工業局打造「循環科技島」秀出台灣點石成金硬實力，「易拆解太陽能模組技術」使回收再利用價值大幅提升四倍！（09/25/2020 台灣新生報）

（記者劉小玲／台北報導）2020年台灣創新技術博覽會將於9/24(四)-9/26(六)假台北世貿一館舉辦，本次展覽擔任策畫單位之一的經濟部工業局，特別將三大展區中「永續發展館」內的循環經濟區打造成一座「循環科技島」，以島(台灣)為形象塑造，透過發展多項循環綠色科技，逐步輔導廠商落實循環再利用科技技術及新商業模式，以致力打造「循環科技島」，除了創造經濟產值，更運用循環技術再賦予陽光、空氣、水以嶄新姿態返還大自然，讓人們享受陽光灑落、清新空氣、純淨水源的永續生態環境。

今年適逢工業局50週年，為力求實踐循環經濟的精神，本次規劃以顛覆大眾對專業技術領域展覽既有的印象，大量使用可循環再利用之材料進行策展布置，使全區材料可回收率高達95%。同時也積極支持生產「100%再生循環櫃」、「環保捷綠木」及「環保木顆粒」等循環材料的台灣優質企業，讓循環經濟的重要性持續壯大，打造工業技術發展與自然環境雙贏的永續精神。

本次循環科技島上展示六項國內具發展潛力綠色科技，依據展品特性與應用背景分為「太陽能模組循環區」、「點拾成金」、「空氣淨化」、「智慧驗證」四個子題，引導觀展者一步步體驗到創新技術與日常生活的連結性，感受循環經濟的重要性及切身性之餘，以更貼近生活的形式感受綠色科技帶來的珍貴價值。

此次展出的重要創新技術中，工研院在2019年12月發表的「易拆解太陽能模組技術」也參於其中，本項技術為獨步全球之創新研發，創新應用之封裝膠材可透過溫度調控讓各層材料拆解開來，該技術已赴歐盟推廣實屬「台灣之光」。

工研院特別強調，此太陽能模組從設計階段為20-25年後的耗損回收做準備，相較傳統的回收價值足足提升了四倍，對於政府規劃的20GW光電來說，等於是數百億的經濟價值；此外，為求永續循環材料可受系統性地管理與運用，工業局於亮點技術區之展品「循環材料驗證與媒合平台」更是驗證技術之關鍵角色，透過人工智慧AI辨識技術來達到材料的辨別、運送軌跡的追蹤及供需媒合平台的透明化，展現我國於循環經濟領域的高度創新能量與積極發展籌備。

因應後疫情時期與網路影視訊息當道，工業局特別於開幕日(24日)下午邀請到環保人氣Youtuber「金魚腦」到循環經濟區主持直播活動，活動中將由工業局呂正華局長與主持人分享展覽巧思規劃，並加入循環經濟知識答題遊戲互動，讓創新科技以更平易近人的方式走進民眾生活中，也希望藉由網路名人的影響力支持與呼籲，一同將循環創新科技的重要性及理念精神向外傳遞。

循環經濟發展提升有賴我國產業各方的支持與努力，本次活動將於(24日)下午舉行「廢棄太陽能板循環回收技術-合作協議簽署」，集結西九州有限公司與亞邦國際科技股份有限公司力量合作，引進日本太陽能模組回收技術承接與設備生產運行，並由工業技術研究院擔任技術改良與產品提升角色，為台灣循環經濟發展邁出一大步，展現我國於綠色科技的積極發展與產業協助之重視。

永續發展館-工業局六項創新技術展品：
一、二氧化碳捕集製程技術 (工業技術研究院材化所)。
二、再生循環海洋廢塑膠材料技術 (工業技術研究院材化所)
三、易拆解太陽能模組技術 (工業技術研究院材化所)
四、高耐候工程材料製造技術 (工業技術研究院材化所)
五、循環材料驗證與媒合平台 (工業技術研究院綠能所)
六、纖維強化材料循環再製技術 (財團法人塑膠工業技術發展中心)

完整內容請見：
http://www.tssdnews.com.tw/?FID=32&CID=527666

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【太陽能板回收能滿足循環經濟嗎？】
#矽的回收是關鍵 ＃現有技術的回收經濟效益不高
太陽能光電模組（PV）的生命週期約為20-30年，出乎意料的是，目前全球尚無針對壽命結束的PV元件設計完整的規劃，到了2030年，報廢的PV模組總量估計將達8百萬噸；到2050年數字可能會翻十倍（8千萬噸），屆時將佔全球電子廢棄物的一成。其中，佔PV總重八成的鋁材和玻璃易於回收，問題在剩餘二成金屬材料的回收難度很高，加上矽材的回收純度不夠，無法建立有效的循環經濟模式。

鑒於PV垃圾的指數成長危機，美國國家再生能源實驗室進行了一次全球規模的評估，試圖找出回收PV原件的最佳方案，並將研究成果以《滿足循環經濟之矽光電模組回收模式的研發重點》為題，發表在NATURE的副刊《NATURE ENERGY》上，以下是報告的論點摘要。

🔍️報告全文：https://reurl.cc/MvqvWv

▋降級回收無誘因
光電板通常在使用20-30年後，仍可維持70%到80%的效能，雖然不差，但已不符大型電力系統的標準，理論上可以對舊元件進行翻新再繼續使用，或轉換到效率需求較低的用途， 即降級回收（downcycling）。可是如同其他電子工業的回收困境，由於建置新的光電板很便宜，翻修與測試退役元件的成本超過了生產新模組的成本，因此PV的降級回收缺乏經濟誘因。

▋現有PV模組的回收概況
既然光電板的二次使用難以建立循環模式，下一個選擇就是回收。在政府推動下，回收業務在歐洲和日本等地早已建立，WEEE是歐盟關於廢棄電子設備的回收法令，在2012年就增設PV回收的類目；美國較為落後，聯邦政府目前尚無光電板回收的規範或獎勵，州政府中也只有華盛頓州要求業者需負PV廢棄物的收集與回收之責；其他國家如澳洲、南韓與印度，近年也開始制定法律。強制回收以外，也有一些業者的自發性回收，如美國太陽能工業協會（SEIA）自2016年起，已減少3600公噸的太陽能相關廢棄物進入掩埋場。

但今天全世界的PV回收系統由於缺乏整合與優化，#經濟效益與高純度材料的回收率都很低，即使在有法律強制PV處理的歐盟，專門回收的設施也很少，回收效率的公開資訊又難以取得。根據論文，歐盟和其他國家的標準做法，是透過現有的玻璃與金屬回收產線，以物理方式分離出玻璃、鋁製框架、外部銅線等所謂的散裝材料（bulk material），靠這些材料滿足WEEE規定的75%回收率的要求。但散裝材料的經濟價值不高，具最大潛在經濟效益的銀、錫、銅、鉛等金屬無法從該流程回收。

▋金屬回收的困境
細部來看，回收光電板分三個主要步驟：1⃣以機械方式拆除面板的框架與接線盒。2⃣藉熱力學或化學反應分離玻璃和矽晶圓。3⃣透過電化學方法將矽晶圓與特殊金屬（銀、錫、鉛、銅）加以分離及純化。

目前的回收困境在步驟3⃣，特殊金屬雖佔不到PV模組總質量的1%，回收過程卻極為耗能、其廢棄管理也不容易（因其化學毒性），又得支出較大的勞動力，導致回收成本十分昂貴，不過它們的經濟價值很高，且含化學毒性，廢棄物若處置不當，#在所有光電元件中對環境殺傷力最大，因此論文作者認為應該投入研發、將上述步驟的回收過程以「技術經濟分析（TEA）」以及「生命週期評估（LCA）」等前瞻性工具加以優化，盡可能使高比率的金屬能被回收。

▋矽材回收的困境
除了高價值金屬，步驟3⃣中的矽也是問題的核心：矽元素是PV模組中成本最高的物質，質量占比也僅次於散裝材料（玻璃和鋁框架），檢視太陽能板的整體耗能、碳足跡與製造成本，矽的生產過程都佔了一半的比重，#因此矽材回收在經濟與環境面上都是達成循環經濟的關鍵，能回收更多高純度的矽，使之回流PV元件的製造，就能減少原料的開採、碳足跡，並降低成本。

問題是：目前的技術無法輕易分離出高純度的矽，只能得到純度98%的冶金級矽（Metallurgical Grade），不適合重新用於電子產品、半導體工業或新的太陽能電板。學者認為，回收並純化出可重新投入PV元件等級的高純度矽材，在技術上辦得到，但不符經濟效益，因為市場上原始矽晶（virgin silicon）充裕，加上現有回收設備的能耐有限，使回收出來的矽材在短期內恐怕只能應用於某些金屬合金（metal alloys）的製造。不過，考量矽材在PV產業中的關鍵角色，作者把矽的純化列為未來的研發重心，#從使用過的PV晶圓中提煉高純度的回收矽來建立太陽能產業的循環經濟，建議投資大量R&D，但報告中也承認此過程涉及的複雜度很高。

▋避開「完整」矽晶圓的回收
另外，儘管在實驗室裡能達到整塊矽晶圓（intact silicon wafer）的回收與再利用，但在現實中要達到大規模的高純度水平，仍存在許多障礙：整塊矽晶圓電池經常破裂，加上今天的矽晶圓電池越做越薄，九零年代以前規格是400μm，今天的厚度降到只有180μm，晶圓愈薄、破裂的風險愈高，因此矽工業對整塊回收的矽晶圓不感興趣，論文作者建議不要在該領域太過著墨。#根據業界的製程趨勢調整PV回收的研發走向，是報告提供的一項建議。

▋永續的初始設計
PV模組難以回收的另一個原因，來自工程師將產品設計的重心擺在效率和耐用上，付出的代價就是不利於拆卸與回收。為了提高市場競爭力，PV系統過去的設計宗旨都在追求最低的「發電均化成本（LCOE）」，只看生產電力的成本，但現在許多工業開始拋棄線性思維，考慮產品從源頭到終點的完整生命週期、其對環境的影響，及易於回收的程度。報告建議廠商該嘗試達到「搖籃到搖籃認證（C2C certification™）」或NSF/ANSI 457（光電元件的永續領導標準）等門檻，使消費者在選購PV模組時可以辨識產品的可回收級別。歐洲生態設計指令（European ecodesign directive）是EU制定的另一種強制業者走向循環設計的法規。

透過研究發現，若從太陽能的回收現況看來，再生能源雖然被稱為綠色能源，但其優勢來自於發電時的低碳排，「綠色」與永續性（sustainability）、可回收性（recyclability）以及循環經濟（circular economy）等概念 #不能畫上等號，要建立能源產業的循環與永續，綠能仍有一段長路要走。

順便推薦最近一本書《稀有金屬戰爭》，可以拿藝fun券去買。

▋參考資料：
https://reurl.cc/KkV01n
https://reurl.cc/V6yM6N

博仲法律事務所的綠屋頂很有名，但他們綠的不只是屋頂呢！

從裡到外的減排實踐（除了有自己的雨水回收系統，連買文具都能細細考慮到產品的生命週期、回收率），如果有更多的企業能夠這樣去思考每日的企業社會責任，那麼可以創造出的可能性就多了！