账号:
密码:
CTIMES / 文章 /   
迈向太阳光电产业的循环式商业模式
 

【作者: 愛美科】2020年03月18日 星期三

浏览人次:【5444】
  

随着全球太阳光电(photovoltaics;PV)设备产能即将达到兆瓦(TW)的里程碑,废料处理及产品使用寿命终结的最终处置(end-of-life;EoL)成了当务之急。爱美科与合作夥伴已开始进行研究,展开建立循环式供应链之路。


爱美科与合作夥伴叁与了欧盟资助的展??2020计画(Horizon 2020 project;H2020 project)中的CIRCUSOL专案,一同开发了技术和商业洞见,并提高对光电产业循环式供应链的意识。涵盖的面向包括再循环(recycling)、原物料回收(recovery)、修复(repair)或整修(refurbishment),甚至是除役或损坏PV模组的再利用(re-use)。


爱美科PV模组与系统活动研究团队的负责人Eszter Voroshazi,与在爱美科进行新居礼夫人计画的研究员Ioannis Tsanakas,於本文解释循环式太阳光电的目的、运作方法与定义。两位作者皆积极叁与欧洲绿能研究组织EnergyVille,此为爱美科、比利时法兰德斯技术研究院(VITO)、比利时天主教鲁汶大学(KU Leuven)和哈瑟尔特大学(UHasselt)共同建立的夥伴关系,专注於智慧城市和智慧电网。


百万吨废料 带来千万种可能


图一 :  太阳能光伏发电产业正历经急遽成长,全球有近8成的PV设备在过去五年间展开部署。
图一 : 太阳能光伏发电产业正历经急遽成长,全球有近8成的PV设备在过去五年间展开部署。

太阳能光伏发电产业正历经急遽成长,尤其在这十年间。全球有近8成的PV设备在过去五年间展开部署。目前,PV设备的产能已超越5千亿瓦(GW)的峰值,且预计将在2022年超越1兆瓦的峰值。


这项成就的阴暗面,就是首次使用寿命到期的PV模组数量将大幅增加。若缺乏有效的EoL管理,这些模组将会成比例地累积成PV废料。研究预估,全球PV废料在2030年前可能高达800万吨,且在2050年前会累积至十倍,达到8000万吨。


这个数据甚至还没计算生产阶段所产生的废料,以及在「科技退休年龄」前就除役的废弃设备举例来说,保险到期或需要动力更新(repowering)的设备。和其他废物流(waste stream)相比,单就欧洲地区塑胶包装所产生的废料量,每年就超越1500万吨。


与其将PV废料问题视作难如登天,PV产业和相关利害关系人已把这样的发展当作即将到来的大机会时代,它将可能带给PV价值链崭新的融资机制和多元的收益流。


可以发现,在研发方面的商业关注与心力已明显转移至流线型太阳能的运维上,这并非巧合。不仅是为了确保PV元件拥有最长久且具成本效益的首次运作寿命,还要具备永续且获利的EoL管理和修复流程,并在PV元件潜在的二次使用寿命中,建立长期且具竞争力的性能和可靠性。


成千上万种的可能办法

对於以太阳能光电发电为基础的未来而言,要做到更永续、更环境友善,并实现经济上的运转,PV再循环、原物料回收、修复或整修除役、损坏或退化的PV模组,以及赋予PV模组二次使用的再次运作,全都不可或缺。


目前已有一些研究正在进行中。例如,现有的决策树已经能够在EoL管理面临不同选择时提供指引。然而,文献资料中的见解一直以来都呈现相对分散,且有些片面。


那些文献主要聚焦在PV再循环的过程,以及相关创新成果。相对来说,PV再利用的潜在价值就处於尚未开发状态。此外,与修复或整修、可靠度、PV模组二次使用的认证或资格证明相关的知识及最隹实务,也一直很少见。


更甚者,以循环式商业模式实现额外价值创造(value creation)的知识和意识更鲜少被提及。例如,让原始制造商和下游股东更密切叁与相关的EoL流程。



图二 : 在PV产业的EoL场景中,实现价值创造的多元路径完整示意图。(source:CIRCUSOL)
图二 : 在PV产业的EoL场景中,实现价值创造的多元路径完整示意图。(source:CIRCUSOL)

CIRCUSOL现身说法

CIRCUSOL太阳能产业循环式商业模式(circular business models for the solar power industry)的缩写,是一项获得欧盟展??2020计画资助的创新行动专案(Innovation Action project)。由比利时法兰德斯技术研究院(VITO)居中协调,这项计画汇集了来自七国的15位合作夥伴。


这项计画於2018年启动,预计进行四年,致力於确立PV价值链中EoL领域的细项划分,并提出匹配的技术标准与相关规范架构。有监於此,这项计画以发展和验证「产品服务化系统(Product-Service System;PSS)」为目标,该系统可以将循环式商业模式运用至整条PV价值链中。


结果显示,这项计画提出的创新洞见具有极高价值。目前来说,PV模组一旦除役,便会自动进入废物流,随後被丢弃或回收。因为大多数PV设备的使用时间距离达到预定的寿命终止期限仍有相对较大的落差,目前的PV废料主要来自生产时的产品瑕疵、运输或运作头四年发生的早期失效(infant failure)。


CIRCUSOL的合作夥伴和专家预估,约有半数进入废物流的PV模组可被修复、整修或再利用。他们也提供了详细的产业概况,包含目前在EoL各式场景中的积极叁与者,以及相关辅助技术与商业模型的最新动态。


立法推了一小把

熟悉PV产业的人就会知道,目前的修复和整修作业还是相对非正式,且想当然耳,仍未系统化或标准化。事实上,这些活动现在是由独立私人公司执行,原始制造商并未提供任何协助。因此,针对二次使用PV模组的特性分析、可靠度测试、认证或标示所提出的见解十分有限,且几??没有相关标准。


但以实用面来看,并考量欧盟低电压指令(Low Voltage Directive;LVD)(2014/35/EU),相关的符合性评监与安全要求依然有效,且也适用於二次使用的PV模组。


此外,欧盟废电子电机设备指令(the Waste Electrical and Electronic Equipment;WEEE)(2012/19/EU)也解决了欧盟会员国的电子设备废料管理要求。该指令指出,自2019年起,废弃PV模组的回收/再循环率,按质量计算,应该分别达到85%和80%。EoL和回收技术必须进化,这不是秘密,而且这些技术还要变得可用,以用来达成WEEE对PV废料所增设的更多要求。


群策群力 耕耘未来潜能

PV产业与相关利害关系人应该肩负起面对挑战的责任,并共同在随挑战而来的诸多契机中获取利益,包含的几个完全充分理由如下:为可再循环性(recyclability)设计、为可修复性(repairability)设计概念之PV设计评估与验证;具成本效益之二次使用PV模组可靠度测试与特性分析协定;PV再利用(即二次使用)之成本利润与生命周期分析。


爱美科表示,作为CIRCUSOL计画的成员,他们期??看到任何与计画相关的贡献、谘询与互动投入。


(本文由爱美科授权刊登;作者Eszter Voroshazi1、Ioannis Tsanakas2为爱美科PV模组与系统活动研究团队的1负责人、2研究员;编译/吴雅婷)


相关文章
晶片上拉曼光谱仪问世 开创多元的材料分析应用
监往知来 洞察不同应用领域的DRAM架构(上)
监往知来 洞察不同应用领域的DRAM架构(下)
浅谈量子位元与量子电路
微缩实力惊人 台积3奈米续沿用FinFET电晶体制程
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 用「??」金属实现2奈米制程
» 创新农业串联生命、能源及资源展现循环永续力
» 具备人工虹膜的智慧隐形眼镜 有??改变眼疾治疗的方式
» Imec展示低功耗毫米波雷达晶片 能在电池供电设备运行
» AI晶片重大突破 爱美科与格罗方德实现边缘设备的深度神经网路运算
  相关产品
» Silicon Line在Computex 2019上展示用於HDMI 2.1、DisplayPort、USB和虚拟实境的最新光连结科技
» 市场先锋:Basler推出智慧型灯源解决方案
» Diodes推出符合汽车规格的60V快速调线性LED控制器
» 英飞凌推出适用於一般照明的新款60V线性LED控制器IC
» UnitedSiC推出用於低功率AC-DC返驰式转换器的SiC JFET系列

AD


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2020 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29号11楼 / 电话 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw