Erschließung von urbanen Silber- und Siliziumquellen

Photovoltaikmodule sind Deutschlands wichtigste urbane Quelle für Silber und Silizium, doch bisher gehen diese Rohstoffe beim Recycling weitgehend verloren. Das Projekt SiSil entwickelt eine skalierbare und wirtschaftliche Prozesskette, um über 90 Prozent dieser wertvollen Materialien ohne energieintensive thermische Verfahren zurückzugewinnen. Damit stärkt SiSil die deutsche Versorgungssicherheit, sichert industrielle Wertschöpfungsketten und senkt CO2-Emissionen.

Urbane Minen nutzen – Versorgungssicherheit für den Standort Deutschland

In deutschen Photovoltaikanlagen sind bereits über 200.000 Tonnen Silizium und mehr als 2.000 Tonnen Silber verbaut. Da die Primärgewinnung von Silizium extrem energieintensiv ist und Silber in Deutschland nicht mehr abgebaut wird, besteht eine kritische Abhängigkeit von Importen. Die deutsche Industrie, insbesondere die Spezialchemie und Elektronikbranche, ist jedoch zwingend auf diese kritischen Rohstoffe angewiesen. 

Während etablierte Recyclingverfahren bereits Glas und Aluminium erfolgreich zurückgewinnen, gehen Silber und Silizium bisher verloren oder landen im Downcycling. SiSil transformiert diese PV-Abfallströme in eine verlässliche heimische Rohstoffquelle und schützt nationale Unternehmen so vor globalen Lieferengpässen und volatilen Rohstoffpreisen. Das Projekt adressiert damit einen akuten Handlungsbedarf, da bis Ende des Jahrzehnts jährlich mehrere hunderttausend Tonnen Altmodule anfallen werden. Ein hochwertiges Recycling dieser Mengen stellt sicher, dass wertvolle Ressourcen nicht mehr thermisch verwertet werden, sondern als marktfähige Sekundärrohstoffe zurückfließen.

Chemische Präzision und KI für höchste Wirtschaftlichkeit

Der innovative Charakter des Projektes liegt in der Entwicklung einer Prozesskette, die ohne energieintensive thermische Schichttrennung auskommt. Dies ist ein entscheidender Vorteil für die Industrie: Durch den Verzicht auf Erhitzung werden nicht nur toxische Abgase vermieden, sondern auch die Bildung von Legierungen verhindert, welche die nasschemische Rückgewinnung bisheriger Verfahren oft unwirtschaftlich machten. 

Die Methodik setzt stattdessen auf eine mechanische Hochdurchsatz-Aufbereitung mit sensorbasierter Trennung, die unabhängig von Modultyp oder Geometrie arbeitet und Durchsätze von über 100 Tonnen pro Tag erlaubt. Für die anschließende hydrometallurgische Extraktion entwickeln die Partner spezielle Ätzreaktoren, die eine Reinheit des Sekundärsiliziums von mindestens 98 Prozent garantieren. Durch KI-gestützte Erkennungsalgorithmen bei der Sortierung und eine konsequente Kreislaufführung der Prozesschemikalien wird ein System geschaffen, das ökonomisch gegenüber Primärware konkurrenzfähig ist. 

Die industrielle Attraktivität wird zusätzlich durch die sehr gute Umweltbilanz gesteigert: Der CO2-Fußabdruck des so gewonnenen Siliziums beträgt weniger als ein Drittel im Vergleich zur Primärgewinnung aus Quarz.

Vom Pilotmaßstab zur industriellen Marktreife

Das Projektteam zielt auf eine Rückgewinnungsquote von über 90 Prozent für Silber und Silizium ab und belegt die Marktreife durch eine Pilotlinie, in der über 10 Tonnen Material verarbeitet werden.

An dem Vorhaben arbeiten unter der Projektkoordination des Fraunhofer IWKS vier spezialisierte Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette Hand in Hand: Die Reiling PV-Recycling GmbH & Co. KG verantwortet die mechanische Aufbereitung, während die GELTZ Umwelttechnologie GmbH die chemischen Ätzprozesse optimiert. Das Fraunhofer IWKS leitet die Prozessentwicklung und führt umfassende Nachhaltigkeitsbewertungen durch. Die Evonik Operations GmbH fungiert als industrieller Abnehmer, der das gewonnene Sekundärsilizium wieder in die Produktion zurückführt. 

Die Vorteile für die deutsche Wirtschaft gehen dabei über die reine Rohstoffversorgung hinaus: Durch den Vorsprung bei diesen komplexen Recyclingtechnologien entstehen erhebliche Exportchancen und Know-how für internationale Märkte. SiSil demonstriert damit, dass eine konsequente Kreislaufwirtschaft kein ökologischer Selbstzweck ist, sondern ein entscheidender Wettbewerbsvorteil für den Industriestandort Deutschland darstellt.