2014年11月28日 星期五

太陽光電系統的環境議題(下)

(4)土地資源與建物資產 台灣地狹人稠,土地價值高,如果太陽光電系統安裝在土地上可能會影響其他經濟作物或建築開發的機會,故太陽光電系統躉售費率上,針對地面型的系統給予相對較低的收購價格。就算在農地或建地施做系統,也有設置面積上限。目前地面型系統以屏東林邊地區養水種電案例為大面積特殊個案,將八八風災後的廢棄魚塭轉化為太陽光電電廠,一時成為南台灣的奇景。 至於安裝在屋頂上的系統是否會替建物增值,目前台灣市場沒有太陽光電系統與建物價值的研究與分析,但美國有文章報導指出,2000~2009年安裝的屋頂太陽光電系統,的確會增加房屋價值,賣價可提高許多。日後系統普及化可能將會衍生出房屋買賣連帶的系統鑑價或資產評估市場,但目前太陽光電系統設置於屋頂最直接而實際的好處,為住宅提供隔熱、減緩漏水、甚至是科技感的視覺效果。 
(5)有毒材料 一般太陽光電模組除了常見的晶矽電池之外,還有碲化鎘(CdTe)、 銅銦硒化物 (CIS)及砷化鎵(GaAs)等,的確這些材料對人體不太可能有益,不過在沒有破裂、使用中(帶電)揮發下,這些電池材料都是封裝好的,表面是強化玻璃,內部並不會跟水或空氣有接觸。模組本身也經過許多壓力測試、震動測試與防火測試,確保結構安全與材料強度。如果遇到高溫意外(如火災)才有可能讓內部化學物質散出,而一般住宅火災屋頂的溫度約攝氏八百到九百度,並不容易讓熔點動輒攝氏一千度以上的電池元件融化,就算融化,有部分情況是太陽電池融化與模組表面玻璃結合固定,不至蒸散入大氣中。而太陽光電系統使用的變壓器,盡可能使用不含鹵素的冷卻系統(如礦物油),否則有滲漏或火災則相對容易釋放化學物質,這部分必須符合相關電氣技術、安裝與消防安全規範。
(6)廢棄物處理 太陽光電系統設備(包含模組與變流器)在製造過程中有經過加熱與加壓,或酸洗蝕刻等製程,如果廢棄成為廢棄物,是否能如同一般家電產品送交資源回收廠,或回收後是否需要其他廢棄物處理技術,才能完整或無害的回收太陽光電系統元件,目前是許多再生能源領先國家在意的課題。 太陽光電模組的廢棄物處理問題在美洲及歐洲有極高關注,甚至部分地區有立法規範固體與有毒廢棄物的處置跟回收方法。太陽光電模組約有20~30年的壽命,每年發電功率大約衰退0.5%,卸下系統後,這些模組有可能被丟棄、回收或再利用。可見的未來會有逐漸有模組壽命結束,而製造商必須提供製造過程使用的材料清單,來協助模組做後續的廢棄物處理方式。 歐洲有一非營利組織-「PV Cycle」負責收集與回收這些廢棄的模組,國際上(包含台灣)有許多廠商自願性的加入;也有模組廠提供廢棄模組回收的服務選擇。台灣目前並沒有強制規範,有的損壞模組交由資源回收或清潔公司,後續是否針對固體廢棄物或有毒事業廢棄物處理則不得而知。
(7)溫室氣體排放 普遍公認再生能源的好處,是「減少」溫室氣體排放。由於生產再生能源的設備及施工過程中過程中,一樣會排放溫室氣體。本者搜集國外探討以生命週期評估法研究太陽光電系統的文章,在20年的系統運轉中,每度電約排放30~80克的二氧化碳當量(gCO2e/kWh),相較天然氣(270~900gCO2e/kWh)與燃煤(630~1600gCO2e/kWh)電廠要少的多,而台灣超過八成能源供應來自於石化燃料,所以如果可以逐漸以太陽光電取代傳統能源,則台灣的溫室氣體能源排放當量有機會可逐漸減少,或經濟同步發展的階段可以不至於增加溫室氣體排放。 再生能源並不是絕對完美,它也會對土地、水、環境及生態跟文化產生些許負擔,畢竟做任何選擇都必須付出代價。但相較高污染的火力電廠,或潛在風險未知的核電,再生能源可說是目前的一時之選。也許太陽光電系統仍然存在爭議性的環境議題,或尚待解決的電網輸配問題及價格上的經濟問題,但就目前各類傳統能源與再生能源比較,太陽光電仍然是目前較為熱烈成長的區塊。

備註:
1. 以103年躉售電價為例,屋頂型10kWp內費率為7.1602元/度,而地面型1kWp以上費率皆為4.9222元/度。
2. 台灣也有模組廠加入PV Cycle,但目前PV Cycle以歐洲為服務區塊,故在台灣使用有PV Cycle的模組無法得到相關服務。
3. 京都議定書訂定溫室氣體為二氧化碳CO2、氧化亞氮N2O、甲烷CH4、氟氯碳化物CFCs、氫氟碳化物HFCs、六氟化硫SF6。不同溫室氣體依據IPCC公告全球暖化潛勢(Global Warming Potential),可統一計算為二氧化碳當量 (Carbon Dioxide Equivalent, CO2e)。 

參考資料
1. Clean Energy Results Questions and Answers, Ground-Mounted Solar Photovoltaic Systems, 2012
2. An Analysis of the Effects of Residential Photovoltaic Energy Systems in California
3. http://www.pvcycle.org/
4. http://eetd.lbl.gov/ea/emp/reports/lbnl-4476e.pdf
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