所有的廢物怎麼辦？

作者：雷切爾·A·梅德爾、瑪蒂爾德·薩達

面對氣候變化的壓力以及整合風能和太陽能等替代能源的緊迫性，對能源轉型技術聲稱的好處的關注掩蓋了明顯的現實——缺乏識別和量化其他生命週期外部因素（例如廢物）的戰略處置或環境影響。

能源行業、政府和社會尚未充分了解產生的廢物量以及與報廢太陽能光伏發電相關的長期影響。 如果可持續和循環的未來是首選的前進方向，則有必要在允許的回收、處理和處置設施中對報廢面板進行受控管理。

問題所在：太陽能廢物

預計到78 年，全球累計太陽能廢物量將達到約2050 萬噸。然而，其中許多預測假設電池板的完整使用壽命為25-30 年，並且沒有考慮到太陽能驅動的早期更換、快速報廢和廣泛的過早退役。稅收抵免、補償率、安裝價格、惡劣天氣事件以及中國的作用最終可能會推高這些數字。 除了有吸引力的稅收補貼帶來了前所未有的大規模太陽能增長外，由於主導和控制太陽能市場的中國的製造創新，電池板的轉換效率逐年提高。 在美國，太陽能被視為應對氣候變化的關鍵解決方案，對公司和投資者來說是一項有吸引力的投資，符合其環境、社會和治理目標，並且可以創造就業機會。 

但迫在眉睫的廢物量與循環經濟背道而馳，並對全球和國家的可持續發展目標構成威脅。 

剖析太陽能光伏 (PV) 面板並了解其結構，揭示了一個高度集成的系統，該系統使得拆卸和回收成為一個昂貴、複雜且能源和資源密集型的過程。 面板的成分包括鋁、玻璃、複合塑料和各種金屬，包括鎘、鉻、鉛、硒和銀等，如果未經處理和管理，可能會污染土壤並滲入地下水系統。 由於重金屬和其他成分的存在超過了毒性監管閾值，根據《資源保護和回收法》（管理危險廢物管理的法規），報廢面板可被歸類為聯邦監管的危險廢物。 這種分類使太陽能電池板受到美國環境保護局危險廢物法規的全面監管，並承擔了一系列嚴格的監管義務，這使得根據現行法律對太陽能電池板進行分類、存儲、處理和運輸以進行回收或處置的成本高昂且繁重。

生命週期終止問題反映了缺乏經濟上可行和可持續的生命週期終止選擇，主要方法是填埋、焚燒或“捐贈”（志願者回收）到二級市場，將廢物管理負擔轉移給發展中國家經濟體。 

太陽能回收過程的複雜性

回收太陽能光伏發電非常複雜，可能是一個能源和資源密集型過程，會產生廢物和排放（圖 1）。 回收技術，特別是在美國，仍然處於萌芽階段，成本高昂，這限制了最終的處置選擇，即垃圾填埋、焚燒和出口——這是成本最低的途徑。 由於被指定為“危險廢物”，現行法規要求廢棄太陽能電池板由合格的運輸商並在允許的處理、儲存、處置和回收設施中進行管理。 根據預計的太陽能廢物量，鑑於美國選址、建設和擴大回收設施的許可期限很長，目前還不確定現有的危險廢物和回收設施是否足以管理太陽能電池板的湧入。 

這些錯綜複雜的監管障礙，加上回收的直接成本，鼓勵廢棄、非法傾倒和儲存廢棄太陽能電池板，同時出現了更實惠的選擇。 儘管由於電池板被錯誤分類為電子垃圾（e-waste）或其他材料、缺乏跟踪機制和數據透明度，很難獲得準確的數字，但估計約 10% 的太陽能電池板在美國被回收，並且尚不清楚這個數字是否轉化為全部或部分回收結果。

儘管太陽能回收行業面臨著投入不足、運營成本高以及由於貴重材料集中程度低而盈利能力低的挑戰，但如果存在收集、加工和銷售太陽能回收的基礎設施和供應鏈合作，那麼太陽能回收市場就有強大的潛力。各種組件。 然而，這些安排目前均未到位。 應開發新的循環商業模式並建立基於回收、再利用和回收的矽、金屬和材料的二級市場，用於二次生命電池板和其他應用，使太陽能光伏行業的再利用、維修和再製造價值鏈正規化。 

資料來源：由 Rachel Meidl 和 Mathilde Saada 根據各種來源編譯。

美國未來的監管模式

美國尚不存在針對報廢太陽能廢物的國家框架，但在加利福尼亞州的帶動下，美國環保署目前正在權衡是否應將報廢太陽能電池板作為“通用廢物”進行監管，這是一種經過簡化的危險廢物類別。旨在減輕管理負擔並促進收集和回收的法規。 加利福尼亞州是第一個將報廢太陽能電池板作為普遍廢物進行管理的州，其最近的法律可以作為國家太陽能廢物回收框架未來發展的典範，並為其他州效仿的藍圖。 夏威夷、北卡羅來納州和羅德島州也在考慮管理太陽能電池板的規則，以刺激回收利用。 該框架不僅對於經合組織國家至關重要，對於正在經歷太陽能空前增長的發展中經濟體（例如中國和印度）也至關重要，因為世界這些地區缺乏正式的廢物處理網絡、回收基礎設施和法規。 隨著太陽能回收行業的興起和眾多參與者進入市場，最大的挑戰之一將是為大量積累的孤兒廢物分配責任。 

循環經濟的系統級管理

回收——或者在無法回收的情況下對危險材料進行適當處置——確實是循環經濟的重要組成部分。 然而，首先也是最重要的是，我們需要製定有利的法規來激勵太陽能廢物的收集和適當的報廢管理。 這可以幫助建立太陽能回收能力，同時工業和二級市場作為綜合報廢基礎設施的一部分進行擴展。 一系列解決方案中還應考慮投資激勵措施，以鼓勵太陽能回收行業的發展。 

在我們社會急於實現脫碳和電氣化的過程中，廢物管理常常被忽視。 有機會開發適當範圍的方法，以解釋太陽能裝置整個供應鏈中常見被忽視因素（例如土地利用、生物多樣性喪失、環境正義、水管理和全球運輸）對整個供應鏈的生命週期影響。 此外，區塊鍊等技術可以為報廢面板的透明、負責任的管理提供巨大推動力。 我們當前規劃、準備和設計用於再利用、回收、再製造和循環利用的能源系統至關重要，否則我們將面臨在未來造成新的環境、社會和經濟負擔的風險。

雷切爾·A·梅德爾，LP.D.，CHMM，是萊斯大學貝克研究所能源研究中心能源與環境研究員。 她此前曾被任命為美國交通部下屬機構管道和危險材料安全管理局副副局長。 

瑪蒂爾德·薩達 是萊斯大學貝克研究所能源研究中心的研究助理，也是萊斯大學全球事務碩士專業的碩士生。