〈工業技術與資訊〉易拆解太陽能模組獲德國萊因認證

撰文/張玉圓

根據我國再生能源規畫,2025 年太陽能裝置容量將達到 20GW,這麼多的太陽能板,一旦廢棄,要怎麼處理呢?工研院研發出易拆解太陽能模組,一舉將太陽能模組的回收價值提高 4 倍,並降低碳排放 50% 以上。這項技術也獲得德國萊因認證,未來可望為臺灣廠商開創新的國際循環商機。

太陽光電已成為全球主流再生能源,但相關問題也一一浮現,太陽能模組一旦屆使用年限,若任意廢棄而未妥善處理,將成為環境的負擔。太陽能板的壽命約 20 至 30 年,較早導入太陽光電的歐美國家,已開始面對這個問題,在國內,環保署估計,2023 年全臺將產生 1 萬公噸廢棄太陽能板,2035 年後每年將超過 10 萬公噸,數量相當驚人。

從搖籃到搖籃 設計源頭即思考永續

為促進永續循環,工研院早在 10 年前即投入易拆解太陽能模組的開發。有別於市場上大多在汰役後以破碎、降階處理的作法,各種材質因混雜而難以純化,導致回收價值不高;工研院從產品設計的源頭,思考循環利用,即「從搖籃到搖籃」的循環概念。其中最大的技術關鍵,是透過創新的易拆解複合膜材,取代傳統的 EVA 封裝膠,模組回收時只要藉由溫度調控,就能讓太陽能模組原本緊密結合、難以拆解的各層材料,完整的分離。

拆解後的完整電池片,藉由分離純化技術,可得到高純度的再生矽晶片,投入生產新的太陽能電池;玻璃面板也可完整保留,轉作建材及傢俱使用。若再搭配工研院的創新分解技術,還能取出更多有價金屬,例如電池片電極線上的銀。這些材料再利用後,可以降低對進口原料的依賴,進而帶動碳排放量減少 50% 以上。

攜手聯合再生、三芳化學 取得萊因認證

與市場上的太陽能模組回收技術相較,易拆解模組大幅提升了玻璃、矽、銀等的材料回收率,也因此獲得 2021 年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)的入圍肯定,並與國內業界夥伴聯合再生能源及三芳化學共同開發,參與經濟部技術處國合計畫,進行場域驗證,針對不同的環境條件,優化易拆解模組的材料與結構設計。這些努力,終於在近期獲得德國萊因(TÜV Rheinland)認證機構的肯定,頒發臺灣第一張國際電工委員會(International Electro Technical Commission;IEC)國際證書。研發團隊估計,汰役後的太陽能模組經此技術加持,回收價值將從每 1 百萬瓩(GW)6 億新臺幣,大幅提高為 24 億元新臺幣,為太陽能產業創造嶄新的循環經濟模式。

工研院副院長彭裕民表示,工研院以永續循環為新設計理念,重新解構太陽光電模組,從封裝膜材創新設計做起,並思考背板、電池、支架等至產品生命周期終止後的循環方式,開發新型易拆解循環太陽光電模組。此項創新模組,未來可完整回收電池晶片與玻璃蓋板,進一步得到高純度矽晶片及材料,大幅提升材料價值,並可替代臺灣產業所需之進口原物料。

聯合再生能源董事長洪傳獻表示,這項創新的易拆解太陽能模組,能夠解決廢棄太陽光電模組的回收難題,協助產業轉型為「資源永續」的循環經濟。因為易於拆解,得以取得完整矽晶片、玻璃蓋板及高單價的貴金屬材料,不但降低回收難度、減少人力成本,也能落實綠色能源、賦予資源重生的價值。

臺灣德國萊因產品技術代表柯樂格(Michael Kroeger)指出,此次通過德國萊因驗證的可拆解太陽能模組,符合 IEC 61215 及 IEC 61730 標準,代表此產品不論在結構材料以及生產方面,均已達到應有的安全性與可靠度,這兩項標準也是太陽能模組進入國際市場的必備通行證。

邁向市場商用 為國內產業升級加值

易拆解太陽能模組早已在工研院、法國學術機構夥伴及國內驗證場域,如臺南沙崙綠能科技城安裝實測。在取得德國萊因認證後,易拆解太陽能模組從實驗可行的階段,可望邁向市場商用,解決全球各國目前在回收太陽能板所面臨的痛點。尤其歐盟已要求生產者負起回收責任,預料美國及東南亞也將跟進;易拆解太陽能模組的高回收率,在國際上將更具競爭力,將原本低利潤的太陽能產業紅海,提升為高值的新藍海,不僅讓國內供應鏈升級加值,更為全球循環經濟及淨零減碳做出貢獻。

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 368 期 2022 年 11 月號,未經授權不得轉載。