2050年的台灣，預計將累積161萬噸報廢的舊太陽能光電板

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）

• 此篇報導為新興科技媒體中心與《工商時報》合作，並刊載於〈太陽能板廢棄回收與再利用技術觀點〉，專家回應日期為2020年06月01日

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。

我們以溫度使膠合層物理型態改變，降低其親和力達到拆解玻璃與背板目的；利用熱固性塑膠受外力之行為差異，來分離電池片與膠合層，該技術涉及之溫度範圍在膠合層「Tc溫度」以下，具有高產率與低能耗特點，全製程不需使用化學溶劑，較無二次汙染之隱患，兼具節能與環保，最小化回收成本，延續物命，達到永續循環發展的綠能目標。

此研究成果已進入量產製程開發階段，同時掌握「破碎」與「完整」廢棄太陽能光電板處理技術，可以完整取下玻璃重回產線再利用，今（2020）年有望開發全尺寸試驗機台，並完成廢棄太陽能光電板的自動化產線設備。

六、經濟價值

因此我們以對環境與品質更有利的轉換方式，從節能、環保的技術層面出發，將回收物料，提出有效地「回收產能去化」解決方案並「升級再製」成更具經濟效益的商品或素材，兼具低成本與高產值，使廢舊太陽能光電板回收商業化變的可行，不浪費每一材料，使得垃圾變黃金。

且持續進行回收佔比達74％的超白玻璃，再製成槽型玻璃、矽材再製「碳化矽」和EVA、PVDF與金屬純化再製等相關研究。

七、太陽能板需求及設置空間

因此本研究成果不光以達到完全回收而自足，而是要達成太陽能板的永續循環再利用，以產能去化產製之槽型玻璃整合太陽光電模組開發成「太陽光電牆體建材」，以更低成本與更高施工效率取代現有磚造牆體，應用於牆體、頂棚或隔牆整合於建築結構。更可將現行太陽光電從平面設置進階至立體化，讓太陽能不與民搶地，提出太陽能下階段發展的解決方案。改善了用地短缺侷限太陽光電發展規模，且以立體架構跳脫平面架構，使得節能與創能並行。

槽型玻璃是以先壓延後成型的方式連續生產，可用回收玻璃熔融再制，為本研究「升級再製」標的，可永續循環使用，為理想的綠建築材料，如下圖所示。

Photo Credit: 新興科技媒體中心

註釋

1. IEA (2019). World Energy Outlook 2019.
2. 由於是與新裝設太陽能板比較，故計算方式以發電量kW為單位，常見用於能源容量／發電量單位大小的描述，例如裝置容量或機組的發電量預期發展再生能源目標等則多用GW描述。同時因為太陽能板製造技術不斷精進，單片太陽能板的發電量增加，重量減輕，因此廢棄物處理量僅能預估，難有明確的數字。以當前（2020年）的技術而言，每kW太陽能板發電量約由三片太陽能板組成，重量約為60公斤。
3. 經濟部能源局（2020）。〈非核家園是台灣能源轉型的良機〉。
4. 陳文姿（2020）。〈廢棄太陽光電板回收機制終於上路 3月底首批處理 片片都要登記〉。
5. 同前引註。
6. IEA (2018). World Energy Outlook 2018.

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責任編輯：朱家儀
核稿編輯：翁世航