光伏組件有其壽命, 因此政府在大力發展太陽能光伏發電的同時, 也必須做好相關回收機制, 以免多年後無法妥善處理數以萬噸的太陽能光伏退役潮. 為緩解此問題, 德國廠商Geltz Umwelt-Technologie已透過熱裂解技術成功開發太陽能回收測試設備, 預估每年可處理 5 萬片光伏組件.
德國多年來致力於發展再生能源, 綠能發電佔比從 2000 年的 6.3% 增加到 2014年 的 30%, 2018 年更是創下全國用電 100% 再生能源供電紀錄, 其中太陽光電為德國最具成本效益電力, 每度電均化成本最低僅台幣 1.33 元, 為相當搶手的綠能選項.
只是光伏組件總有受損與退休的一天, 若是從 2000 年開始推動太陽能發展, 大約在 2020 年之後就會面臨第一波太陽能退役潮, 因此部署回收廠與制定相關法規刻不容緩.
矽晶組件大多是由 65-75% 玻璃, 10-15% 鋁框, 10% 塑膠和 3-5% 的矽晶製成, 也含有鋅, 銀, 銅等金屬成分, 雖然大部分材料都可以回收, 但一般回收中心僅會處理玻璃和鋁框.
Geltz Umwelt-Technologie 管理助理 Fabian Geltz 也補充, 光伏組件已經與聚合物緊密融合, 面板零件難以分離與個別回收, 目前也還沒有任何技術解決方案可以分離和回收高價值材料.
團隊認為, 「破壞聚合物層」是回收過程的關鍵鑰匙. 因此他們採用熱裂解程序(pyrolysis process), 設法融解不需要的聚合物層, 將玻璃與面板分離, 並透過篩子與空氣分級器來分離細小的材料, 最後成功回收鋁, 玻璃, 銀, 銅, 錫和矽.
且考量到設備運作時產生的廢氣, 團隊還使用熱加力燃燒室(thermal afterburner, 又稱後燃器)與帶有氣體洗滌器的冷卻系統, 讓太陽能板從發電到回收都是「綠色技術」. Geltz 表示, 這些材料有望變成未來的金屬原料來源.
團隊預估新型設備每年可處理 5 萬片光伏組件, 並回收 95% 材料, 研究分析也指出, 熱裂解過程每迴圈可處理 1 公噸廢棄光伏組件, 有助解決太難以回收的挑戰.
太陽能回收廠有其建設必要性, 國際再生能源組織(IRENA)先前預估 2030 年回收材料市值可達到 4.5 億美元, 到 2050 年產值更會超過 150 億美元. IRENA 也估計全球太陽光電廢棄物將從 2016 年底的 25 萬噸, 2050 年會增加到 500 多萬噸, 屆時廢棄物數量會跟太陽光電新裝置量一樣多.
現在也有許多國家意識到退役太陽能板問題, 歐盟 2007 年就已成立專門回收的 PV Cycle, 法國近日也成功打造歐洲首座太陽能回收廠;美國太陽能產業協會(SEIA), 日本太陽光電協會(JPEA)也已推動在地廢棄模組回收. 顯示回收光伏組件不僅對環境相當有益, 還可促進另一種太陽能商機.
