台灣光華 發行日期:2020-07-15 刊號:7月號
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光電產業的最後一片拼圖 廢太陽能板完全回收系統

【文˙陳群芳 圖˙莊坤儒】

根據環保署預估,台灣的太陽能板廢棄物在2023年約產生一萬公噸,2035年起每年則將超過十萬公噸;而以國際再生能源總署的預測模型來推估,至2050年全球的廢太陽能板將達到9.1億公噸,相當於2.2億隻亞洲象。發展潔淨能源的美意,恐被棘手的廢棄物問題而掩蓋,廢太陽能板的回收已是全球當務之急。

台南大學綠能所的研究團隊以「永續物命」為理念,領先國際開發出完全回收系統。他們打造太陽光電產業的循環經濟,為世紀難題找到解方,也為台灣的光電產業闢出一條新路。

▲投入光電研究20多年,傅耀賢拿著曾經熱門的薄膜太陽能電池,娓娓道出產業的興衰。

夏季中南部艷陽高照,太陽能板努力地做工。若是民間集資架設,大家正開心賺進躉售電價,朝著潔淨能源的目標邁進。但這些裝設在屋頂、空地上的太陽能板,並非長命百歲,以現行技術,太陽能板壽命大約20年,而遭遇天災、鳥糞等攻擊造成的損壞也時有所聞。當我們認為大幅使用太陽能,可以延緩氣候變遷之時,大家可曾想過,這些退役的太陽能板將何去何從?

國際級超級任務

一塊太陽能板的組成,是將太陽能電池以封裝材料如EVA塑膠,封裝在玻璃與背板之間,然後在四周裝上鋁框。而市面上九成的太陽能電池,是採用矽晶製作的矽晶太陽能電池,因此太陽能板的主要材料裡大約是75%玻璃、10%鋁、10%EVA塑膠,其他還有矽、銅、銀等。「太陽能板可以耐受日曬、風吹雨打至少20年,代表這些材料的等級是很高的,應該被回收再利用。」台南大學綠色能源科技學系教授傅耀賢表示。

歐洲的太陽光電發展較早,也較快就面臨廢太陽能板的處理,因此,目前國際上處理廢太陽能板回收,主要是由歐盟成立的組織「PV Cycle」領頭。PV Cycle的處理方法是先將鋁框卸除,再以機械破碎方式分成玻璃、金屬、塑膠,其中塑膠會再以熱裂解的方式,將EVA膠合層及背板以高溫氣化,最後回收鋁、矽、銅、銀、玻璃等材料。

熱裂解可以想像成是沒有氧氣的燃燒,當太陽能板上的材料經過裂解後,會被碳化或是變成氣體。然而太陽能板的背板裡含有氟,燃燒後的氣體會破壞臭氧層,所以採用熱裂解的方式,必須建置捕捉有毒氣體的設備,再妥善處理。這也是為什麼PV Cycle的回收產線需要像煉鋼廠的大空間,且一台設備要價將近台幣一億元。

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