Viele Menschen legen sich Balkonkraftwerke zu, um nachhaltiger zu leben und ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Aber welchen Unterschied machen Balkonkraftwerke in Sachen Klimaschutz am Ende wirklich? Und wie nachhaltig ist eigentlich die Herstellung oder die Entsorgung der Mini-Solaranlagen? Eine Umweltbilanz.

Rund 8 Tonnen CO2 stieß jede:r Deutsche im Jahr 2021 im Durchschnitt aus. Damit landete Deutschland im weltweiten Pro-Kopf-Ländervergleich des Global Carbon Projects auf Platz zehn, im europäischen Vergleich sogar auf Platz eins. Viele Menschen erhoffen sich, durch den Betrieb eines eigenen Balkonkraftwerks, ihren CO2-Fußabdruck zu verringern und so aktiv etwas zum Klimaschutz beizutragen. Doch wie groß sind die positiven Umweltauswirkungen einer Mini-Photovoltaikanlage? Und sind sie überhaupt so positiv, wie immer behauptet wird?

CO2-Emissionen: Wie nachhaltig sind Balkonkraftwerke?

Die gute Nachricht zuerst: Balkonkraftwerke wirken sich definitiv positiv auf den Klimaschutz aus – und das tatsächlich fast direkt vom Zeitpunkt der Anschaffung an. Dass Balkonkraftwerke gar kein CO2 ausstoßen, ist so allerdings nicht ganz richtig. Denn grundsätzlich gilt, dass jegliche Art des Energieverbrauchs Emissionen verursacht und dabei wird in zwei Arten des Energieverbrauchs und damit auch der CO2-Emissionen unterscheiden: direkte und indirekte.

1. Direkter Energieverbrauch meint die Energie, die unmittelbar beim Betrieb eines Geräts anfallen und damit auch direkte CO2-Emissionen produzieren.
2. Indirekter Energieverbrauch meint die Energie, die bei der Herstellung eines Geräts benötigt wird. Das Pendant dazu sind die indirekten CO2-Emissionen.

Was den direkten CO2-Ausstoß angeht, kann man tatsächlich sagen, dass Balkonkraftwerke komplett emissionsfrei sind. Das liegt daran, dass die Anlagen ihren eigenen Betrieb nur mit dem durch sie selbst produzierten Solarstrom am Laufen halten. Die Energie, die sie verbrauchen, stellen sie also eigenständig her und zwar komplett grün.

Schaut man sich jedoch den indirekten CO2-Ausstoß an, verbrauchen Balkonkraftwerke durchaus Kohlendioxid. Denn bei der Herstellung der Anlagen wird Energie benötigt und damit werden Emissionen ausgeschüttet. Besonders energieintensiv ist der Abbau und der Transport bestimmter Rohstoffe, die für die Herstellung der Solaranlagen verwendet werden, zum Beispiel Silizium.

Das aus Quarzsand gewonnene Halbmetall wird unter anderem in China, Brasilien und den USA abgebaut und muss bei hohen Temperaturen aus dem Quarzsand gelöst werden. Ein seltener Rohstoff ist Silizium allerdings nicht und sein Abbau weitaus weniger umweltschädlich als jener von Stoffen wie Kobalt oder Lithium.

Wann hat ein Balkonkraftwerk sich energetisch amortisiert?

Unter Einbezug des indirekten CO2-Ausstoßes hat das Umweltbundesamt schließlich Folgendes ermittelt: Eine Kilowattstunde (kWh) Solarstrom verursacht einen Treibhauseffekt, der etwa 40 Gramm Kohlendioxid entspricht. Das ist zwar mehr als eine Kilowattstunde Strom aus Wasserenergie (23 Gramm) oder Windenergie (18 Gramm) benötigt, allerdings immer noch um ein Vielfaches weniger als konventionelle Energiequellen brauchen. So liegt die Kilowattstunde Strom bei Braunkohle bei knapp über 1000 g/kWh.

Damit liegt der Zeitraum, den es braucht, bis ein Balkonkraftwerk sich energetisch amortisiert hat – also so viel Energie erzeugt hat, wie bei seiner Herstellung verbraucht wurde –, in Deutschland laut Fraunhofer Institut bei einem bis 1,3 Jahren. In südeuropäischen Ländern beträgt die sogenannte Energie-Payback-Time sogar nur durchschnittlich acht Monate. Rahmenlose Glas-Glas-Module haben übrigens den niedrigsten CO2-Fußabdruck. Außerdem schneiden monokristalline Solarmodule von ihrer Umweltbilanz her besser ab als polykristalline Module.

Wie viel CO2 lässt sich mit einem Balkonkraftwerk vermeiden?

Den Strom, den du mit deinem Balkonkraftwerk selbst produzierst, musst du nicht mehr bei deinem Stromanbieter einkaufen. Das bedeutet, hier sparst du aktiv jene CO2-Emissionen, die bei der Stromproduktion für das öffentlichen Stromnetz anfallen würden. Aber wie viel Einsparung an Kohlenstoffdioxid entspricht das genau? Dafür lässt sich eine einfache Rechnung aufstellen, die wie folgt aussieht.

Laut Umweltbundesamt verursachte die Produktion von einer Kilowattstunde Strom im herkömmlichen deutschen Strommix 2022 rund 434 Gramm Kohlendioxid. Ein Balkonkraftwerk mit einem 400 Wattpeak-Solarmodul und einem 400 Watt-Wechselrichter produziert bei optimaler Ausrichtung etwa 408 Kilowattstunden Strom pro Jahr. Mit einer Mini-Solaranlage lassen sich demnach 177.072 Gramm, also rund 177 Kilogramm CO2 pro Jahr vermeiden.

Das entspricht in etwa einer Autofahrt mit einem mittelalten Kleinwagen von München nach Paris. Geht man von einer Lebensdauer eines Balkonkraftwerks von 30 Jahren aus, kommt man auf 5,3 Tonnen.

Wie umweltfreundlich sind Balkonkraftwerke mit Speicher?

Etwas komplexer wird die Frage nach der Umweltbilanz von Balkonkraftwerken, wenn man sich die Modelle mit Speicher anschaut. Speicher ist an dieser Stelle gleichbedeutend mit Batterie. Für Balkonkraftwerke kommen in der Regel Lithium-Batterien zum Einsatz. Diese sind im Vergleich zu anderen Batterien besonders leistungsfähig und gleichzeitig platzsparend.

Allerdings steht der Abbau von Lithium unter Nachhaltigkeitsaspekten stark in der Kritik. Bei der Gewinnung wird Salzwasser aus tieferen Erdschichten an die Oberfläche gepumpt, verdunstet dort und wird anschließend gefiltert. Bei dem Pumpvorgang sinkt der Grundwasserspiegel. Das bedeutet, dass Gebiete langfristig austrocknen können und Wasser für die Landwirtschaft fehlt. Doch ein nachhaltiger Lithiumabbau ist grundsätzlich möglich. Nur ist hier die Politik gefordert, Vorschriften und Regelungen durchzusetzen, die zu einem solchen verpflichten.

Wer sich ein Balkonkraftwerk anschafft, allein um nachhaltiger zu leben und weniger, um Geld zu sparen, kann beim Kauf der Mini-Solaranlage im Grunde auch auf einen Speicher verzichten. Denn der Solarstrom, den der Betreiber oder die Betreiberin nicht selbst verbraucht, wird ins öffentliche Netz eingespeist. Er geht also nicht verloren, sondern steht dann als grüner Strom der Allgemeinheit zur Verfügung.

Sind Balkonkraftwerke recyclebar?

Zunächst einmal sind Balkonkraftwerke sehr lange haltbar. In der Regel haben sie eine Lebensdauer von mindestens 25 bis 30 Jahren. Geht ein Solarmodul kaputt, kannst du es einfach kostenlos bei deinem Recyclinghof abgeben. Die Internationale Organisation für erneuerbare Energien (IRENA) geht allerdings davon aus, dass bis 2025 in Deutschland knapp 100.000 Tonnen Solarschrott anfallen werden, 2030 sollen es bereits 400.000 Tonnen sein. 

Die Glasfront sowie die Rahmen aus Aluminium lassen sich leicht fürs Recycling verwenden. Die wertvollen in den Solarzellen verarbeiteten Metalle wie das Silizium wiederzuverwerten, gestaltet sich allerdings schwieriger. Dafür müsste man sie ordentlich voneinander auftrennen können. Aktuell ist das nur bedingt möglich. Mehrere Forschungsprojekte, zum Beispiel am Österreichischen Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI) oder am Fraunhofer Institut, arbeiten aber bereits an Lösungen für das Recycling-Problem.

Fazit

Balkonkraftwerke haben eine sehr gute Umweltbilanz. In der Nutzung sind sie komplett emissionsfrei. In der Herstellung müssen zwar Energie und damit auch CO2-Emissionen aufgewendet werden, allerdings liegen die indirekten Emissionen weit unter denen konventioneller Energiequellen, wie zum Beispiel Gas oder Braunkohle. Grundsätzlich lassen sich bereits mit einem kleinen Balkonkraftwerk schnell mehrere hundert Kilowattstunden Strom im Jahr sparen und somit mehrere Kilogramm Kohlendioxid vermeiden. Einzig bei Balkonkraftwerken mit Speichern ist es um die Umweltbilanz etwas schlechter bestellt.