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專題文章

矽太陽能板「難分難解」 滲入水土威脅健康

太陽能發電自十九世紀開始出現,研發多年技術漸趨成熟,無疑是未來發展可再生能源的重心之一。然而,太陽能 取之不盡的美譽背後或遺禍萬年,例如製作矽太陽能板的過程中,會排出氯化物等有毒物質,太陽能板難以分拆、 回收等問題亦從未解決。此外,過去不乏太陽能發電系統短路,繼而起火爆炸,安全隱憂不容忽視。有學者認為, 太陽能技術發展方向已定,發電基礎無法逆轉,只能以科技延長太陽能板的壽命,從而減少對環境的污染。

 

「第一步要提煉出矽,把矽氧化物混合氯化氫加熱,高溫之下產生純淨的多晶矽,可是同一時間,也有大量氯化物 產生。」香港城市大學材料科學及工程學系教授葉軒立,提及製作太陽能板的過程,坦言會釋出一定程度的污染物 。

 

污水處理不當增肺部風險

城大能源及環境學院助理教授徐先億解釋,在製造太陽能電池過程中,會使用部分化學品來製備矽,並製造用於單 晶和多晶面板的晶片,及以乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作為密封劑,更先進的太陽能電池板則採用矽凝膠,而 整體製造過程,均會產生具強烈劇毒性的化學品四氯化矽。

 

儘管現時規定廠商,至少要將約九成八的四氯化矽回收及再利用,仍有小量以污水排出,由於該成分接觸水會釋放 對人類和環境健康均有害的腐蝕性鹽酸,故必須經氫氧化,轉化為氯化鈣,令廢水達至中和。徐指,不論是回收還 是作為污水排出,一旦處理和處置不當,該物質均會導致皮膚灼傷,及污染空氣,增加人類的肺部疾病,必須謹慎 處理。

 

薄膜含鎘

可致癌及骨質疏鬆

此外,早年生產的薄膜太陽能板,已被證實含有重金屬,因其製作過程會將重金屬物料塗在強化玻璃上。該太陽能 板雖然已被陸續淘汰,但仍佔市面上的百分之五,相關產品退役後的處理令人頭痛,恐釀成環境災害。地球之友行 政總裁洪藹誠強調,該類太陽能板所含的重金屬,包括鉛和鎘,會對人體健康和環境造成危害,含量愈高,危害愈 大,當中鎘更屬於致癌物。據了解,鎘可在人體累積,長期接觸會引致慢性中毒,影響腎臟和肺部功能,更可能引 致骨質疏鬆等後遺症。

 

洪補充,在廢置太陽能板的處理上要加倍小心,如要避免鉛和鎘等重金屬外泄滲漏,需要經特別程序,若處理不當 ,可能引致該些重金屬滲入泥土,可致農地無法耕種,甚至入侵地下水源,形成環境災難。他認為,新能源的應用 ,是要解決原有的能源危機,但若會釀成另一次環境危機,是極不理想的狀況,生產商有責任改善研發。

 

切割過程造成

大量碳排放

有太陽能板公司負責人指,薄膜太陽能板須靠精細的切割技術,才可將表面的矽與面板分離,因而導致成本高昂, 過程中亦出現大量碳排放。他續指,現時做法是打碎太陽能板,再用磨機將其割成四至五毫米的小塊,之後放在注 入酸性化學液的不鏽鋼滾筒中轉動,讓薄膜從玻璃分離,由於滾筒內注滿酸性化學液及金屬,須防止泄漏,要在三 段式的化學沉澱程序中,注入高鹼中和清洗,最後再以特殊過濾器,過濾出細層矽以重新使用,不但成本高昂,亦 耗用大量能源,絕不環保。

 

至於一般矽晶太陽能電池板,香港光電控股主席吳克耀指主要由玻璃、鋁製框架、塑膠物料和矽所製成,現行技術 能夠把其中的七成物料,還原為原材料重新使用,惟矽物料二次使用會含有其他雜質,即使工廠回收再造成原材料 後,也只能成為次級原材料。至於餘下的三成物料,雖不可能還原為原材料,亦可循環再造,製成環保磚等,物盡 其用,舉例其工廠回收率達九成,能將三分二的玻璃輾碎,送往玻璃廠再造、鋁製框架被送往鋁精煉廠、廢塑料可 作為燃料供水泥廠使用,而餘下物料因難於分拆其他雜質,如強化玻璃混有塑膠,或鋁框架混有玻璃等,只能棄置 。

 

事實上,目前香港太陽能回收鏈尚未成形,正礙於成本問題。徐先億分析當中結構,提到為免矽晶暴露於環境,一 般會以聚合物層和背板密封保護電池,但也會使日後的回收和拆卸變得困難,須以高溫來鬆開黏合劑。他指,大多 數國家在太陽能電池板廢物管理方面的監管法律和協調不足,導致太陽能板未有被回收,而送往垃圾堆填區棄置, 繼而令污染物,如有毒的鉛、鉻、鎘滲入土壤和地下水中,恐引發嚴重的健康和環境問題,「監管及執法不力才是 造成此類污染的主要原因。」

 

「換板潮」

污染恐陸續浮現

在香港,不少市民受港府於2018年推出的「上網電價」計畫吸引,安裝太陽能板,但香港電器及電子設備回收協會 副會長陳榮禮指,若以太陽能板平均壽命約二十年計算,預計2040年將是第一波換板潮。他引用2020年官方數字, 當年全港約有三百七十五萬塊太陽能板,以每塊板重二十二公斤計算,預算到2040年將有重達八千二百多噸的太陽 能板需要更換,數字相當驚人。

 

儘管現時太陽能板技術日新月異,新式太陽能板的回收比率愈來愈高,惟第一代舊式太陽能板尚未退役,污染或許 會在不久將來陸續浮現。陳榮禮指,日後如何處理退役板,能否全面回收及還原作原材料都十分重要,「最理想是 能夠將回收重用比率提高至九成或以上,才能達到減碳的目標。」



Posted on 29 Nov 2022.

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太陽能板 有毒物質