Solarthermie

Einführung

Im Falle der solarthermischen Kollektoren gehen vom Betreib des Kollektor keine negativen Umwelteffekte aus. Jedoch führte die Verwendung von Chrom VI-haltigen Beschichtugnen bei der Herstellung der Kollektoren zu schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit sowie auf die Wasserqualität und den Boden.

Reglementierung

Abbildung 1: Umweltpolitische Meilensteine für die Entwicklung neuer Beschichtungen bei Solarkollektoren

Nach den Verhandlungen auf EU-Ebene in den 1990ern lag 2000 ein erster Richtlinienentwurf vor. Er gab den Mitgliedsstaaten vor, dass sechswertiges Chrom (Chrom VI) ab dem 01. Januar 2008 in elektrischen Geräten durch andere Stoffe zu ersetzen ist. Die im Vorfeld des Entwurfs geführten Diskussionen entfalteten bereits Vorwirkungen. 2002 wurde die EG-Richtlinie 2002/95/EG (RoHS) zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (RoHS) verabschiedet Neben der RoHS wurde 2005 auch die EU-Direktive WEEE (Reduktion und Entsorgung von Elektronikschrott) in Deutschland durch das Elektro- und Elektronikgerätegesetz umgesetzt.

Absorberbeschichtungen

Die absehbare Substitutionsverpflichtung von Chrom beförderte den Umstieg auf neue selektive Absorberschichtsysteme, von denen sich im PVD-Verfahren hergestellte Absorberschichtsysteme sowie Titan-Nitrit-Oxid-Absorber (TiNOX®)am Markt etablieren konnten.

Schwarzchrom-/Schwarznickelbeschichtungen

Die sogenannte Schwarzchrom-Beschichtung war eine der ersten Beschichtungen mit selektiver Absorption, die serienmäßig hergestellt werden konnte. Sie wurde in einem galvanischen Verfahren auf das aus Kupfer oder Aluminium bestehende Absorberblech aufgebracht. Die Alternative zu Schwarzchrom war eine – ebenfalls galvanisch aufgebrachte – Nickelbeschichtung („Schwarznickel“). Die ersten mit Nickel selektiv beschichteten Aluminium-Absorber kamen vor zwei Jahrzehnten auf den Markt. Inzwischen sind sie nicht mehr auf dem Markt verfügbar. Diese Beschichtungen enthalten das hochgradig gesundheitsschädigende und umweltbelasttende Chrom VI.

Umweltrelevanz

Chrom VI gehört nach der Richtlinie 67/548/EWG zu den gefährlichen Stoffen, deren Einsatz prinzipiell zu vermeiden ist. Pro m² produzierter Absorberfläche fallen etwa 1 l Abwasser an. Das Abwasser muss durch Filtration, Ultra-Filtration und Umkehr-Osmose behandelt werden. Für die Deponierung des anfallenden Schlamms sind zertifizierte Entsorgungsfirmen erforderlich.

Titan-Nitrit-Oxid (TiNOX)-Absorber

Die Produktion von Titan-Nitrit-Oxid (TiNOX)-Absorbern erfolgt heute im industriellen Maßstab. Der Marktanteil in Deutschland wird auf 25 bis 30% geschätzt. Diese Absorberbeschichtung verursacht nicht nur geringere Schadstoffbelastungen, sondern benötigt auch weniger Energie bei der Herstellung: Für TiNOX-Absorber werden 1,2 kWh/m², für sunselect-Absorber 1 kWh/m² verbraucht.