Subventionsbedingt hat der Zubau an Photovoltaik-Anlagen in Europa und gerade in Deutschland seit dem Jahr 2000 stark zugenommen. Nachdem in den letzten Jahren vor allem der Ausbau und der Betrieb der Anlagen im Fokus des öffentlichen Interesses standen, gewinnt aufgrund der begrenzten Lebensdauer und dem dardurch bedingten erwarteten Anstieg des Abfallaufkommens die Verwertung der Photovoltaik-Module zunehmend an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund wurden die Module im Jahre 2012 in den Geltungsbereich der Europäischen Richtlinie 2012/19/EU über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE) aufgenommen. Für das Recycling und die Wiedergewinnung der verschiedenen Modultypen existieren derzeit verschiedene Technologien, die sich in unterschiedlichen Entwicklungsstadien befinden. Bereits heute sind Anlagen zur Wiedergewinnung von Glas, das den Großteil der in Photovoltaik-Modulen enthaltenen Rohstoffe ausmacht, im industriellen Maßstab im Einsatz. Mit Hilfe von fortschrittlichen Technologien, die sich noch in einem deutlich früheren Entwicklungsstadium befinden, ist es auch möglich, die in kleinen Mengen enthaltenen teils kritischen Rohstoffe wiederzugewinnen. Die Wirtschaftlichkeit und damit die Attraktivität der Investition in eine solche Anlage hängt wesentlich von der unsicheren Preisentwicklung dieser Rohstoffe ab.

Vor diesem Hintergrund besteht die Zielsetzung dieser Arbeit in der Konzeption eines strategischen Planungsansatzes zur Entwicklung einer Sammlungs- und Verwertungsinfrastruktur für Photovoltaik-Module unter der Berücksichtigung der unsicheren Rohstoffpreisentwicklung. Der entwickelte Ansatz dient der Unterstützung und betriebswirtschaftlichen Bewertung von zukünftigen Investitionsentscheidungen zur Standort-, Kapazitäts- und Technologieplanung für dieses System.

Der entwickelte techno-ökonomische Planungsansatz basiert auf einem gemischt-ganzzahligen Optimierungsmodell zur Maximierung des Kapitalwertes. Um die Unsicherheit bezüglich der Preisentwicklung der Rohstoffe adäquat in der Systementscheidung abbilden zu können, erfolgt eine robuste Modellerweiterung mittels verschiedener Rohstoff-Preisszenarien. Zur Ableitung der Szenarien werden Informationen auf Basis von Rohstoffkritikalitätsindikatoren herangezogen. Die Validierung des entwickelten strategischen Planungsansatzes erfolgt exemplarisch anhand zweier Fallstudien.