Digitaler Produktpass in der europäischen Photovoltaik-Industrie: Kreislaufwirtschaft und nachhaltige Energie vorantreiben

Forschende der Berner Fachhochschule BFH entwickeln im Rahmen des EU-geförderten Projekts «Retrieve» einen digitalen Produktpass (DPP), der Kreislaufansätze in der europäischen Photovoltaik-Industrie (PV) fördern soll. Die DPP-Plattform zielt darauf ab, das Datenmanagement und die Rückverfolgbarkeit entlang der PV-Wertschöpfungskette zu verbessern. Dies ermöglicht effizientere End-of-Life-Prozesse (EoL) und unterstützt Initiativen zur Kreislaufwirtschaft.

Die Hintergründe

Die globale Solarindustrie expandiert in beispiellosem Tempo (Hemetsberger, Schmela, & Dunlop, 2024). PV-Produkte sind zu einer der tragenden Säulen der sauberen Energiewende geworden und bieten eine skalierbare Lösung zur Reduktion von CO₂-Emissionen und zur Steigerung der Energieunabhängigkeit. Dies wird künftig zu einer erhöhten Menge an PV-Abfall führen (Rabaia, Semeraro, & Olabi, 2022).

Abbildung 1: Prognostizierte globale kumulative PV-Kapazität und PV-Abfall am Ende der Lebensdauer (2016–2050) – die wachsende Notwendigkeit für Recycling und Kreislaufwirtschaftsstrategien wird deutlich. 10.09.2025 (Rabaia, Semeraro, & Olabi, 2022)

Doch das rasante Wachstum und der künftige Abfall dieses Sektors gehen mit zwei zentralen Herausforderungen einher. Erstens ist die Produktion von Solarmodulen stark in China konzentriert, das mittlerweile mehr als 80 Prozent der globalen Produktion ausmacht (Thomton, Mon, & Kerr, 2023). Diese Konzentration untergräbt nicht nur Europas strategische Autonomie, sondern schwächt auch die Wettbewerbsfähigkeit, da chinesische Module zu deutlich niedrigeren Kosten produziert werden als ihre europäischen oder amerikanischen Pendants (Chadly, Moawad, Salah, Omar, & Mayyas, 2024). Zweitens wird die globale Expansion der Solarkapazität enorme Abfallmengen erzeugen. Bis 2050 könnten weltweit rund 80 Millionen Tonnen ausgemusterter PV-Module anfallen (Akhter, et al., 2024). Werden diese Materialien nicht ordnungsgemäss zurückgewonnen und in den Industriekreislauf reintegriert, droht der ökologische Fussabdruck der Energiewende selbst nicht nachhaltig zu werden.

Eine doppelte Herausforderung: Abhängigkeit und Abfall

Die Europäische Union hat sich ambitionierte Ziele für den Ausbau erneuerbarer Energien gesetzt, doch ihre Abhängigkeit von importierten Modulen gefährdet sowohl die Versorgungssicherheit als auch den Aufbau einer widerstandsfähigen Industriebasis. Gleichzeitig steckt das Recycling von PV-Modulen noch in den Kinderschuhen. Die aktuelle Recyclinginfrastruktur ist fragmentiert, und Informationen über die Zusammensetzung und Recyclingfähigkeit von Modulen sind oft für jene nicht verfügbar, die sie am dringendsten benötigen (Komoto, et al., 2025).

Diese Kombination aus Abhängigkeit und Abfall unterstreicht den Bedarf an Innovation über die Produktion hinaus. Will Europa im Solarbereich wettbewerbsfähig bleiben und gleichzeitig ökologische Ziele wahren, muss die gesamte Wertschöpfungskette überdacht werden – von der Herstellung bis zum End-of-Life-Management.

Das Potenzial digitaler Produktpässe

Eine vielversprechende Antwort darauf ist der Digitale Produktpass (DPP) (Walden, Steinbrecher, & Marinkovic, 2021). Vereinfacht ausgedrückt ist ein DPP ein digitaler Datensatz, der ein Produkt über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg begleitet. Er enthält strukturierte Informationen zu Materialien, Komponenten, Umweltauswirkungen und Nachhaltigkeitsoptionen (Plociennik, et al., 2022; King, Timms, & Mountney, 2023). Für Solarmodule kann ein DPP wegweisend sein: Er bietet Transparenz, ermöglicht Rückverfolgbarkeit und erlaubt es allen Beteiligten – Herstellern, Installateuren, Recyclern, Regulierungsbehörden –, auf die Daten zuzugreifen, die sie für fundierte Entscheidungen benötigen (Boukhatmi & Grösser, 2025).

Im Rahmen des EU-geförderten Projekts Retrieve (RETRIEVE, 2023) wurde dieses Konzept in Form einer DPP-Plattform auf die Solarindustrie angewendet. Die Plattform ist als webbasierte Drehscheibe konzipiert, die Lebenszyklusdaten konsolidiert und sicherstellt, dass kritische Informationen zwischen den zahlreichen Akteuren der PV-Wertschöpfungskette nicht verloren gehen. Die Mission ist klar: eine lineare Industrie durch Digitalisierung in eine Kreislaufwirtschaft transformieren.

Vom Konzept zur Plattform

Die DPP-Plattform bündelt verschiedene Kernfunktionalitäten, die zirkuläre Praktiken stärken. Im Zentrum steht ein sicheres und interoperables Datenmanagementsystem, das jedem System eine eindeutige digitale Identität zuweist. Über diese Identität lässt sich der gesamte Lebenszyklus digital nachverfolgen: die Materialzusammensetzung, Produktionsmethoden, Leistungsdaten, Lebenszyklusereignisse und Informationen zur Zirkularität.

Hersteller können detaillierte Informationen über Materialzusammensetzungen und Designspezifikationen hochladen. Recycler erhalten Zugang zu Demontagerichtlinien und Rückgewinnungskennzahlen. Politische Entscheidungsträger können die Einhaltung von EU-Nachhaltigkeitsvorschriften überwachen, während Installateure und Eigentümer klare Anweisungen zu Nutzung und Leistungsdaten erhalten. Zugriffsrechte sind so gestaltet, dass sensible Daten geschützt werden, aber dennoch Zusammenarbeit dort möglich ist, wo sie benötigt wird.

Was diesen Ansatz wirkungsvoll macht, ist die Integration über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg. Anstelle isolierter Datensilos schafft der Pass eine gemeinsame Sprache. Er transformiert fragmentierte Informationsflüsse in ein strukturiertes System, das europaweit und potenziell darüber hinaus skaliert und standardisiert werden kann.

Eine Antwort auf regulatorische Dynamik

Der Zeitpunkt dieser Entwicklung ist kein Zufall. Die Europäische Union erweitert stetig den Regulierungsrahmen, der mehr Transparenz und Nachhaltigkeit im Produktdesign fordert. Die Ökodesign-Verordnung für nachhaltige Produkte (ESPR) (European Parliament & Council, 2024) betont Lebenszyklusdenken und Ressourceneffizienz. Darüber hinaus gibt der Aktionsplan Kreislaufwirtschaft (Götz, et al., 2022) die Richtung vor, um Abfall zu reduzieren und die Produktlebensdauer zu verlängern. Im Rahmen des Green Deal (Langley, Rosca, Angelopoulos, Kamminga, & Hooijer, 2023) hat sich Europa zur Dekarbonisierung und zum verantwortungsvollen Umgang mit kritischen Rohstoffen verpflichtet.

Andere Branchen durchlaufen diesen Wandel bereits. Ab 2027 wird der EU-weite digitale Batteriepass verpflichtend. In Europa verkaufte Batterien benötigen dann einen digitalen Pass, der Materialherkunft, CO₂-Fussabdruck und Recyclingfähigkeit dokumentiert (Battery Pass Consortium, 2025). Die Solarindustrie wird folgen, wodurch der DPP nicht nur eine freiwillige Innovation, sondern auch ein zukunftsorientiertes Compliance-Instrument wird (ESIA: European PV Solar Industry Alliance, 2024). Unternehmen, die solche Systeme frühzeitig einführen, positionieren sich als Vorreiter in Nachhaltigkeit und digitaler Transformation.

Materialien, Module und Zirkularität

Um die Bedeutung eines Produktpasses zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf das Innere eines PV-Moduls. Ein Standardpanel besteht aus gehärtetem Glas und einem Aluminiumrahmen. Hinzu kommen Verkapselungsmaterialien (üblicherweise EVA), Polymer-Rückseitenfolien und die Solarzellen selbst, die Silizium sowie Spuren von Silber, Zinn und manchmal Blei enthalten. Perowskit und andere aufkommende PV-Technologien erweitern die Bandbreite der in Solarzellen verwendeten Materialien und erhöhen die Komplexität über traditionelle Silizium-, CdTe- und GaAs-Systeme hinaus (Silva, Arachchige, Kumaragamage, & Perera, 2024).

Diese Mischung aus wertvollen, toxischen und technisch anspruchsvollen Substanzen erfordert einen hochinformierten Recyclingprozess. Ohne klare Daten können Recycler oft weder Materialien effizient trennen noch zurückgewinnen, was zu Verlusten sowohl hinsichtlich des Werts als auch der Umweltleistung führt. Indem ein digitaler Produktpass von Anfang an die Materialzusammensetzung und das Recyclingpotenzial nachverfolgt, schafft er die Grundlage für höhere Rückgewinnungsraten und sichereres Abfallmanagement.

Über Recycling hinaus: eine umfassendere Vision

Während Recycling der unmittelbarste Anwendungsfall im Retrieve-Projekt ist, reichen die Auswirkungen von DPPs weiter. Pässe ermöglichen die Wiederverwendung und Wartung von PV-Systemen, indem sie die Komponentenhistorie und Nutzungsbedingungen dokumentieren. Sie unterstützen die Entwicklung von Sekundärmärkten, auf denen wiederverwendete oder aufbereitete Komponenten verifiziert und mit Vertrauen gehandelt werden können.

Abbildung 2: Rahmenstruktur für DPP: Umfassende Struktur des DPP mit Frontend, Backend, PV-Industrieintegration und Dienstleistungen.

Darüber hinaus eröffnet die Integration von Lebenszyklusdaten mit staatlichen Energiesystemen neue Möglichkeiten. Man stelle sich kommunale Plattformen vor, die nicht nur die Energieproduktion von Solardächern erfassen, sondern auch die Lebensdauerverlängerung fördern, Recyclingströme antizipieren, die Ressourcenrückgewinnung optimieren und sich mit lokalen Industrien vernetzen. In solchen Ökosystemen wird der DPP zum digitalen Rückgrat zirkulärer Energiesysteme.

Der Weg zur breiten Anwendung

Selbstverständlich bringt Innovation in diesem Bereich Herausforderungen mit sich. Die Implementierung von Produktpässen erfordert Einigung über Datenstandards, Investitionen in digitale Infrastruktur und Vertrauen unter konkurrierenden Akteuren. Unternehmen könnten Bedenken haben, sensible Informationen zu teilen, während kleinere Firmen möglicherweise Schwierigkeiten haben, Ressourcen für die Implementierung bereitzustellen.

Doch die Vorteile sind greifbar. Grössere Transparenz reduziert Informationsasymmetrien, Compliance-Kosten und Risiken. Rückgewonnene Materialien wie Silizium und Silber können wieder in den Produktionskreislauf eintreten, was Europas Abhängigkeit von Importen und volatilen Märkten reduziert. Die Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette fördert Innovation und Resilienz. Insgesamt sind die Kosten des Nichtstuns weitaus höher als die Investitionen, die für die Einführung digitaler Produktpässe erforderlich sind.

Ausblick

Die im Rahmen des Retrieve-Projekts entwickelte DPP-Plattform befindet sich noch im Prototypenstadium, zeigt jedoch bereits die Richtung auf, in die sich die Branche bewegt. Erweiterte Feldtests, eine breitere Einbindung der Akteure und die Abstimmung mit sich entwickelnden EU-Vorschriften werden darüber entscheiden, wie schnell und weitreichend das System eingeführt werden kann. Zukünftige Versionen könnten zusätzliche Funktionalitäten umfassen wie Echtzeit-Leistungsüberwachung, KI-gestützte Vorhersageanalysen oder Blockchain-basierte Verifizierung von Nachhaltigkeitsaussagen.

Abbildung 3: Login-Seite der DPP-Plattform: Benutzeroberfläche für den Zugang zum DPP und seinen Funktionen.

Was bereits klar ist: Der Pass bietet einen strategischen Vorteil. Für politische Entscheidungsträger ist er ein Instrument zur präzisen Umsetzung von Nachhaltigkeitszielen. Für Hersteller ist er eine Chance, sich in einem wettbewerbsintensiven Markt abzuheben. Für die Gesellschaft stellt er eine Investition in sauberere Städte, Ressourceneffizienz und Klimaresilienz dar.

Fazit

Die Solarindustrie ist seit langem ein Symbol der sauberen Energiewende. Doch um wirklich nachhaltig zu bleiben, muss sie auf Kreislaufwirtschaft setzen. Der Digitale Produktpass ist ein entscheidender Schritt in diese Richtung. Indem er Daten, Menschen und Prozesse verbindet, schliesst er den Kreislauf zwischen Produktion und Recycling, reduziert die Abhängigkeit von Importen und setzt neue Massstäbe für Transparenz und Zusammenarbeit.

Der DPP ist mehr als eine technische Lösung. Er ist ein strategischer Wegbereiter für Europas Energieunabhängigkeit, ein Motor industrieller Innovation und ein Katalysator für den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft. Bei breiter Einführung kann er die Solarindustrie von einem Sektor, der lediglich grüne Energie produziert, in einen Sektor transformieren, der Nachhaltigkeit über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg verkörpert.

Referenzen

Akhter, M., Al Mansur, A., Islam, M. I., Lipu, M. H., Karim, T. F., Abdolrasol, M. G., & Alghamdi, T. A. (2024, July 7). “Sustainable Strategies for Crystalline Solar Cell Recycling: A Review on Recycling Techniques, Companies, and Environmental Impact Analysis.” Sustainability, 16(13), 5785. Retrieved September 23, 2024, from MDPI: https://www.mdpi.com/2071-1050/16/13/5785

Battery Pass Consortium. (2025, January 16). “EU Battery Passport: increasing data availability and sustainability with a new standard.”. Retrieved October 31, 2024, from The Battery Pass: https://thebatterypass.eu/news/eu-battery-passport-increasing-data-availability-and-sustainability-with-a-new-standard/

Boukhatmi, Ä., & Grösser, S. N. (2025, June 3). “European initiative launches digital product passport prototype for PV.” pv magazine International. Retrieved October 17, 2025, from PV Magazine: https://www.pv-magazine.com/2025/06/03/european-initiative-introduces-digital-product-passport-prototype-for-pv-industry/

Chadly, A., Moawad, K., Salah, K., Omar, M., & Mayyas, A. (2024, September). “State of global solar energy market: Overview, China’s role, Challenges, and Opportunities.”. Retrieved October 17, 2025, from ScienceDirect: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772737824000208

ESIA: European PV Solar Industry Alliance. (2024, August 8). PV PASSPORT: Paving the way: Recommendation for the Implementation of a Mandatory Digital Product Passport (DPP) for Solar Photovoltaic Modules in the European Union. Brussels. Retrieved October 17, 2025, from SolarAlliance: https://solaralliance.eu/wp-content/uploads/2024/11/ESIA-PV-Passport-II.pdf

European Parliament & Council. (2024, June 28). Regulation (EU) 2024/1781 of the European Parliament and of the Council of 13 June 2024 establishing a framework for the setting of ecodesign requirements for sustainable products, amending Directive (EU) 2020/1828 and Regulation (EU) 2023/1542 and repeal. Retrieved January 9, 2025, from EUR-LEX: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=OJ:L_202401781

Götz, T., Berg, H., Jansen, M., Adisorn, T., Cembrero, D., Markkanen, S., & Chowdhury, T. (2022). Digital product passport: the ticket to achieving a climate neutral and circular European economy? Retrieved January 9, 2025, from Wuppertal Institut: https://epub.wupperinst.org/frontdoor/index/index/docId/8049

Hemetsberger, W., Schmela, M., & Dunlop, S. (2024, June). Global Market Outlook for Solar Power 2024-2028. Retrieved September 21, 2024, from SolarPower Europe: https://www.solarpowereurope.org/insights/outlooks/global-market-outlook-for-solar-power-2024-2028/detail

King, M. R., Timms, P. D., & Mountney, S. (2023, January 15). “A proposed universal definition of a Digital Product Passport Ecosystem (DPPE): worldviews, system requirements and implications.” Journal of Cleaner Production, 389, 136299. Retrieved October 17, 2025, from ScienceDirect: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652622051125

Komoto, K., Agraffeil, C., Alonso-Garcia, C., Costa, D., Curtis, T., Danelli, A., . . . Libby. (2025). Status of PV Module Recycling in IEA PVPS Task 12 Countries. Photovoltaic Power Systems Programme, IEA-PVPS T12-31:2025 (Task 12), IEA-PVPS T12-31:2025(Task 12), 38-40.

Langley, D. J., Rosca, E., Angelopoulos, M., Kamminga, O., & Hooijer, C. (2023, December). “Orchestrating a smart circular economy: Guiding principles for digital product passports.” Journal of Business Research, 169(C), 114259. Retrieved January 9, 2025, from ScienceDirect: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0148296323006185

Plociennik, C., Pourjafarian, M., Saleh, S., Hagedorn, T., do Carmo Precci Lopes, A., Vogelgesang, M., . . . Ciroth, A. (2022). Requirements for a Digital Product Passport to Boost the Circular Economy. Bonn.

Rabaia, M. K., Semeraro, C., & Olabi, A.-G. (2022, November 1). “Recent progress towards photovoltaics’ circular economy.” Journal of Cleaner Production, 373, 133864. Retrieved October 17, 2025, from ScienceDirect: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652622034394

RETRIEVE. (2023). Reintegration of photovoltaic panel waste back into manufacturing as high value products. Horizon Europe project. Retrieved September 10, 2025, from RETRIEVE: https://www.retrieveproject.eu/

Silva, T. N., Arachchige, U., Kumaragamage, C., & Perera, V. (2024, January). “Solar Energy Technologies: A Complete review of the Solar system technologies.” Journal of Research Technology & Engineering, 5(1), 84-111. Retrieved from ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/377594872_Solar_Energy_Technologies_A_Complete_review_of_the_Solar_system_technologies

Thomton, M., Mon, H. M., & Kerr, S. (2023, November 7). “China to hold over 80% of global solar manufacturing capacity from 2023-26.” Wood Mackenzie Press Release. Retrieved September 28, 2024, from WoodMac: https://www.woodmac.com/press-releases/china-dominance-on-global-solar-supply-chain/

Walden, J., Steinbrecher, A., & Marinkovic, M. (2021). Digital Product Passports as Enabler of the Circular Economy. Weinheim: Wiley.