根據非營利組織Circle Economy於2018年《循環落差報告》(Circularity Gap Report)(第一版)顯示,全球經濟循環度為9.1%;到了2023年,循環度則下降到7.2%。這意味著全球仍然高度依賴原始材料,而非循環經濟。舉例來說,稀有和關鍵原始材料(如:稀土金屬)具有較高的經濟價值,可能更容易被回收。
為了在2050年達成淨零排放的目標,全世界必須改變目前的思維和做法,改善資源的循環利用,大幅提高全球經濟的循環百分比,包括日常生活中的食物、產品和材料,例如:提高塑膠包裝的回收再生率、調整太陽能光電(Photovoltaic, PV)系統。現在可說是加速推動資源循環的時候。
建立可循環的太陽能光電產業鏈
在太陽能光電的產業價值鏈中,由於產出廢棄物的體積較小,占太陽能光電模組(Photovoltaic Modules)中的關鍵材料比例較低,加上同時要確保回收鏈的盈利能力,導致廢棄物經常被業者所忽略,以至於在技術研發上,集中在如何提高太陽能電池效率和太陽能光電模組功率發展。
然而近年來,隨著各國政府陸續推出支持可再生能源的相關政策,例如:太陽能裝置快速發展、首批太陽能電廠拆除等,促使太陽能光電板的報廢量迅速增加,變得相當可觀。
根據國際再生能源總署(International Renewable Energy Agency, IRENA)和國際能源總署(International Energy Agency, IEA)光電系統專案(Photovoltaic Power System Programme, PVPS)於2016年的分析報告指出,在太陽能光電模組功能具有30年功能壽命的前提下,預計在2030年,全球太陽能光電廢棄物的累積量將達到170萬噸。事實上,如果再考慮早期和中期故障、盈利、磨損等因素,在2030年面臨太陽能電廠需早期更換的情況時,全球太陽能光電廢棄物量將達到800萬噸。
目前,太陽能光電模組廢棄物如果不是被回收,就是通常會被埋填在歐洲以外地區,為了減少、避免廢棄物的累積,在太陽能光電模組壽命即將結束之際,必須同時進行重複使用或回收等做法,「產品報廢階段」已成為太陽能光電產品生命週期的關鍵點之一。
研發可回收設計新材料
現今,法國新能源技術與奈米材料創新實驗室(CEA-Liten)正在進行可循環產業價值鏈的相關規劃。經由某些專案執行過程,機構內的太陽能部門投入開發可拆解太陽能光電板的新設備,以及回收材料的技術解決方案。
法國原子能暨替代性能源署(CEA)則參與一項有關太陽能光電板製程中進行生態調節的新法律制定,藉此支援法國專事回收及處理廢棄太陽能光電板的非營利組織Soren。其內容包括:在這個生態調節法中,需要考慮關鍵材料(如:銀)的數量、製造過程中所使用回收材料的百分比,以及不存在干擾材料,例如:太陽能光電板中的乙烯——醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、氟和樹脂中的環氧樹脂。
在技術平台的支持下,CEA能夠專注於研發「可回收設計」的新材料,並且可在實際條件下追蹤其性能及了解降解(Degradation)情況。CEA目前在法國南部的卡達拉什設立一個戶外平台,正在採用工研院提供的幾塊「可回收設計」的太陽能光電板。而這些做法都是希望能發展出可循環、有盈利能力且持續的太陽能光電產業價值鏈,並且進一步朝著碳中和的目標邁進。