志祺七七
2019.10.19

太陽能發電也會有污染?回收問題有辦法解決嗎?| 志祺七七

各節重點:
01:10 太陽能發電的污染在哪裡?
01:50 製造太陽能電池會有什麼污染?
02:34  處理這些污染物很難嗎?
03:22 太陽能板是巨型垃圾?
04:15 回收成本要怎麼解決? 
05:22 漁電共生會不會有污染風險?
06:05 漁電疑慮1:洗太陽能板會污染到魚塭的水嗎?
06:52 漁電疑慮2:太陽能板擋不住颱風?
07:49 漁電疑慮3:架設太陽能板會影響產值?
08:43 關於漁電共生的補充說明
09:14 我們的觀點
10:41 提問
11:00 掰比


---【 影片口白逐字稿 】---


hiho~大家好,我是志祺!
那麼今天就讓我們用十分鐘的時間,一起來聊聊「太陽能發電的污染究竟在哪裡」吧!

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為什麼今天會做這個題目呢?

上次,我們出了一支在講「漁電共生」的影片,裡面在談「養殖漁業」跟「太陽能發電」之間的合作優點跟潛在問題。後來,有很多觀眾在留言區提醒我們,如果要討論綠電,應該也要考慮到太陽能的污染問題比較好;我們認真想了一想,覺得這樣確實會比較全面,所以就決定要額外做一集來專門補充這個部分。

那開始前也必須跟大家坦誠,我們有盡可能的確保這集內容的正確性;但不論如何,因為我們並不是能源專家,所以還是有可能誤解,如果你發現我們有哪裡說錯、或者說得不那麼精確,請在留言區告訴我們,我們會視情況補充說明;那如果你手邊有很讚的資料,也歡迎一起分享給大家知道!

好,那我們馬上開始吧!


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【太陽能發電的污染在哪裡?】

因為太陽能在發電的時候,不會製造額外的污染來增加環境的負擔,所以,我們會說它是一種「綠色能源」;但另一方面,我們也因此常常忽略了它在「製造」與「回收」的時候,其實有一些不那麼環保的地方。

現在,我們先來看,一個太陽能發電模組的組成是這樣的:(詳見影片中圖片)這個太陽能電池會負責吸收陽光,並且轉換成電力,是太陽能發電的重點,但也是製造過程中,造成污染的主角。

目前市面上的太陽能電池,大部分都是用「矽」作原料的「矽晶體太陽能電池」,那麼,它的污染是什麼呢?

【製造太陽能電池會有什麼污染?】

矽晶體太陽能電池的製程中,最廣為人知的污染物就是「廢砂漿」。廢砂漿是切割矽晶圓的過程中,矽粉的碎屑和油混在一起產生的、看起來很混濁粘膩的東西。根據 TVBS 2016 年的報導,太陽能產業每一個月,就會產出三到四千噸的廢砂漿,但它們卻沒有辦法被好好回收,只能一桶一桶裝起來放在倉庫裡;有些無良的業者,甚至還會把它們亂倒在外面的地上。

那除了廢砂漿之外,製作矽電池的過程中,還會出現「氫氟酸」與「四氯化矽」,這兩種具有毒性與腐蝕性的化學物質,如果沒有做好回收程序,就會污染到土地、空氣、水源,並且間接危害到人體健康。(註1)


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【處理這些污染物很難嗎?】

理論上來說,處理這些污染物並不難,它們都可以透過化學反應,來還原成毒性比較低、成份比較單純的元素;但能做卻不做的問題,就是出在「回收成本」上面。比如說四氯化矽,如果一間工廠要好好回收,就得先花上千萬美元去購買設備;而廢砂漿因為技術的限制,所以分離出來、可以被重複利用物質實在太少,處理它可以說是只賠不賺。

但讓人有一線希望的是,這幾年來台灣有越來越多材料業者,都在開發創新的技術,回收出更多可以再利用的成分,拉高回收物的價值,而且也慢慢有了一點成果(註2)。另外,除了從回收著手之外,找尋替代原料也是一種方法。例如不含有矽的「薄膜型太陽能電池」(註3)、或者用氫氧化鈉來代替氫氟酸等等。


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【太陽能板是巨型垃圾?】

說完了製造過程中的污染,現在讓我們接著來看看,很多人擔心的「太陽能板回收問題」。

根據經濟部的估算,到了 2035 年,我們就會遇到第一批全台太陽能板退役潮,而它們的總量,大約有 10 萬公噸。由於目前台灣回收太陽能板的方式還沒有很仔細,很多人擔心太陽能板以後會不會被隨便棄置、成為大型垃圾,又或者未經處理就直接燒掉、掩埋,會對空氣、土地、地下水造成污染。

而之所以沒有回收的很仔細,原因一樣和成本有關。一塊太陽能板成分占比最多、也最容易被分離的部分,就是玻璃(註4);回收下來,一噸碎玻璃只價值台幣 300 塊,但光是處理一片 18 公斤的太陽能板,成本就要 360!(註5)完全就是邊回收邊賠錢。


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【回收成本要怎麼解決? 】

今年,環保署推出了新的法規,規定太陽能業者在賣出太陽能板的同時,就要先繳納回收費用,如果按照 2025 年太陽能裝置量達到 20GW 的目標,那麼政府就會同時獲得 200 億的公用基金來處理太陽能板回收問題。

比台灣更早開始建設太陽能發電的國家,很多也都是藉政府的力量在推動回收,例如2007 年,歐盟成立了 PV Cycle 組織,結合太陽能業者與廢棄物處理業者,專門回收太陽能板,運作到目前,回收率高達 96%,而回收材料的市場價值,也在不斷上升中。而台灣,也有民間企業聯合成立了「台灣太陽能模組回收聯盟」,希望能朝著這個方向努力。

另一方面,有學者從國外經驗來看,認為現在回收效益低落,只是因為目前需要被回收的太陽能板總量還不夠多,所以無法支撐起回收市場;只要等到二十年後,全台太陽能板一起退休,就能順利生成專門的回收產業。也就是說,目前的問題,或許只是一個自然的過渡期而已。


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【漁電共生會不會有污染風險?】

說完了太陽能產業在製造與回收端會出現的「不環保」問題;接著讓我們進入下一個部分,也就是更細節的來看看,把太陽能板架設在魚塭上到底會不會有「污染」的風險?

在開始前,我們先來說說太陽能板到底是一塊什麼東西。具體來說,太陽能板的結構是:玻璃、塑膠板、太陽能電池、塑膠板、背板,這五層疊在一起;它們其實沒有很厚,裡面也沒有液體。太陽能電池用來發電,而玻璃的用途,其實就是一個保護殼的概念,不要讓電池直接暴露在外面風吹雨打。

這也剛好可以銜接到我們的第一個疑慮,那就是:太陽能板要怎麼清洗?會使用到化學藥劑嗎?


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【漁電疑慮1:洗太陽能板會污染到魚塭的水嗎?】

就我們自己的理解,洗太陽能板的目的是為了保持玻璃的透明度,不要被灰塵等東西遮蔽,讓電池能用最高效率吸收光線、轉換電力;也就是說這跟擦玻璃窗、洗擋風玻璃之類的是同一個意思,基本上用清水洗就可以了。而且這些太陽能模組下面,也都會設計一條可以接水的溝槽,把水往兩邊導流之後排出,就很像是我們房子的屋頂在下雨天接水、排水那樣,這樣就不會直接影響魚塭。所以基本上應該不用太擔心。

啊不過,有些人會說,太陽能板的玻璃上有塗料,刷洗的時候塗料會掉下來之類的,可是這個我們真的查不到相關的資料;有聽過類似說法的觀眾,麻煩請幫我們把資料來源貼在留言區,感謝!


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【漁電疑慮2:太陽能板擋不住颱風?】

接著,第二個疑慮是,太陽能板會不會被颱風吹壞?事實上,這是有可能的。

如果支架或鋁框這些固定材料不夠強壯穩固,那整個模組就有可能被颱風的風壓壓垮;而太陽能板上的強化玻璃,雖然不至於被吹破,卻還是有可能被天外飛來的大型物體砸破,甚至間接導致裡面的太陽能電池損壞。如果太陽能板真的被颱風吹爆,這些東西就會變成四散的大型垃圾,也引發大家擔心暴露在外的電池,是不是會有污染的風險。

理論上來說,太陽能電池本身算是穩定的物質,不太容易跟外面環境發生什麼化學作用、揮發有毒的東西;但是長期掩埋在土裡或者河裡,會不會有東西溶出似乎還不知道。那這個部分,我們找了滿多關鍵字,但也是找不太到很完整的研究報告,所以一樣要來求助大家,如果你有相關的知識看法,歡迎待會在底下留言告訴我們!


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【漁電疑慮3:架設太陽能板會影響產值?】

接著是最後一個問題:太陽能板會不會害水產光照不足、產值下降?

這一點確實也是有可能的。就像我們在漁電共生那集有提到,水試所做了不同的遮蔽率試驗,發現在 40% 的遮蔽率下,水產可以維持法定七成的產量,也就是說,如果遮蔽的面積更多,也許水產的數量就會開始下降。(註6)這樣的狀況也發生在前幾年的「農電共生」,有些農作物因為被太陽能板遮蔽、日照不足,產量和生長狀況都連帶地受到影響;而且植物不像水產還會游來游去自己找光照,它們只能定點生長,所以影響也就更明顯。

但比較值得慶幸的是,日照這個問題有很多方法可以改善,我們可以調整遮蔽率、太陽能模組之間的間距、太陽能板架設的高度還有傾斜的角度,去盡量找到最適合動植物生長的配合方式。


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【關於漁電共生的補充說明】

很多人會問說,太陽能發電為什麼就一定要用漁電共生呢?不能全部都架在屋頂上就好嗎?

架在屋頂上的確是一個很好的做法,但光是這樣,發電量是遠遠不足夠的。太陽能發電的必要條件,除了光照之外,最重要的就是要有大面積的「地」。在台灣地狹人稠的條件下,如果我們希望能做到能源轉型,就需要提高土地的利用效率,也才會出現包含魚塭以及農地、水庫或者畜舍這些,跟太陽能結合的產業模式。

【我們的觀點】

在查資料的時候,我們發現,矽晶體太陽能電池製造的過程,跟半導體產業真的非常相似;如果台灣有能力處理半導體廢棄物,基本上也就有能力去處理大多數的太陽能廢棄物,所以在技術上,我們算是比較樂觀的。只是「可以做」跟「真的有去做」還是兩回事,之前就有媒體揭露台積電的下游回收廠商,為了多賺錢而故意不好好回收(註7),雖然這又是另一個方面的問題了啦。

話說回來,這一集我們談了很多太陽能負面的資訊,也許會讓一些人覺得有點衝擊;但其實,檯面上所有的發電能源,一定都有它的好處和壞處,要找出對自己而言比較理想的能源類型,就得去看哪一種發電方式的優點對你而言最重要、而且它的缺點你也願意接受。

像我們之所以會看這麼多資料,就是因為覺得太陽能的優點很重要,務實的了解之後,就能知道它還不夠好的地方是什麼,又有什麼改善的機會。我覺得,看完這集之後,不管最後你是選擇「認同」或者「反對」太陽能,這個「找尋多元資料、反思自己觀點」的過程,都非常重要。

那最後還是要謝謝大家,這麼認真的看待我們的影片,讓我們意識到再做這一集的必要性。今天光是專注在污染上面,就已經聊了這麼久,但其實太陽能發電還有另外很大一塊,是在討論「能源回收」,也就是製造過程中消耗的能源,能不能在之後被補償、甚至因此讓整個環境變得更好⋯⋯等等。

這部分如果之後有機會的話,我們再聊聊吧!

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好啦,今天看了這麼多太陽能的負面資訊,請問你之後還會支持產學界或政府單位,繼續投入更多資源,來研發處理廢棄或回收物的技術嗎?
A.支持,希望未來可以找到克服這些困難的方法
B.反對,因為如果研發失敗,那時間跟金錢都浪費了
C.其他,留言告訴我們吧!

最後,如果你喜歡今天的影片,歡迎分享出去讓更多人知道「太陽能產業的污染在哪裡」,
此外也可以點擊這個地方,看看「漁電共生可能帶來的綠電經濟」,以及去年做的「能源公投懶人包」!
那麼今天的志祺七七就到這邊告一段落,我們明晚再見囉~掰比!


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【註解】

→ 02:30 註1:例如華盛頓郵報就在 2008 年報導,有中國工廠把四氯化矽直接倒在廠外的土地上,使得那裡的土壤慢慢變得雪白一片、沒辦法再種植作物;附近的居民也表示,空氣中因為含有這些化學物質,所以他們一出門,就會覺得眼睛刺痛、頭昏、呼吸困難。

→ 03:10 註2:例如光宇材料的技術,可對太陽能及半導體產業每月產生的 6000 多噸廢砂漿進行分離、清洗、改值等工序,重新產出矽粉、氫氣、碳化矽、二氧化矽,重新應用於鋰電池負極材料,及機能衣物等產品,如去年世大運紀念服。

→ 03:17 註3:但薄膜型太陽能電池也會有自己的重金屬污染問題。
→ 04:01 註4:一般矽晶體太陽能板組成比例: 65%~75% 玻璃、10%~15% 鋁框、10% 塑膠和 3%~5% 的矽晶。
→ 04:09 註5:這個成本有包含回收玻璃以外的其他部分。
→ 08:09 註6:當然,按照漁電共生的法規,產量只要有七成就符合標準,但嚴格來說,漁民還是損失了另外三成,這也是大家會有顧慮的地方。
→ 09:36 註7:2015年天下爆出台積電的合作工廠違法傾倒的內幕:
https://www.cw.com.tw/article/article...




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【 本集參考資料 】

? 一次可以看很多太陽能資訊ㄉ網站們:
→ 陽光伏特家:http://bit.ly/2pe4IR1
→ 太陽能五四三:http://bit.ly/314Mi2h
→ 公視|我們的島:太陽光電系列專題:http://bit.ly/2oAEdFw

→ 維基百科|太陽能電池:http://bit.ly/2IMsSZY
→ 科技新報|太陽能真的夠「綠」嗎?還是包裹著糖衣的毒藥:http://bit.ly/2Vy7YTu
→ TVBS|真綠能?太陽能板製程 產生4千噸廢料:http://bit.ly/317MBcR
→ 環境資訊中心|光電循環之路 桶裝廢液污染如何解:http://bit.ly/2q7CvvJ
→ 關鍵評論網|太陽能光電的回收「技術」很環保,卻可能造成2項汙染:http://bit.ly/2B49vXX
→ Energy Trend|廢太陽能板回收有解!台灣太陽能模組回收聯盟成立:http://bit.ly/2Mb1mqQ
→ 科技新報|廢太陽能板惹人嫌?創新回收模式將再創商機:http://bit.ly/2q7DdsT
→ 央廣|工研院研發太陽能板回收技術 獲環保署肯定:http://bit.ly/2oqEXgv
→ 科技新報|退休太陽能板何處去?歐洲首座專門回收廠坐落法國:http://bit.ly/35wsHMa
→ 自由時報|擁核公投控「太陽能板有毒」 太陽光電業者要提告:http://bit.ly/2B44RJt
→ 【能源報導月刊】太陽能板多久洗澡一次?:http://bit.ly/2oAFufM
→ 每日頭條|太陽能發電原理圖,看完秒懂:http://bit.ly/2Mb2lHy
→ 太陽能五四三|颱風對太陽光電系統的影響(1/2)-基礎與支架:http://bit.ly/35uPozY
→ 太陽能五四三|颱風對太陽光電系統的影響(2/2)-模組強度問題:http://bit.ly/33lJMGD
→ 太陽能電池產業製程及污染防治簡介:http://bit.ly/35sHiYG
→ 陽光伏特家|【誤會讓人受盡委屈- 太陽能真的夠「綠」嗎?】:http://bit.ly/319m92D
→ 公視|太陽能產業廢棄物 可回收高純度""""矽"""":http://bit.ly/2IHlAXc
→ 中時|樹立循環經濟體系新典範 成亞廢砂漿回收技術 獨步:http://bit.ly/2B7LCi5

【 延伸閱讀 】
→ 知識力|太陽能的原理、種類與優缺點:http://bit.ly/32bnpmT
→ 達智綠能科技|什麼是太陽能?:http://bit.ly/33tiNsv
→ 科技新報|德國打造熱裂解太陽能回收設備,有望年處理 5 萬片太陽能板:http://bit.ly/2oAGhgK
→ GreenMatch|The Opportunities of Solar Panel Recycling:http://bit.ly/2B3PyQS
→ 中央社|疑颱風釀災 日最大規模水上太陽能板失火:http://bit.ly/2McypuZ
→ SEMI Taiwan|半導體工業廢棄物處理創新技術與趨勢:http://bit.ly/31avfMp
→ 台積電|廢棄物管理:http://bit.ly/2VACuMi
→ 科技報橘|外媒讚「垃圾處理天才」,台灣廢棄物回收技術傲視全球好棒棒:http://bit.ly/2OIstLM
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