CO₂-Bilanz von Photovoltaik: Wie klimafreundlich ist Solarstrom wirklich?

14.01.2026: Photovoltaik gilt seit Jahren als eine der wichtigsten Säulen der Energiewende. Solaranlagen erzeugen Strom aus Sonnenlicht, ohne dabei während des Betriebs Abgase oder klimaschädliche Emissionen freizusetzen. Für viele Menschen steht deshalb außer Frage, dass Solarstrom grundsätzlich sauber und umweltfreundlich ist. Gleichzeitig taucht jedoch immer wieder die kritische Frage auf, ob diese positive Einschätzung auch dann noch gilt, wenn man den gesamten Lebenszyklus einer Photovoltaikanlage betrachtet. Schließlich müssen Solarmodule produziert, transportiert, installiert und irgendwann entsorgt oder recycelt werden – und all diese Schritte benötigen Energie.

Ein genauer Blick zeigt: Auch Photovoltaik ist nicht vollständig emissionsfrei. Bereits bei der Herstellung der Anlagen entstehen Treibhausgase, insbesondere Kohlendioxid. Dennoch ist entscheidend, wie hoch diese Emissionen im Verhältnis zur erzeugten Strommenge ausfallen und wie sie sich im Vergleich zu anderen Energiequellen einordnen lassen. Genau hier zeigt sich, warum Photovoltaik trotz aller berechtigten Kritikpunkte als eine der klimafreundlichsten Technologien zur Stromerzeugung gilt.

Was bedeutet die CO₂-Bilanz bei Photovoltaik?

Die CO₂-Bilanz einer Photovoltaikanlage beschreibt die gesamte Menge an Kohlendioxid, die während ihres gesamten Lebenszyklus freigesetzt wird. Dazu zählen nicht nur die Emissionen während der Produktion der Solarmodule, sondern auch jene aus der Gewinnung der Rohstoffe, dem Transport der Komponenten, der Montage sowie der späteren Entsorgung oder dem Recycling. Anders als bei fossilen Kraftwerken entstehen während des eigentlichen Betriebs der Anlage jedoch keine zusätzlichen Emissionen.

Für die Bewertung der Klimawirkung wird die ausgestoßene CO₂-Menge auf die erzeugte Strommenge umgerechnet. Das Ergebnis wird üblicherweise in Gramm CO₂ pro Kilowattstunde angegeben. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Energieformen miteinander vergleichen, selbst wenn ihre technischen Grundlagen sehr unterschiedlich sind. Bei Photovoltaik ergibt sich daraus ein Wert, der deutlich unter dem von fossilen Energieträgern liegt.

Berechnungen, unter anderem vom Fraunhofer-Institut, zeigen, dass bei der Herstellung von Photovoltaikanlagen im Durchschnitt etwa 56 Gramm CO₂ pro erzeugter Kilowattstunde Solarstrom anfallen. Dieser Wert umfasst bereits alle relevanten Emissionen aus dem Produktionsprozess und stellt somit eine realistische Gesamtbetrachtung dar.

Warum entstehen Emissionen bei der Herstellung von Solarmodulen?

Der Hauptgrund für die Emissionen von Photovoltaikanlagen liegt in der energieintensiven Produktion ihrer Bestandteile. Besonders relevant ist dabei die Herstellung von Polysilizium, das als zentrales Ausgangsmaterial für die meisten Solarzellen dient. Um Silizium in der notwendigen Reinheit herzustellen, sind hohe Temperaturen und komplexe chemische Prozesse erforderlich, die einen erheblichen Energieeinsatz erfordern.

Ein weiterer Faktor ist der Produktionsstandort. In den vergangenen Jahren wurde ein großer Teil der Solarmodulherstellung – unter anderem verursacht durch den Altmaier-Knick – nach China verlagert. Dort ist der Strommix nach wie vor stark von Kohlekraft geprägt, weshalb der Energiebedarf der Produktion häufig durch fossile Quellen gedeckt wird. Das führt zu höheren CO₂-Emissionen, als sie bei einer Fertigung mit einem höheren Anteil erneuerbarer Energien entstehen würden.

Langfristig ist jedoch mit Verbesserungen zu rechnen. China investiert seit Jahren massiv in erneuerbare Energien, was den CO₂-Ausstoß der Industrie perspektivisch senken dürfte. Zusätzlich arbeiten Hersteller weltweit daran, Produktionsprozesse effizienter zu gestalten und den Materialeinsatz zu reduzieren. Beides trägt dazu bei, die Emissionen pro produziertem Modul weiter zu verringern.

Die CO₂-Bilanz von Photovoltaik im Vergleich zu fossilen Energiequellen

Um die Klimawirkung von Solarstrom richtig einzuordnen, lohnt sich ein Vergleich mit anderen Formen der Stromerzeugung. Braunkohlekraftwerke verursachen im Durchschnitt mehr als 1.000 Gramm CO₂ pro erzeugter Kilowattstunde. Steinkohlekraftwerke liegen mit rund 830 Gramm ebenfalls auf einem sehr hohen Niveau. Selbst moderne Erdgaskraftwerke, die als vergleichsweise sauber gelten, stoßen noch etwa 500 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde aus.

Im direkten Vergleich wird deutlich, wie gering der Wert von Photovoltaik ausfällt. Mit etwa 56 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde verursacht Solarstrom nur einen Bruchteil der Emissionen fossiler Kraftwerke. Selbst wenn man ausschließlich die Herstellung berücksichtigt, bleibt der Unterschied erheblich. Nur Windkraft und Wasserkraft schneiden noch besser ab, da sie mit etwa 18 beziehungsweise 23 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde auskommen.

Ein entscheidender Vorteil von Photovoltaik liegt darin, dass sich ihre Klimabilanz mit zunehmender Verbreitung weiter verbessert. Jede neu installierte Anlage trägt dazu bei, den globalen Strommix sauberer zu machen. Fossile Kraftwerke hingegen können ihre Emissionen lediglich durch begrenzte Effizienzsteigerungen reduzieren, stoßen aber auch langfristig weiterhin CO₂ aus.

Wie beeinflusst der Strommix die CO₂-Bilanz einer Photovoltaikanlage?

Ein oft unterschätzter Aspekt der Photovoltaik ist die Abhängigkeit ihrer CO₂-Bilanz vom verwendeten Strommix. Die Energie, die für die Herstellung der Module benötigt wird, stammt je nach Produktionsland aus sehr unterschiedlichen Quellen. In Ländern mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien fällt die CO₂-Bilanz der Modulproduktion deutlich günstiger aus als in Regionen, die stark auf Kohle setzen.

Auch der Betrieb der Anlagen wirkt sich indirekt auf den Strommix aus. In Deutschland lag der durchschnittliche CO₂-Ausstoß des Strommixes im Jahr 2025 bei etwa 320 Gramm pro Kilowattstunde (im Vergleich 2022: 434 Gramm/kWh). Jede Kilowattstunde Solarstrom ersetzt also im Durchschnitt eine deutlich emissionsreichere Strommenge aus dem Netz. Dadurch entsteht ein zusätzlicher Klimaeffekt, der über die reine Betrachtung der Herstellungsbilanz hinausgeht.

Mit dem weiteren Ausbau erneuerbarer Energien verbessert sich dieser Effekt kontinuierlich. Photovoltaik ist damit nicht nur eine emissionsarme Technologie an sich, sondern auch ein wichtiger Hebel zur Dekarbonisierung der gesamten Stromversorgung.

Weitere Klimagase in der Photovoltaik-Produktion

Neben Kohlendioxid können bei der Herstellung bestimmter Solarmodule auch andere Treibhausgase freigesetzt werden. Bei einigen Dünnschichttechnologien wird beispielsweise Stickstofftrifluorid eingesetzt, um Produktionsanlagen zu reinigen. Dieses Gas besitzt ein extrem hohes Treibhauspotenzial, das um ein Vielfaches über dem von CO₂ liegt.

Allerdings wird der Einsatz dieses Stoffes zunehmend eingeschränkt. Moderne Produktionsverfahren reduzieren sowohl die eingesetzten Mengen als auch die Emissionen in die Atmosphäre erheblich. Zudem wird Stickstofftrifluorid nicht vollständig freigesetzt, sondern zu großen Teilen wieder aufgefangen und weiterverwendet. Insgesamt spielt dieses Gas daher für die heutige Gesamtbilanz eine immer geringere Rolle.

Warum ist der Ertrag der Solaranlage entscheidend?

Die Klimafreundlichkeit einer Photovoltaikanlage hängt nicht nur von ihrer Herstellung ab, sondern auch von der Menge an Strom, die sie im Laufe ihres Lebens produziert. Je höher der Ertrag, desto geringer fallen die Emissionen pro erzeugter Kilowattstunde aus. Standort, Ausrichtung und Neigungswinkel der Module haben dabei einen erheblichen Einfluss.

In Süddeutschland ist die Sonneneinstrahlung beispielsweise deutlich höher als im Norden des Landes. Dadurch erzeugen identische Anlagen im Süden mehr Strom und erreichen schneller eine positive Klimabilanz. In sonnenreichen Regionen wie Spanien sinken die spezifischen Emissionen von Photovoltaik sogar auf etwa 24 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde.

Auch die Wahl der Modultechnologie spielt eine Rolle. Monokristalline Module besitzen einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline Varianten und liefern bei gleicher Fläche mehr Energie. Das verbessert die CO₂-Bilanz zusätzlich, da die Herstellungsenergie auf eine größere Strommenge verteilt wird.

Energy Payback Time: die energetische Amortisation

Ein zentraler Begriff im Zusammenhang mit der Nachhaltigkeit von Photovoltaik ist die sogenannte Energy Payback Time (EPBT). Sie beschreibt den Zeitraum, den eine Anlage benötigt, um die Energiemenge zu erzeugen, die für ihre Herstellung, ihren Transport und ihre Installation aufgewendet wurde. Ab diesem Zeitpunkt arbeitet die Anlage energetisch im Plus.

In Europa liegt diese energetische Amortisationszeit für moderne Photovoltaik-Dachanlagen laut Studien des Fraunhofer-Instituts bei etwa ein bis 1,3 Jahren. Angesichts einer typischen Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren bedeutet das, dass eine Anlage ein Vielfaches der eingesetzten Energie wieder zurückliefert. In sonnenreichen Ländern wie Indien wird dieser Punkt sogar bereits nach wenigen Monaten erreicht.

Nach der energetischen Amortisation produziert die Anlage über viele Jahre hinweg nahezu emissionsfreien Strom. Dieser lange Nutzungszeitraum ist ein wesentlicher Grund dafür, warum Photovoltaik trotz der Emissionen in der Herstellung eine so positive Gesamtbilanz aufweist.

Entsorgung und Recycling von Solarmodulen

Auch am Ende ihrer Lebensdauer haben Photovoltaikanlagen noch Einfluss auf die CO₂-Bilanz. Solarmodule müssen nach etwa 25 bis 30 Jahren zurückgebaut und recycelt werden. Dieser Prozess erfordert zwar ebenfalls Energie, trägt aber gleichzeitig dazu bei, wertvolle Materialien wiederzugewinnen.

Glas, Aluminium und Silizium lassen sich zu großen Teilen erneut verwenden. In Deutschland können laut Umweltbundesamt rund 90 Prozent der Materialien ausgedienter Solarmodule recycelt werden. Durch diese Wiederverwertung sinkt der Bedarf an neuen Rohstoffen, was die Umweltbelastung insgesamt reduziert und die CO₂-Bilanz weiter verbessert.

Photovoltaik als wirksames Klimaschutzinstrument

Die Herstellung von Photovoltaikanlagen ist zweifellos mit CO₂-Emissionen verbunden. Eine ganzheitliche Betrachtung zeigt jedoch, dass diese Emissionen im Vergleich zu fossilen Energiequellen sehr gering ausfallen und sich bereits nach kurzer Zeit amortisieren. Über ihre lange Lebensdauer hinweg sparen Solaranlagen ein Vielfaches der Emissionen ein, die bei ihrer Produktion entstehen.

Photovoltaik ist damit ein zentraler Baustein für eine nachhaltige Energiezukunft. Sie kombiniert eine vergleichsweise niedrige CO₂-Bilanz mit der Fähigkeit, den Strommix dauerhaft zu verbessern. Wer sich für eine Solaranlage entscheidet, investiert nicht nur in niedrigere Energiekosten, sondern leistet auch einen messbaren Beitrag zum Klimaschutz.

Bild: KI-generiert