從蔡總統能源談話認識「核不如光」

Monday, October 29, 2018

 

日前蔡英文總統出席台灣國際智慧能源週(2018 Energy Taiwan)開幕,她表示,太陽光電是台灣成長最快的再生能源之一,年成長達到140%,有信心在2025年總裝置容量超過20GW。今年太陽光電的尖峰發電量,也多次超過核一廠兩部機組的發電量。

 

 9月27日11:30各電源發電量,太陽能123.1萬瓩,約為1.23GW,而核一廠一個機組為0.6GW左右。圖片來源:陳秉亨臉書。

 

在太陽光電前景看好的狀況下,蔡英文總統同時表示,台灣經濟發展可兼顧環保永續。然而,因為若干媒體也報導過太陽光電的污染問題,民眾難免有所疑心。有鑑於此,以下將用很簡單的方式,帶讀者認識太陽能板的製造與回收。
 

太陽能外部成本低於核電

 

大凡空污、廢棄物、製程中的污染問題,採礦時的污染問題等等,由社會共同承擔的副作用,經濟學上有個專有名詞稱為「外部成本」。有論者引用2008年的歐盟資料,判定太陽光電的外部成本大於核電,似有養光不如養核之意。

 

但,且不說資料已舊,即便是經濟合作暨發展組織核能署(OECD Nuclear Energy Agency)2018年的報告(如圖),都不得不承認,包括風電、太陽能等,再生能源全體,外部成本都低於核電。太陽能部分還特別註明,太陽能的外部成本可能被高估(solar PV are likely to be an overestimation),因為隨著效率改善,外部成本還可能會進一步下降。

 

 

經濟合作暨發展組織核能署2018年報告列出的各能源外部成本,核電高於太陽能。圖片來源:作者提供。

 

 

如果你覺得前面的敘述有點複雜,換個角度來看,或許會簡單地多。太陽能板除了被放在水庫之外,在食材生產的農地也日漸擴大。

 

據日本能源媒體報導,日本農用型太陽能板申請事業數,在收穫量不能因此減少2成的前提下,從2013年的97件,一路攀升到2017年末的1269件,且全國從南到北只有一個縣沒有申請,可見應用範圍之廣。若太陽能板(污染)是個(無法解決的)問題,拿來與食共存,與土地與水庫相依,未免也太不划算。

 

太陽能真正與毒物扯上關係,主要是製造時會用到氫氯酸、氫氟酸等會有毒物質。早年太陽能使用的是半導體晶片製造商所淘汰的矽晶片,算是「環保回收業」,但隨著產量大幅擴張,這方面的議論也多了。

 

然而,我們必須知道,太陽能的廢棄物,跟台積電、聯電的廢棄物並無二致,其總量還遠低於IC/DRAM這些大宗貨品所製造的污染,這是整個半導體產業的事情。倘若環保廠商執行不嚴導致污染,那我們應該檢討的是犯法,而不是有毒廢棄物。不然整個竹科就得關門了。再說不論台灣用不用太陽能,也會因為外銷而持續製造,終究要面對非法處理的問題。
 

太陽能板一旦製造完出廠,本身是無毒的。全世界有一大堆裝在水庫的案例,可以佐證其溶出物之低;參見論文:「太陽電池裸晶到模組製造流程,須使用許多化學物質,如蝕刻液,抗反射膜,有機溶劑等。單獨存在時對環境有影響,與其他物質結合在電池上,則是穩定無害。」(出自吳貴淳,〈太陽能電池的材料回收處理與再利用研究〉)

 

廢棄物時的回收問題

 

講完製造,再講產品(見下圖)。一般來說,使用二十年後,太陽能板會變成事業性廢棄物。佔有99%重量和體積的鋁框,及高透光度高強度玻璃,這部分因為很有價值,可以回收。然後剩下:EVA膠膜、TPT背板、太陽能電池片。

 

太陽能板組成解析。圖片來源:作者提供。

 

EVA回收早已商業化(見〈可回收再生塑料種類的介紹〉)。TPT背板,目前燒了埋了了事,但因為含溫室氣體的氟,燒卻有副作用,所以各國都在推替代品。至於太陽能電池片,因為它是矽,經濟效益足夠時,可再做成半導體原材料使用。

 

然而,挑戰也在這邊。EVA 和 TPT 足以保護太陽能電池幾十年,相對的,要能在有經濟效益的狀況下達成回收,由於二十年前服役的太陽能板才剛剛開始退役,所以這個市場還在發展,相關技術也還在快速成長,尚未到達十分成熟的階段。
 

由以上資料,我們可以得到以下結論:

 

太陽能板本身無毒,並不需要盲目害怕「不存在的毒性」。

 

即便考慮種種效應,光能的外部成本已經低於核能,未來還有希望大幅降低。

 

被過時資料的誤導,誤以為效益低於製造前後的各種成本,因而躊躇不前,是很可惜的。
 

再生才有經濟的前途

 

約莫去年的這個時候,蔡英文總統出席2017年「台灣國際太陽光電展」,宣示來年台灣太陽能發電,將實現100%的成長,結果今年達140%,可以說,實踐的部份,已大幅超越去年的口頭宣示。有了按部就班的實績,自有樂觀期待的可能性。

 

 

隨著太陽能成本的直線下滑,允諾使用100%再生能源的企業也日漸攀升。目前,其綠電用電量已大到足供波蘭使用。圖片來源:作者提供。

 

不過,誠如筆者在前作所言,國際企業渴求再生能源的速度,怕是更快(上圖)。眼下台灣所要追求的,不是經濟與環保兼顧,而是再生才有經濟的前途。

 

 

 

作者為專欄寫手/演講講師,範圍包括福島核災、同志、日本節能等題目。主持日本歌手中島美雪介紹會。男同性戀,小王。

 

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