Die CO₂-Bilanz von Photovoltaik-Anlagen liegt über den gesamten Lebenszyklus typischerweise bei 20–50 g CO₂-Äquivalente pro kWh – je nach Produktionsstandort und Einsatzregion. Im Best Case (europäische Fertigung, sonnenreicher Standort) sind sogar nur 6,6 g CO₂/kWh möglich (Fraunhofer ISE / Solarserver, LCA-Studie 2024). Im Vergleich: Braunkohle verursacht 1.075 g CO₂/kWh, Steinkohle 830 g und Erdgas 500 g. Die energetische Amortisationszeit (Energy-Payback-Time) beträgt laut Fraunhofer ISE nur 1 bis 1,3 Jahre. Bei einer Lebensdauer von 25–30 Jahren erzeugt eine PV-Anlage damit 20- bis 25-mal mehr Energie, als für ihre Herstellung nötig war. Der deutsche Strommix lag 2024 bei 363 g CO₂/kWh (Umweltbundesamt, April 2025). Gegenüber dem verdrängten fossilen Strommix (nicht dem Gesamtmix) spart PV laut UBA rund 690 g CO₂-Äquivalente pro kWh ein – eine 10-kWp-Anlage also ca. 6,9 Tonnen CO₂/Jahr. Bezogen auf den tatsächlichen Strommix 2024 sind es rechnerisch rund 3,6 Tonnen. Neue Technologien wie Perowskit-Silizium-Tandemzellen und rahmenlose Glas-Glas-Module (22–27 % weniger CO₂) versprechen eine weitere Verbesserung der Bilanz.
Was ist die CO₂-Bilanz einer Solaranlage?
Die CO₂-Bilanz misst alle Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus. Das umfasst die Rohstoffgewinnung, Produktion, den Transport, die Installation, den Betrieb und die spätere Entsorgung oder das Recycling der Anlage.
Während des Betriebs entstehen nahezu keine direkten Emissionen. Die gesamte CO₂-Last einer Photovoltaikanlage entfällt auf Herstellung und End-of-Life. Minimale indirekte Emissionen durch Wartung, Anfahrt oder einen Wechselrichtertausch sind vernachlässigbar gering. Deshalb spricht man vom „CO₂-Rucksack", der sich über die Lebensdauer auf alle erzeugten Kilowattstunden verteilt.
Je länger die Anlage läuft, desto besser die Bilanz. Moderne Qualitätsmodule leisten nach 25 Jahren noch mindestens 80 % ihrer Nennleistung. Die jährliche Degradation liegt bei nur 0,25–0,5 % – das verbessert die CO₂-Bilanz mit jedem Betriebsjahr.
Die wichtigsten Kennzahlen auf einen Blick
Quellen: Fraunhofer ISE, „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland", Fassung 09.04.2025 · Umweltbundesamt, April 2025 · Solarserver / Fraunhofer ISE, LCA-Analyse 2024 · Erneuerbare Energien Magazin / Fraunhofer ISE Energy-Charts, Jan. 2026
CO₂-Vergleich: Photovoltaik vs. fossile Energieträger
Photovoltaik stößt bis zu 50-mal weniger CO₂ aus als Braunkohle. Die folgende Tabelle zeigt die typischen Lebenszyklusemissionen verschiedener Energiequellen – inklusive Herstellung, Betrieb und Rückbau.
| Energiequelle | CO₂-Ausstoß (g/kWh) | Faktor vs. PV |
|---|---|---|
| Braunkohlekraftwerke | 1.075 | ~30× |
| Steinkohlekraftwerke | 830 | ~24× |
| Erdgaskraftwerke | 500 | ~14× |
| Photovoltaik FOKUS | 20–50 (typisch) | 1× |
| Wasserkraft | 23 | ~0,7× |
| Windenergie (onshore) | 11–18 | ~0,4× |
PV-Bandbreite: Best Case 6,6 g (europäische Fertigung, subtropischer Standort, 40 Jahre Laufzeit) bis Worst Case ~55 g (chinesische Fertigung, wenig Sonne, 20 Jahre Laufzeit). Quelle: Solarserver / Fraunhofer ISE LCA-Analyse, 2024
Nur Wind- und Wasserkraft haben eine noch bessere CO₂-Bilanz als Photovoltaik. Die Kombination von PV mit einem Batteriespeicher erhöht den Eigenverbrauch und maximiert so die vermiedenen CO₂-Emissionen im Haushalt.
Wie beeinflusst die Produktion die CO₂-Bilanz?
Der Produktionsstandort ist der entscheidende Faktor. Eine wissenschaftliche Analyse unter Beteiligung des Fraunhofer ISE aus dem Jahr 2024 zeigt: Die CO₂-Emissionen pro kWh können je nach Produktionsort, Einsatzregion und Lebensdauer um bis zu den Faktor 8 variieren (Solarserver / Fraunhofer ISE).
In Europa hergestellte Module haben laut Fraunhofer ISE einen um rund 40 % kleineren CO₂-Fußabdruck als chinesische. Der Grund: Chinas Strommix enthält nach wie vor einen hohen Kohleanteil. Allerdings investiert China massiv in erneuerbare Energien, sodass sich dieser Unterschied langfristig verkleinern wird (Fraunhofer ISE, Pressemitteilung Sept. 2021).
Die energieintensivsten Schritte sind die Silizium- und Waferproduktion. Laut Fraunhofer ISE benötigt die gesamte solare Wertschöpfungskette rund 272 kWh Strom pro kWp Modulleistung. Bezogen auf den reinen Stromeinsatz amortisieren sich die Module in Deutschland nach nur 3–7 Monaten – abhängig davon, ob das Silizium in Norwegen oder China produziert wird (Solarserver / Fraunhofer ISE).
Klimagase jenseits von CO₂
Stickstofftrifluorid (NF₃) hat ein sehr hohes Treibhauspotenzial. Es wird bei der Reinigung von Beschichtungsanlagen für Dünnschicht-Solarmodule eingesetzt. Mit einem GWP100-Wert von rund 17.200 (laut IPCC AR5) ist NF₃ ein potentes Treibhausgas. Die gute Nachricht: Die Nutzung wird weltweit stark reduziert, und nicht alles davon gelangt in die Atmosphäre. Zudem betrifft dies nur Dünnschicht-Module – marktübliche kristalline Siliziummodule sind davon nicht betroffen.
Wer die CO₂-Bilanz seiner Anlage aktiv verbessern möchte, kann auf in Europa oder Deutschland gefertigte Module setzen. Einen Überblick bietet unser Ratgeber zu deutschen PV-Modulen.
Energy-Payback-Time: Energetische Amortisation
Die Energy-Payback-Time gibt an, wie lange eine Solaranlage braucht, um die Energie ihrer Herstellung zurückzugewinnen. Ist diese Zeit erreicht, produziert die Anlage faktisch emissionsfrei weiter – 20 Jahre lang und mehr.
Laut Fraunhofer ISE liegt die EPBT bei nur 1 bis 1,3 Jahren. Das gilt für Photovoltaik-Dachanlagen in Europa mit modernen monokristallinen Silizium-Modulen (Fraunhofer ISE, „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland", Fassung 09.04.2025). Bei einer Betriebsdauer von 25–30 Jahren erzeugt eine solche Anlage also 20- bis 25-mal mehr Energie, als in ihre Herstellung geflossen ist.
Bezogen auf den reinen Stromeinsatz geht es sogar noch schneller. Die direkte Stromamortisation liegt bei etwa 3–7 Monaten – abhängig davon, ob das Silizium in Norwegen (günstigster Fall) oder China (höchster Primärenergiebedarf) produziert wird.
So berechnen Sie Ihre CO₂-Einsparung
Die Formel ist einfach: Jahresertrag × CO₂-Faktor. Je nachdem, welchen Bezugsrahmen Sie wählen, ergeben sich zwei unterschiedliche – aber beide korrekte – Ergebnisse. In Deutschland erzeugt eine 10-kWp-Anlage rund 10.000 kWh pro Jahr (ca. 1.000 kWh/kWp).
Berechnung 1: Gegen den verdrängten fossilen Strommix
Das Umweltbundesamt gibt den Vermeidungsfaktor mit ~690 g CO₂-Äquivalente pro kWh an. Dieser Wert bezieht sich auf den Strom, der ohne PV aus fossilen Quellen hätte erzeugt werden müssen. Das ergibt: 10.000 kWh × 690 g = 6,9 Tonnen CO₂/Jahr.
Über 25 Jahre summiert sich das auf rund 172 Tonnen vermiedenes CO₂. Dieser Wert ist methodisch korrekt und wird von Fraunhofer ISE und UBA einheitlich verwendet.
Berechnung 2: Gegen den tatsächlichen deutschen Strommix
Der gesamte deutsche Strommix lag 2024 bei 363 g CO₂/kWh (UBA, April 2025). Dieser Wert enthält bereits alle erneuerbaren Quellen. Rechnet man damit: 10.000 kWh × 363 g = 3,6 Tonnen CO₂/Jahr.
Beide sind korrekt – der Unterschied liegt im Bezugsrahmen. Der UBA-Vermeidungsfaktor (690 g/kWh) misst, welcher fossile Strom konkret verdrängt wird. Der Strommix-Wert (363 g/kWh) ist der Durchschnitt aller Quellen inklusive Erneuerbarer. Für die Klimawirkung Ihrer PV-Anlage ist der Vermeidungsfaktor relevanter, da Solarstrom primär fossile Erzeuger aus dem Netz drängt – nicht Wind- oder Wasserkraft.
Der Neigungswinkel und die Ausrichtung Ihrer Module beeinflussen den Jahresertrag und damit die CO₂-Einsparung direkt. Auch ein Batteriespeicher erhöht den Eigenverbrauch und maximiert die Menge an fossil vermiedenem Strom.
Einfluss von Standort und Ausrichtung
Mehr Sonnenstunden = mehr Strom = bessere CO₂-Bilanz. In Süddeutschland liegt die Globalstrahlung bei rund 1.300 kWh/m², im Norden bei etwa 1.100 kWh/m². Dieser Unterschied wirkt sich direkt auf die CO₂-Emissionen pro erzeugter Kilowattstunde aus.
In sonnenreichen Regionen sinkt die CO₂-Belastung drastisch. Laut einer umfassenden LCA-Analyse unter Beteiligung des Fraunhofer ISE (2024) erreichen PV-Anlagen im absoluten Best Case – norwegische Produktion, 40 Jahre Lebensdauer, subtropischer Standort wie Nordafrika – nur 6,6 g CO₂/kWh. Im Worst Case – chinesische Produktion, 20 Jahre Nutzung, wenig Sonne – sind es rund 55 g CO₂/kWh. Für typische Dachanlagen in Deutschland liegt der Wert in der Praxis bei ca. 30–50 g CO₂/kWh (Solarserver / Fraunhofer ISE).
Ausrichtung und Neigungswinkel spielen ebenfalls eine Rolle. Die optimale Südausrichtung mit 30–35° Neigung holt in Deutschland das Maximum heraus. Aber auch Ost-West-Ausrichtungen sind wirtschaftlich – vor allem für den Eigenverbrauch bei Dachanlagen.
Auch die diffuse Strahlung zählt. An bewölkten Tagen produzieren Module weniger, aber nicht nichts. In Deutschland macht die direkte Strahlung nur etwa die Hälfte der Gesamteinstrahlung aus – der Rest kommt als diffuse Strahlung an.
Zukunftstechnologien: Perowskit, Glas-Glas & Co.
Die CO₂-Bilanz von Photovoltaik wird in den kommenden Jahren nochmals deutlich besser. Mehrere technologische Entwicklungen tragen dazu bei – von neuen Zelltypen bis zu veränderten Modulkonzepten.
Perowskit-Silizium-Tandemzellen
Die Nachfolgetechnologie der aktuellen Silizium-Zellen steht in den Startlöchern. Im Fraunhofer-Leitprojekt „MaNiTU" haben sechs Institute gezeigt, dass hohe Wirkungsgrade mit industrienahen Verfahren erreichbar sind. Tandemzellen kombinieren eine Silizium-Schicht mit einer Perowskit-Schicht und erreichen so theoretisch höhere Effizienzen als reine Siliziumzellen.
Der CO₂-Vorteil: Perowskite lassen sich bei niedrigen Temperaturen verarbeiten. Die Hochtemperatur- und Vakuumprozesse der Siliziumherstellung werden teilweise überflüssig. Das senkt den Energiebedarf der Produktion und damit den CO₂-Fußabdruck.
Glas-Glas-Module ohne Aluminiumrahmen
Rahmenlose Glas-Glas-Module verursachen 22–27 % weniger CO₂ als Glas-Folie-Module. Das hat eine Fraunhofer-ISE-Studie von 2021 für alle untersuchten Modultypen bestätigt. Der Grund: Die energieintensive Aluminiumproduktion für den Rahmen entfällt.
Ein weiterer Vorteil: längere Lebensdauer. Glas-Glas-Module degradieren langsamer und können 30+ Jahre betrieben werden. Jedes zusätzliche Jahr verteilt den CO₂-Rucksack auf mehr erzeugte Kilowattstunden.
Grünere Produktionsketten
Dünnere Wafer, weniger Material, mehr Effizienz. Die Industrie arbeitet an schlankeren Produktionsprozessen: weniger Siliziumverbrauch pro Zelle, höhere Ausbeuten, zunehmend erneuerbare Energien in der Fertigung. China – Weltmarktführer mit über 80 % Marktanteil bei Modulen – investiert selbst massiv in erneuerbare Energien, was den CO₂-Fußabdruck chinesischer Module mittelfristig senken wird.
Vorteile und Einschränkungen der PV-Ökobilanz
✅ Vorteile
- Extrem niedrige Emissionen: Typisch 20–50 g CO₂/kWh über den Lebenszyklus – bis zu 50× weniger als Braunkohle
- Schnelle Amortisation: Energy-Payback-Time von nur 1–1,3 Jahren bei 25+ Jahren Betrieb
- Trend nach unten: Neue Technologien und grünere Produktion senken den Fußabdruck kontinuierlich
- Positive Sekundäreffekte: Kein Feinstaub, kein Lärm, keine Brennstofftransporte, Renaturierungspotenzial bei Freiflächen
- Sinkender Strommix: Jede PV-Anlage verbessert den CO₂-Faktor des gesamten Stromnetzes
❌ Einschränkungen
- Produktions-Emissionen: Die Herstellung ist energieintensiv, besonders bei Kohle-basiertem Strommix in China
- NF₃-Problematik: Stickstofftrifluorid bei Dünnschichtmodulen – GWP100 von ~17.200 laut IPCC AR5 (Nutzung rückläufig, betrifft nicht kristalline Module)
- Blei in Perowskiten: Neue Tandemzellen erfordern Recyclingkonzepte für bleihaltige Materialien
- Datenbanken veraltet: Gängige LCA-Datenbanken (z. B. Ecoinvent) enthalten teilweise 10 Jahre alte Werte – die reale Bilanz ist heute besser
Deutscher Strommix 2024/2025: So sauber wie nie
363 g CO₂/kWh – der deutsche Strommix war 2024 so emissionsarm wie nie zuvor. Gegenüber 764 g CO₂/kWh im Jahr 1990 entspricht das einer Halbierung der spezifischen Emissionen (–52,5 %), so das Umweltbundesamt (April 2025).
2025 überholte Solarstrom erstmals Kohle und Gas. Insgesamt erzeugten deutsche PV-Anlagen rund 87 TWh Strom – 21 % mehr als im Vorjahr. Die Photovoltaik liegt damit auf Platz zwei der Stromerzeuger nach der Windkraft (132 TWh). In der gesamten EU lieferten Solaranlagen mit 275 TWh erstmals mehr Strom als alle Kohlekraftwerke zusammen (Erneuerbare Energien Magazin, Jan. 2026, basierend auf Fraunhofer ISE Energy-Charts).
Der Anteil erneuerbarer Energien lag 2025 bei 55,9 %. Gleichzeitig sank die Kohlestrom-Erzeugung erheblich: Braunkohle –8,4 %, Steinkohle –27,6 % im Vorjahr (Daten 2024). Im H1/2025 stieg die solare Stromerzeugung in der EU laut Fraunhofer ISE (Juli 2025) um weitere 16 %.
Installierte PV-Leistung in Deutschland: rund 116,8 GW Ende 2025 (vorläufig) nach einem Zubau von ca. 16,35 GW. Um die Klimaziele zu erreichen, müsste der Ausbau laut Fraunhofer ISE 2026 auf 22 GW steigen. Mehr zum Thema lesen Sie in unserem Überblick zu weltweiten Energieinvestitionen und den Intersolar-Highlights.
| Jahr | g CO₂/kWh | EE-Anteil | PV-Erzeugung |
|---|---|---|---|
| 1990 | 764 | ~3 % | – |
| 2020 | 375 | ~46 % | ~49 TWh |
| 2022 | 433 | ~47 % | ~58 TWh |
| 2023 | 386 | ~52 % | ~62 TWh |
| 2024 | 363 | ~62,7 % | ~72 TWh |
| 2025 | – (Prognose ↓) | ~55,9 % | ~87 TWh |
Der EE-Anteil 2025 liegt bei 55,9 % trotz geringerer Windkraft-Erzeugung. Die PV-Leistung kompensierte den Windkraft-Rückgang. 2025-Zahlen basieren auf vorläufigen Auswertungen. Quellen: Fraunhofer ISE Energy-Charts (Jan. 2025, Jan. 2026) · UBA (April 2025)
Häufige Fragen (FAQ)
Wie viel CO₂ verursacht eine Photovoltaikanlage pro kWh?
Typischerweise zwischen 20 und 50 g CO₂-Äquivalente pro kWh. Die genaue Zahl hängt vom Produktionsstandort der Module und der Sonneneinstrahlung ab. Im Best Case (europäische Fertigung, sonnenreicher Standort, 40 Jahre Laufzeit) sind laut Fraunhofer ISE sogar nur 6,6 g möglich. Im ungünstigsten Fall rund 55 g.
Lohnt sich Photovoltaik aus Klimasicht wirklich?
Eindeutig ja. Selbst im ungünstigsten Szenario verursacht PV nur einen Bruchteil der Emissionen fossiler Kraftwerke. Die Anlage hat ihre Herstellungsenergie nach spätestens 1,3 Jahren wieder eingespielt – danach folgen 24+ Jahre nahezu emissionsfreier Betrieb.
Wie viel CO₂ spart eine 10-kWp-Anlage pro Jahr?
Gegen den verdrängten fossilen Strommix: rund 6,9 Tonnen CO₂-Äquivalente pro Jahr (UBA-Vermeidungsfaktor ~690 g/kWh × 10.000 kWh). Gegen den durchschnittlichen deutschen Strommix 2024 (363 g/kWh) sind es rechnerisch ca. 3,6 Tonnen. Der höhere Wert ist klimatisch relevanter, da PV gezielt fossile Erzeuger aus dem Netz verdrängt. Über 25 Jahre summiert sich das auf rund 172 Tonnen. Wie sich die Einspeisevergütung dabei rechnet, lesen Sie in unserem separaten Ratgeber.
Wird die CO₂-Bilanz von Solarmodulen besser?
Ja, kontinuierlich. Effizientere Fertigung, dünnere Wafer, Glas-Glas-Module (22–27 % weniger CO₂) und kommende Perowskit-Tandemzellen verbessern die Bilanz. Hinzu kommt: Der weltweit wachsende EE-Anteil macht auch die Produktion selbst sauberer.
Sind Balkonkraftwerke klimafreundlich?
Auch kleine Anlagen haben eine positive CO₂-Bilanz. Die Herstellungsenergie ist proportional geringer. Die Energy-Payback-Time liegt ähnlich bei 1–2 Jahren. Danach liefern auch 800-Wp-Balkonkraftwerke klimaneutralen Strom.
Fazit
Photovoltaik ist eine der klimafreundlichsten Technologien zur Stromerzeugung. Mit typischerweise 20–50 g CO₂/kWh über den gesamten Lebenszyklus schlägt Solarstrom fossile Energieträger um ein Vielfaches – und verbessert sich mit jeder technologischen Generation weiter.
Die Zahlen sprechen eine klare Sprache: 1–1,3 Jahre energetische Amortisation, 6,9 Tonnen CO₂-Vermeidung pro 10 kWp und Jahr (gegen fossile Erzeuger), 87 TWh Solarstrom allein in Deutschland 2025. Im ersten vollen Jahr ohne Atomkraft haben erneuerbare Energien die Lücke gefüllt – nicht Kohle.
Wer heute in eine Solaranlage investiert, profitiert doppelt: finanziell durch sinkende Stromkosten und die Einspeisevergütung, klimatisch durch eine messbar bessere persönliche CO₂-Bilanz. Noch nie war der Zeitpunkt für eine eigene Photovoltaikanlage so günstig – und so wirkungsvoll für das Klima.
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Quellen
- Fraunhofer ISE – „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland", Fassung 09.04.2025
- Umweltbundesamt – „CO₂-Emissionen pro Kilowattstunde Strom 2024", April 2025
- Solarserver / Fraunhofer ISE – „Photovoltaik: Energiebilanz und CO₂-Fußabdruck", LCA-Analyse 2024
- Fraunhofer ISE – „Öffentliche Stromerzeugung 2024: Deutscher Strommix so sauber wie nie", Jan. 2025
- Fraunhofer ISE – „CO₂-Fußabdruck von PV-Modulen: Europa vs. China, Glas-Glas vs. Glas-Folie", Sept. 2021
Hinweis: Solar.red steht in keiner geschäftlichen Verbindung oder Kooperation mit dem Fraunhofer ISE, dem Umweltbundesamt oder anderen hier genannten Institutionen und Unternehmen. Alle Angaben zu CO₂-Emissionen, Einsparwerten und technischen Daten basieren auf öffentlich zugänglichen Studien und Veröffentlichungen (Stand: Februar 2026). Werte zur CO₂-Bilanz hängen von zahlreichen Faktoren ab – u. a. Produktionsland, Standort, Modultechnologie und Nutzungsdauer – und können im Einzelfall abweichen. Für eine individuelle Beratung wenden Sie sich bitte an einen zertifizierten Fachbetrieb. Dieser Artikel dient ausschließlich der unabhängigen Information.
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