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國內外低碳新聞

光電產業的最後一片拼圖 廢太陽能板完全回收系統

2021/7/30 0:0

新聞刊登時間︰2021/7/14

轉載自聯合新聞網

 

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。

1.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。

歐洲的回收產業不像台灣發達,對他們而言,EVA、含氟背板的回收產值都太低,即使大費周章回收,也無處可用,最後還是得找地方掩埋或燒掉;且現階段歐洲也沒有技術將這些物質從太陽能板上分離,才會一開始就選擇燒掉。傅耀賢以含氟背板的成分PVDF為例,「PVDF的新料一公斤1,300元,回收後也有幾百元的價值,但當把它燒掉,價值就是零,還要花錢處理廢氣。」不忍有用的材料被廢棄,還會造成環境汙染的隱憂,這豈不有違發展綠能的初衷,促使傅耀賢與研究團隊,立志要做到太陽能板完全回收。

2.正價回收,太陽光電的循環經濟

傅耀賢表示,台灣有著回收產業鏈完整的優勢,其他國家眼中的廢棄物,台灣的廠商卻有辦法把垃圾變黃金,就像台灣有領先全球的寶特紗紡織技術。回收料對台灣廠商而言是能節省成本的原料,不用從石油提煉新料,也不用挖礦,為地球省下資源。

從太陽能板上回收下來的EVA,因為封裝膠合的過程會混雜金屬,所以純度不若新料高。團隊化缺點為優點,開發本來就要在EVA添加金屬的產品,例如無塵室裡具抗靜電材質的鞋子。在團隊的努力下,現在已有廠商願意使用從太陽能板回收來的EVA,來製作鞋子、瑜珈墊等。

從太陽能背板上刨下來的PVDF,若以熱裂解的方法處理,其產生的氫氟碳化物會對臭氧層造成破壞,但傅耀賢的團隊卻是利用PVDF抗酸鹼的特性,正在研究要做成工業排水的水管,還是工廠用的塗料,抑或是做成水庫的濾水器,評估哪種用途的可行性、商業價值比較高,再持續邁進。

3.創新思維,不再與民爭地

傳統的太陽能板使用的是平板玻璃,必須加裝鋁框強化玻璃的耐受力。傅耀賢團隊從名為「槽型玻璃」的建材為發想,並將太陽能電池嵌入玻璃中,開發出使用回收玻璃製作槽型光電玻璃的製程。核心成員之一、具物理專長的戴學斌博士拿了一張名片舉例,本來是一張平平的紙無法耐重,但將兩個短邊往內折兩折後,變成ㄇ字型,讓應力能平均展開便能耐重,就是槽型玻璃的原理。

去年九月,傅耀賢的團隊與中油合作,使用他們開發的槽型玻璃來搭建一間太陽能屋,核心成員劉真誠博士笑說:「架設的過程中榔頭不時會敲中玻璃,可一點事兒也沒有,表示這個建材的強度真的夠。」而太陽能屋所發的電力,也足夠供應裡頭的冷氣使用,增強了團隊推展光電建材的信心。

為了增加太陽能占整體發電的比例,勢必得大量增加太陽能板的鋪設,所以太陽能發電一直有與民爭地的問題。團隊的構想是,太陽能板若能跟建築物整合,只要花費建材成本,便能達到發電效果,例如高速公路的隔音牆、人行道等,都是傅耀賢認為可行的裝設場所。如此不僅大幅降低搭建太陽能板的成本,更能將太陽光電融入生活,就不需要特地找空間來裝設,解決與民爭地的問題。

4.許光電產業一個未來

團隊投入太陽能板回收的研究已經五年,如今,光電建材正籌募認證經費,並已有國內外廠商表達合作意願,一旦通過建材與光電的雙認證,便能為光電產業拓展另一種視野。回收機台設備也已進入自動化的測試階段,團隊還計畫打造一條全自動化、能裝進40呎貨櫃的產線,如此一來便能將回收裝置送到世界各地,節省大型太陽能電廠運輸廢太陽能板所耗費的能源,也意味著台灣能藉由太陽能板回收的技術,在國際市場闢出一條新路。

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