太陽能板回收再利用全球現況

 

太陽能板回收再利用全球現況

 

颱風吹落了許多太陽能板，這些廢棄板子怎麼處理？聽說太陽能板可以回收?

本文介紹目前全球太陽能板回收的現況與技術進展，看看各國進展到哪裡了~ 

本文章摘要自國際能源總署PVPS Task 12的技術報告，更多詳細內容可在報告中詳閱，以下為PVPS官網免費下載連結

Status of PV Module Recycling in IEA PVPS Task 12 Countries

 

1. 全球太陽光電市場與廢棄物總量

國際再生能源機構（IRENA）2022年的報告中估計，全球累積報廢太陽光電模組量將在2050年超過2億噸（圖1）。由於數量龐大，各國必須及早因應，建立回收機制與能量。

 

圖1 IRENA估計太陽光電廢棄物累積量

 

2. 歐洲回收—WEEE指令的強制力

歐洲是太陽能大量安裝的先峰，也是強制執行太陽光電回收的先驅。早在2012年，歐盟便通過了WEEE Directive 2012/19/EU (廢棄電氣與電子設備指令)，強制所有在歐盟市場上的生產商（含進口商）必須建立回收系統或加入生產者合規計畫。

根據歐盟統計局（Eurostat）的數據，2022年歐盟 18 個成員國總共回收了 48,395 噸的太陽光電模組廢棄物。下表是幾個主要國家的數據，其中Recovery是指回收處理的總量，而Recycling指其中再循環利用的量。

 

表1：2022年歐洲WEEE廢棄模組收集與處理情況

 

義大利在2022年收集模組廢棄物達21,493噸，是最多的歐盟國家，其次為德國16,430噸。回收率最高的是荷蘭的100%，再循環率也有99.9%。其次為德國回收率97.5%，再循環率92.5%，兩個模範生都有九成以上。歐盟的平均回收率達 91.0%，符合 WEEE 指令中設定的最低回收率 85% 和回收或準備再利用率 80% 的目標。

報告裡針對個別國家的回收現況有更詳盡的描述，有興趣的朋友可直接參閱報告。

 

3. 亞洲及太平洋地區—法規加速與巨量廢棄物挑戰

在歐洲以外的地區，主要依循各國的一般廢棄物管理框架處理。然而，面對未來幾十年預期激增的廢棄物量，亞太地區正積極推動新法規和技術研發。

 

A. 日本：立法討論加速與高價值回收

日本是亞洲最早發展太陽光電的國家，回收量也最早開始劇增。日本廢棄模組目前仍在一般廢棄物管理法規下處理，但政府正在加速評估和討論適當的報廢處理方式,。2025年3月，相關法規草案已起草，提議強制再循環報廢太陽光電模組，並建立由獨立第三方管理的支付機制。

圖2顯示日本的廢棄模組回收量，其中2018-2020有大量模組再使用，這是因為有大量因風災等因素拆下的模組，因為無損傷或微小損傷而再重新安裝使用。

 

圖2 日本廢棄模組收集與處理數量

 

預計到2030年代中期，報廢量將增至220,000~340,000噸/年。日本的太陽能廢棄物處理能力超過 70,000 噸/年。日本的研發專案正專注於如何將回收的玻璃和金屬，特別是透過熱解技術（pyrolysis）回收的全尺寸玻璃，用於平板玻璃製造等高價值應用,。

 

B. 南韓：EPR 制度

南韓自2023年1月1日起實施太陽光電生產者延伸責任（EPR）法規，表2列出其回收目標與回收率。

表2 南韓模組回收目標與實際處理量

 

2023年實際再循環量688噸超出目標159噸四倍多。預計年報廢量將從2024年的1,000噸，激增至2033年後的每年超過25,000 噸。而截至2023年底，全國太陽光電回收公司的總處理能力已達到14,725 噸/年。報告中有列出代表性廠商，有興趣者可自行查閱。

 

C.     中國：全球最大市場的巨量廢棄

中國已成為全球最大的太陽光電生產國和裝置國。雖然缺乏官方公開數據，但根據 ECOPV太陽光電再循環產業發展中心的預測，其累積報廢量規模巨大(圖3)。

 

圖3 中國累積報廢太陽光電模組量預測

 

在政策推動下，中國的再循環產業正在快速發展，多家企業已建設了太陽光電模組回收生產線，報告中有列出代表性廠商，有興趣者可自行查閱。

 

C. 澳洲：國家級回收計畫正在醞釀

澳洲目前在國家層面缺乏針對太陽光電廢棄物的特定法規。實施強制性產品管理計畫的提案已在討論中，預計將於2025年實施，但可能會延遲。累積報廢量預測呈現於圖4，預計到2030年，澳洲每年報廢量將達到1 GW/年（主要來自分散式屋頂系統升級），累積總量預計到2050年將超過200萬噸。澳洲的問題是，目前缺乏國內太陽光電模組供應鏈，使得回收的玻璃和矽等材料難以找到高價值終端市場。

 

圖4 澳洲累積報廢太陽光電模組量預測

 

 

4. 北美地區—監管探索

在美國，聯邦層面目前沒有針對太陽光電模組回收的特定法規,。報廢模組主要依據一般廢棄物管理法規處理。美國環保署（EPA）於2023年10月啟動了立法程序，擬將太陽光電模組納入通用廢棄物（Universal Waste）法規，將允許更寬鬆的收集和管理要求。而有少數州，如加州、夏威夷州和華盛頓州已通過了具體的太陽光電模組報廢管理法規。

 

圖5 美國報廢模組年度預測與現有回收能力對比 (2023年數據)

 

2023年有7家矽晶模組回收商的總處理能力超過 1,700 MW (或 67,000 噸），足以應付2030年預測的報廢模組量（1,200 MW）。然而，再循環成本高昂（每模組 14 美元或更高）遠高於掩埋費用（可能低至 1-5 美元），仍是回收市場的主要障礙。

 

 

6. 全球技術研發趨勢與未來焦點

隨著太陽光電模組報廢量加速增長，全球研發重心從單純的解構轉向高價值、低成本的材料循環。當前的技術開發專案聚焦於三個步驟：分層解構、金屬恢復和材料利用，各國的研發計畫重點歸納於圖6。

 

圖6 各國回收技術研發計畫

 

表3整理了各關鍵步驟的目標與各國範例，過去的項目主要專注於第一步（分層解構），但目前大多數項目（如 PHOTORAMA、EVERPV、APOLLO 等）皆涵蓋了全部三個步驟。研發的重點已轉向增加低重量、高價值材料（如矽和銀）的回收率和純度，並為其尋找新的工業應用。

 

表3 PV模組回收技術的三個關鍵步驟

技術研發步驟	主要目標	涵蓋專案示例
1. 分層解構 (Delamination)	通過破壞結構來分離玻璃和層壓板	PHOTORAMA (水刀/鑽石線切割), EVERPV (光學/熱學), 日本NEDO (低溫熱解)
2. 金屬恢復 (Metal Recovery)	從電池中分離和回收貴金屬和金屬	PHOTORAMA (深共熔溶劑/電積), APOLLO (超音波/濕化學), RESILIENS (化學)
3. 材料利用 (Usage of Materials)	將回收材料準備好並導入高價值市場	RESiLEX (鋰電池負極), ICARUS (水玻璃), APOLLO (新太陽光電模組)

 

7. 總結

▪   回收有賴法規與機制建立，部分國家已經展現很好的成果。

▪   部分國家已建立回收能量，但大部分國家仍然不足，需要快速建力以因應未來幾年內快速增長的廢棄量。

▪   回收技術仍在不斷演進中，未來高價值材料的回收會是一大重點。

▪   台灣已有數家廠商建立回收能力，但仍不足以因應未來的大量需求，需要再加把勁。

 

 

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關於作者：

林敬傑博士，業界朋友們暱稱為「傑博」

2004年在工研院從事太陽能模組研發

2005年與德國萊因技術合作，在臺灣建立亞洲第一個太陽能檢測認證實驗室

2007年擔任德資企業a2pak Power茂暘能源技術長

2011年成立顧問公司PV Guider，提供專業諮詢與電站品質管控等服務

 

目前擔任：

PV Guider首席顧問

CNS國家標準審議委員

國際能源總署IEA PVPS Task 13太陽能可靠度工作組技術專家兼共同主持人

SEMI產業標準技術委員會主席

EUPVSEC歐洲太陽光電研討會技術審議委員