2050年的台灣,預計將累積161萬噸報廢的舊太陽能光電板

2050年的台灣,預計將累積161萬噸報廢的舊太陽能光電板
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環保署以使用壽命20年進行廢舊量評估,其將於2050年累積產生高達161.4萬噸的廢舊太陽能光電板。若以太陽能板循環組織與威利雅環保集團合作工廠的產能,則需404年才能完成處理。

訪問專家:傅耀賢(國立台南大學綠色能源技術學系教授)、洪嘉聰(國立台南大學綠色能源技術學系碩士)、劉眞誠(國立台南大學綠色能源技術學系碩士)

一、全球能源需求展望

現今全球環保意識高漲,驅使裝設再生能源成為改善氣候變遷的重要目標。太陽能因此成為各國推動綠色能源的主力,全球太陽能板裝置容量不斷增加。平均太陽能板汰換約在裝置完成20年後,略估2030年後將處理大量太陽能板廢棄物,因此發展太陽能板廢棄回收再利用有其重要性。

按國際能源總署(IEA)於2019年11月13日,在巴黎總部發佈《世界能源展望2019》(註1),預測在2040年前全球能源需求將以每年1.3%的速度增長,表示能源需求依舊強勁增長。其中以太陽能為首的低碳能源,將佔一半以上的增長量。

太陽能板的使用壽命有限,原則上使用20年後,也能保有超過80%的功率輸出。但礙於生產工藝及材料品質缺陷,市場上僅提供10年的有限產品保固。

按國際再生能源機構(IRENA)的預測,若以25年使用年限評估其報廢趨勢,全球預計至2043年,當年所產生之廢舊太陽能板,將會超過新裝設數量,達到437.9GW(註2)(關於GW請參考:能源名詞解釋1);且至2050年全球廢舊太陽能光電板,累計將達到91262.6萬噸。

二、國際發展趨勢

歐盟的太陽能發展起步較其他國家早,亦需較早面對處理廢舊太陽能板的問題,於2012年採用「生產者責任延伸」精神,將廢舊太陽能板回收再處理規範,明確納入廢電機電子設備指令(Directive on Waste Electrical and Electronic Equipment, WEEE),現已達95%的回收率。

全球第一家專門回收再處理太陽能板的工廠,由隸屬歐盟的太陽能板循環(PV CYCLE)組織,與威立雅環保集團(VEOLIA)合作,於2018年在法國設立,預計到2021年產能可達到年處理量4萬噸。但以現行規模,無法應付未來龐大的廢棄量,需有更積極的回收機制來因應。

三、我國現況

台灣太陽能政策陸續以「陽光屋頂百萬座」、「太陽光電2年推動計畫」、「綠能屋頂全民參與行動計畫」等計畫鼓勵裝設太陽能板,2018年更通過「再生能源發展條例修正草案」,將2025年再生能源佔發電比20%的目標入法,其中太陽能規劃累積總裝置容量達到20GW。

經濟部也在2020年5月28日的新聞澄清中(註3)說明,政府這四年來推動能源轉型已有初步成果,截至今2020年3月,太陽光電裝置容量已達4.3GW,較 2016年1.2GW增加3.1GW,發電量從11億度大幅成長至40億度。

回收處理體系由環保署、經濟部能源局、太陽光電產業協會聯手推動。能源局於2019年起就向光電設備設置者,預收每kW1000元的回收處理費;環保署建立相關處理體系與稽核;回收工作則由太陽光電產業協會負責,查核每一片的模組序號符合案場設備登記後,安排符合清運與處理資格的業者回收處理。

環保署預估,目前一般汰換或因天災產生的廢棄物,約占當前設置量0.5%左右。全面更新的汰換潮,則將使太陽能板廢棄物在2023年後達1萬噸,2035年達10萬噸。雖然目前回收處理量並不高,但廢太陽能板被惡意棄置重創產業形象,讓能源局、環保署、業者加速建置回收處體系。

太陽光電產業協會秘書長姜暤先表示,目前符合可清除、處理「廢棄物代碼為D-2528的裝置使用後廢棄之太陽能板」共三家,分別是金益鼎、東鋐國際、世裕金屬,預計近日會再增加2-3家。太陽光電產業協會將優先選擇回收再利用率高廠商,例如,能進行分解回收的廠商,就會比用掩埋處理的廠商更好。(註4)

姜秘書長解釋,第一批的光電廢棄物是老舊汰換的光電板,屬早期產品,重量較重。處理方式是先拆解鋁框跟接線盒,由台灣再處理,其餘粉碎後運送到日本處理。粉碎物在鑄銅過程中可進一步分離出貴重金屬與其他物質,作為煉銅的造渣劑。由於國內沒有煉銅業,才選擇運送日本。未來在台灣處理,會有不同的做法。(註5)

考量台灣位處天然災害高風險地區,環保署以使用壽命20年進行廢舊量評估,其將於2050年累積產生高達161.4萬噸的廢舊太陽能光電板。若以太陽能板循環組織與威利雅環保集團合作工廠的產能,則需404年才能完成處理,若未能提供有效的廢棄太陽能板回收再處理解決方案,則將來的太陽能必定會扼殺於其廢棄物問題之下。

四、現行技術發展

從國際能源總署於2018年發表報告(註6),乃至於現行商轉的技術,最終仍以燃燒分解膠合層拆解太陽能板。然而以燃燒方法能耗大,亦造成材料損耗與空氣污染,若未完全去除用於強化太陽能板環境耐受性的塑膠薄膜(PVDF),亦會形成具環境毒性的氟碳化合物,導致回收物料交互汙染,僅具「降級回收」價值。綜觀其技術發展充其量只達「垃圾減量」的目的,依據現有技術的開發,並未充分利用太陽能板材料對於環境耐受高的特性。

五、研究創新性

我們以「循環經濟」為中心,太陽能板「完全回收(Total Recycle)」為出發點,開發「廢棄太陽能板完全回收再處理的循環經濟方案技術與設備開發」。其技術框架是以物理方法破壞不同材料間接面的親和力,來拆解太陽能板,不破壞材料。