光伏组件有其寿命, 因此政府在大力发展太阳能光伏发电的同时, 也必须做好相关回收机制, 以免多年后无法妥善处理数以万吨的太阳能光伏退役潮. 为缓解此问题, 德国厂商Geltz Umwelt-Technologie已透过热裂解技术成功开发太阳能回收测试设备, 预估每年可处理 5 万片光伏组件.
德国多年来致力于发展再生能源, 绿能发电占比从 2000 年的 6.3% 增加到 2014年 的 30%, 2018 年更是创下全国用电 100% 再生能源供电纪录, 其中太阳光电为德国最具成本效益电力, 每度电均化成本最低仅台币 1.33 元, 为相当抢手的绿能选项.
只是光伏组件总有受损与退休的一天, 若是从 2000 年开始推动太阳能发展, 大约在 2020 年之后就会面临第一波太阳能退役潮, 因此部署回收厂与制定相关法规刻不容缓.
硅晶组件大多是由 65-75% 玻璃, 10-15% 铝框, 10% 塑胶和 3-5% 的硅晶制成, 也含有锌, 银, 铜等金属成分, 虽然大部分材料都可以回收, 但一般回收中心仅会处理玻璃和铝框.
Geltz Umwelt-Technologie 管理助理 Fabian Geltz 也补充, 光伏组件已经与聚合物紧密融合, 面板零件难以分离与个别回收, 目前也还没有任何技术解决方案可以分离和回收高价值材料.
团队认为, 「破坏聚合物层」是回收过程的关键钥匙. 因此他们采用热裂解程序(pyrolysis process), 设法融解不需要的聚合物层, 将玻璃与面板分离, 并透过筛子与空气分级器来分离细小的材料, 最后成功回收铝, 玻璃, 银, 铜, 锡和硅.
且考量到设备运作时产生的废气, 团队还使用热加力燃烧室(thermal afterburner, 又称后燃器)与带有气体洗涤器的冷却系统, 让太阳能板从发电到回收都是「绿色技术」. Geltz 表示, 这些材料有望变成未来的金属原料来源.
团队预估新型设备每年可处理 5 万片光伏组件, 并回收 95% 材料, 研究分析也指出, 热裂解过程每循环可处理 1 公吨废弃光伏组件, 有助解决太难以回收的挑战.
太阳能回收厂有其建设必要性, 国际再生能源组织(IRENA)先前预估 2030 年回收材料市值可达到 4.5 亿美元, 到 2050 年产值更会超过 150 亿美元. IRENA 也估计全球太阳光电废弃物将从 2016 年底的 25 万吨, 2050 年会增加到 500 多万吨, 届时废弃物数量会跟太阳光电新装置量一样多.
现在也有许多国家意识到退役太阳能板问题, 欧盟 2007 年就已成立专门回收的 PV Cycle, 法国近日也成功打造欧洲首座太阳能回收厂;美国太阳能产业协会(SEIA), 日本太阳光电协会(JPEA)也已推动在地废弃模块回收. 显示回收光伏组件不仅对环境相当有益, 还可促进另一种太阳能商机.
