日本太陽光電產業資源循環技術發展

 

刊登日期:2022/2/5
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郭春煌 / 阿特拉司科技股份有限公司
 
近年來,傳統發電的原物料來源逐漸短缺,同時由於發電過程中對環境產生的不良影響,甚至排放殘餘廢料造成汙染等問題,世界各國無不著手專注開發「綠能發電— Natural Energy」,期能發展出取用於大自然的既有能量來供發電使用。綠能發電除了不浪費資源,更有助於大自然環境中的有價物質循環再利用,在此永續趨勢下,遂開創出太陽光發電、風力(含離岸)發電、水力(含海水漲退潮汐)發電、生質能發電、地熱發電等近代興起的能源產業。日本成立「新能源產業技術總合開發機構」(NEDO),太陽光電產業資源循環就是其致力的一項發展。經過多年量化以後,在碳中和(減排)議題的驅動下,更促成太陽光電的需求性,並喚起太陽光電產業資源循環的重要性。
 
【內文精選】
日本太陽光電發展近況
2020年10月16日,日本政府在時任首相菅義偉的一份演講聲明中宣布,將在2050年實現碳中和(Carbon Neutral)目標。日本在2021年4月的氣候峰會上,也宣布:與2013年相比,溫室氣體將於2030年度減少46%,較之以前設定到2030年可以將溫室氣體減少26%,明顯地大幅提高,可見其迫切之重要性。
 
日本於2019年的二氧化碳排放量為11.1億噸,其中,能源轉換部門占4.3億噸,該部門有90%的碳排放來自發電。電力部門為了要降低對碳的排放,乃從碳排放量最大的火力發電廠開始著手,因此擴大了太陽光能和風力能發電等再生能源的發電。根據能源白皮書,2019年底日本太陽光電板累計裝機數量達5,901萬kW,太陽光電板出貨量在2005年達到頂峰以後開始呈現低迷,因為當時住宅太陽光電設備的補貼遭受停止。但是由於太陽光電盈餘購買制度的啟動,太陽光電板出貨量在2009年出現大幅增加。在2014年又達到一波的頂峰之後,出貨量也因購電價格下調而減少。
 
圖三、日本歷年太陽光電板國內外出貨比例
圖三、日本歷年太陽光電板國內外出貨比例
 
日本廢太陽光電模組回收再生機制
根據日本環境省統計,截至2018年,日本每年約排出4,400噸的太陽光電零組件。據估計,其中約有3,400噸被再利用,大約1,000噸被回收或處分。預計到2030年代後半期,每年將排出約50萬~80萬噸的太陽光電零組件。預計要淘汰的太陽光電板處理將按設置的比例增加。但是,從有效資源利用的角度來看,這些需要循環再使用以及回收再利用的龐大廢棄物,是讓處理廠商無法承受的。此外,一些太陽光電板含有鉛等有害物質,因此確保安全至關重要。所以,日本總務省於2017年9月發布了安全掩埋處理方法,並就回收系統的必要性提出了建議,政府已經掌握了適當處理的必要性,並且一直在努力推進中。
 
作為這項回應,環境省列舉了六個項目來處理太陽光電板的問題,分別為: ①優化再利用,降低成本;②處理含有鉛等有害物質,並且對再利用過程中的處理廠商確保無風險;③確保再利用的處理能力;④有效利用資源,如何回收可再利用的有價物質;⑤最終掩埋處理場地的使用壽命延長;⑥清除排出和處置費用的公基金提撥。
 
而在解決方案上,環境省表示,會在①安全穩定下進行處理;②基於板面中有害物質的含量狀況來分別處理;③不受價格變動影響,穩定地回收處理,以及④順利高效率地回收利用和妥善處置。日本政府以此方向努力推進,期待早日完整地呈現,並採用一個可以快速完成的系統,以作為導引的方向。
 
為了促使太陽光電板回收能夠被正確地處理以及推動資源活用,日本也開始在農村地區展開推進。從2021年7月開始,福岡縣政府與福岡縣回收研究中心在日本首次聯合推出了「廢棄太陽光電板智能回收系統」。如圖十一所示,此系統利用雲端軟體建置來管理太陽光電板回收系統,將維修企業、清除企業、回收企業等加入福岡縣太陽光電維修與再利用推進協進會,在軟體平台上 …以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
圖十一、福岡縣政府與福岡縣回收研究中心推出「廢棄太陽光電板智能回收系統」
圖十一、福岡縣政府與福岡縣回收研究中心推出「廢棄太陽光電板智能回收系統」
 
★本文節錄自《工業材料雜誌》422期,更多資料請見下方附檔。

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