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2019-04-01廢棄物也要資源化─ 太陽能產業裡隱藏的循環問題 592 期

Author 作者 陳偉聖/美國南加大環境工程碩士、國立成功大學資源工程博士,現為成功大學資源工程學系副教授。
是搖籃,還是墳墓?

從太陽能板衍伸的環境議題隨著科技發展,人類對能源的需求不斷成長,過度開採也使地球的自然資源逐漸枯竭。其中,與人類生活最相關的石化燃料更是快速減少,因此近年人類積極尋找與開發替代能源以舒緩人類對能源的需求;而太陽能的使用,是最具前景的再生能源之一,成為各國主力推動的綠能產業。此外,近年因環保意識抬頭與各國政府綠能政策推廣,國際間太陽能板安裝量逐年增加,於去 (2018)年已達到508百萬瓩(GW), 比前(2017)年 增長了106百萬瓩。

然而,太陽能板的製造過程並非如此環保,其流向從資源開採、製造、安裝、使用到廢棄,呈現「從搖籃到墳墓」般的線性關係。在加工太陽能板的切削過程中,將會產生出廢切削油、廢矽晶片和切削碳化矽,這些廢棄物非常難處理,因此在過去臺灣各大太陽能板業者選擇囤積或焚化處理這些廢棄物,導致其中的有價物質被浪費並汙染周遭的環境。隨著人們對環保的重視,現今科 技中已有將這些太陽能產業製程廢棄物資源化的方法, 將可切削廢物分離製造成矽碇與碳化矽碇,回到產業端使用,達到「搖籃到搖籃」的循環關係。接下來,本文將介紹臺灣太陽能板產業現況、光電切削廢棄物所衍生的環境∕公共安全問題以及有效的循環經濟解決方案。

能源利用的背後⋯⋯
淺談臺灣太陽能產業現況


國內目前已建置完成的太陽能板,其總裝置容量約為 2257.2百萬瓦(MW);有鑑於臺灣自主能源比例較低, 在長期依賴進口能源及考量國內能源安全性情況下,政府積極推廣太陽光電的補助政策。

政策沿革可從2000年政府提出的「太陽光電補助設置啟 動計畫」說起,其內容為全額補助政府機關所安裝的太 陽光電設備,而一般民眾最高補助50%。2010年,臺灣 亦引進政府電力收購制度(Feed-In Tariff, FIT), 提供 足夠的電價誘因讓民眾願意在自家裝設太陽能板。其後, 經濟部在2012年時推動「陽光屋頂百萬座計畫」,規劃 於 2030年達到6200百萬瓦的設置容量。此外,政府更 於 2016年積極推動「太陽光電2 年計畫」,期望在2 年 內達到屋頂型的910百萬瓦與地面型的610百萬瓦,中 長期目標則是希望推動地面型大規模開發,盼於2025年 達到20百萬瓩的設置容量。目前臺灣太陽能光電設備占 電力供給量為9%,尚有不少開發空間。

然而,大量發展太陽能產業的背後,有些困境仍待突 破。根據國際再生能源機構(International Renewable Energy Agency, IRENA)於2016年的估計,2050年廢 棄太陽能板將高達7800萬噸且目前無較佳的對應方式, 龐大的廢板將會為環境帶來嚴重的問題。值得一提的是,太陽能板中的有害物質不僅對環境造成危害,其製造過程中所產生的廢矽泥等物,也會衍生出 許多健康問題。


鮮為人知的皮屑與油水── 解密太陽能板的製造與加工


製造太陽能板所需的矽晶材料與半導體的矽晶圓製程相似,只是製造太陽光電 (photovoltaic, PV)所需的矽晶材料 純度不需像半導體產業那麼高。......【更多內容請閱讀科學月刊第592期】