwelt- und Energieindikatoren.