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太陽能模組回收的創新案例

古慧雯/ 發布日期:2026/01/14/ 瀏覽次數:13

一、太陽能模組退役的挑戰
太陽能是全球實現淨零目標的關鍵之一,根據Frost & Sullivan 研究報告預估,2035年太陽能裝置容量將較2024年成長一倍以上。然而,太陽能發電廠最大的運作壽命約為20年,隨著太陽能模組的壽命結束 (End-of-Life, EoL),廢棄面板的數量將大幅增加,使得太陽能模組回收成為迫切的挑戰。國際能源署 (International Energy Agency, IEA) 預計,至2050年退役面板與新增容量的比例將增加到近 80%。Frost & Sullivan預估到 2030 年,全球將產生 170 萬至 800 萬噸 (Mt) 的面板廢棄物,至2050年則上升到6000 萬至 8000 萬噸 (Mt)。但目前 PV 模組回收面臨著回收量低、缺乏商業規模技術、物流挑戰以及回收材料市場不成熟等問題,導致整體處於高成本、低收入的困境。許多國家也正積極制定相關政策來加速退役太陽能模組的管理,表一介紹目前歐盟、日本、南韓、澳洲與美國對太陽能模組的回收政策。

近年來,太陽能模組回收技術正快速演進,正逐步從大宗材料處理轉向高純度材料回收與智慧化應用,以降低對原材料需求、避免掩埋與環境風險,為全球供應鏈創造巨大的經濟價值。以下簡述五項國際太陽能模組回收的創新案例,涵蓋「提升回收材料純度」與「回收高價值關鍵材料」兩大面向,並說明其技術創新特點、優勢及挑戰。


二、提升回收材料純度的創新案例
(一) 熱刀分離法精準分層拆解
開發單位/廠商:日本 NPC Incorporated
太陽能模組含多層材料黏合,傳統的回收方式大多依賴機械粉碎(mechanical shredding)或化學脫層(chemical delamination),前者容易破壞電池片與玻璃,導致材料純度降低;後者則需要大量溶劑,處理成本高,並可能產生二次污染。因此,日本 NPC 公司開發熱刀分離法(Hot Knife Separation Method),將刀片溫度控制在 150°C至300°C,精準分離模組中的黏著層(例如乙烯-醋酸乙烯酯,Ethylene Vinyl Acetate, EVA),而不會破壞電池片或玻璃。該技術能將太陽能模組分層拆解,完整保留矽電池、玻璃與金屬框架。其回收率可達 90%以上,大幅提升材料純度與再利用價值。NPC 也規劃導入 AI 視覺系統與機器人自動化,進一步提高效率與降低人力需求。

然而,儘管技術成熟度已達中大型商業化規模(在日本、美國、法國多地運行),對於非熱塑性黏著劑或新型多層封裝模組,該技術的適用性有限。其次,需要不斷調整技術以因應迅速變化的太陽能模組設計,例如新型背板材料或複合層結構。

(二) 全自動化篩選及拆解
開發單位/廠商:美國 OnePlanet Solar Recycling
傳統的回收方式多以人工拆解或機械粉碎為主,難以因應大量的廢棄太陽能模組,且材料回收率僅70%至90%。美國OnePlanet公司開發全自動化光電模組回收系統(Fully Automated Photovoltaic Recycling System),結合人工智慧影像辨識(AI-based image recognition)、機械手臂(robotic arms)與傳送帶(conveyor systems),逐層拆解太陽能模組,保持玻璃、矽、鋁、銅等材料的完整性。其回收率可達 97%,其中玻璃約佔模組重量的四分之三,能直接再利用於光電或建築產業,並確保所有回收材料皆能再利用,實現零掩埋(zero-landfill)目標。

然而,目前該技術尚在示範階段,未來仍須進一步降低自動化系統的整合與維護成本,以及因應迅速變化的太陽能模組設計。

(三)多步驟機械式回收流程
開發單位/廠商:澳洲 PV Industries
為解決不斷增加的太陽能模組廢棄物,以及防止有毒和有價值的材料被送往垃圾掩埋場。澳洲PV Industries公司採用多步驟機械流程來回收太陽能模組,包括去除邊框與接線盒、分離玻璃與電池層,並透過分選技術回收鋁、矽與銅等高值材料,避免使用化學品或高溫處理,減少對環境影響。該流程可實現超過 90% 的面板材料回收,包括玻璃、鋁、銅和矽,有助於材料在當地製造中再利用。該公司預計於2027年前導入人工智慧驅動的檢測平台(AI-driven inspection platform),透過深度學習影像分析評估太陽能模組狀況,實現快速再利用分類、預測性維護、無縫、可擴展的自動化。

然而,目前該技術已實現小規模的商業化應用,仍需進一步擴大規模驗證基礎設施、複雜的新興模組設計、不一致的國家太陽能模組回收法規等帶來的挑戰。

三、回收高價值關鍵材料的創新案例
(一)工業規模的高價材料回收能力
開發單位/廠商:德國 Reiling Group
德國預估到 2030 年將產生超過 40 萬噸退役太陽能模組,造成龐大的廢棄物壓力,回收技術必須具備大規模處理能力。因此,德國Reiling 集團開發工業規模的光電模組回收系統,位於明斯特的工廠年回收處理能力可達 5萬噸模組,並符合歐盟 WEEE 指令的要求。該系統透過外觀檢測(visual inspection)與電致發光檢測(electroluminescence inspection),有效分類與拆解,再以機械化回收流程(mechanical recycling process),避免使用有害化學品,確保環保與高通量的處理能力。其回收的玻璃純度足以用於光學應用與浮法玻璃(float glass)製造;回收的矽(約佔模組質量的 3-5%)亦可被重新用於工業用途,提高再利用價值。

然而,目前技術主要依賴機械分離,缺乏化學或熱分離能力,可能會減少銀等高價值材料的產量或純度。因此,該公司計畫增強化學分離模組中矽和銀的能力,目標在 2026 年前完成示範。

(二) 高純度矽與銀回收技術
開發單位/廠商:法國 ROSI
傳統太陽能模組回收主要集中於大宗材料(如玻璃和鋁),而忽略高價值的關鍵原料(如矽與銀)。法國新創公司ROSI整合熱處理、化學處理和機械處理,從太陽能模組中萃取高純度矽和銀,回收率高達99%,大幅減少廢棄物產生。其中矽的回收純度高達99.99%,可重新整合到太陽能模組或電子產品供應鏈中,促進循環經濟,並符合歐盟的關鍵原料戰略。雖然能源和化學品的使用增加了製程的複雜性,但其產量和材料價值具有經濟可行性。ROSI的解決方案得到了歐盟計畫的支持,並已擴展到德國,被視為高效能太陽能模組回收的替代方案。

 

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