ก้าวข้ามพลังงานสีเขียว: วงจรชีวิตของแผงโซลาร์เซลล์อย่างเต็มรูปแบบ - การคืนทุนด้านพลังงาน รอยเท้าคาร์บอน และการรีไซเคิล

คนส่วนใหญ่มองว่าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาดและหมุนเวียนได้ ซึ่งมาจากแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนหลังคาและโซลาร์ฟาร์มโดยไม่มีการเคลื่อนไหวใดๆ ที่มองเห็นได้ขณะผลิตไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะมีแผงโซลาร์เซลล์ จำเป็นต้องมีการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงาน ดังนั้นพวกเขาจึงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งในที่สุดแผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผงจะหมดอายุการใช้งาน โดยทั่วไปภายใน 25-30 ปี

การทำความเข้าใจวงจรชีวิตทั้งหมดของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่ต้องการเข้าใจผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง เรามาสำรวจคำถามสำคัญสามข้อ: แผงโซลาร์เซลล์ใช้เวลานานเท่าใดในการผลิตพลังงานที่ใช้ในการผลิต รอยเท้าคาร์บอนที่แท้จริงของมันคืออะไร? และจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแผงนับล้านถึงจุดสิ้นสุดของชีวิต?

แผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผงมี "หนี้พลังงาน"- ซึ่งเป็นพลังงานสะสมที่จำเป็นในการผลิตส่วนประกอบและขนส่งผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในท้ายที่สุด Energy Payback Time (EPBT) จะประมาณระยะเวลาที่ต้องใช้ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) ก่อนที่จะสร้างพลังงานเทียบเท่ากับพลังงานทั้งหมดที่ใช้ไปตลอดวงจรชีวิต

ข่าวดีเกี่ยวกับ EPBT ก็คือมันหดตัวลงอย่างมากพร้อมกับการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต การศึกษาโรงงานผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนหลายคริสตัลไลน์ขนาด 1 MWp ในเมืองซินเจียง ประเทศจีน แสดงให้เห็นว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนและการใช้พลังงานส่วนใหญ่ของระบบเกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการผลิต การศึกษาเดียวกันยังแสดงให้เห็นว่าขั้นตอนการดำเนินงานและการกู้คืนจะลด "หนี้คาร์บอน" เริ่มต้นตามลำดับ ดังนั้นเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานของระบบ การปล่อยคาร์บอนสะสมจะเป็นศูนย์

สำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีแสงแดดส่องถึง โดยทั่วไประยะเวลาคืนทุนด้านพลังงานคือหนึ่งถึงสองปี หลังจากนั้น ในช่วงที่เหลือของอายุการใช้งาน 25+ ปี แผงจะผลิตไฟฟ้า-คุณภาพสูงที่ปล่อยก๊าซเป็นศูนย์-จำนวนมากโดยไม่ต้องป้อนพลังงานเพิ่มเติม สิ่งพิมพ์ทางวิชาการจำนวนมากที่ทบทวนวงจรชีวิตของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ยืนยันว่าพลังงานที่ดีที่ได้รับจากการลงทุนทำให้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์จะผลิตกระแสไฟฟ้าโดยไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการใช้งาน แต่ก็มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระดับหนึ่งจากกระบวนการผลิตเต็มรูปแบบก่อนการติดตั้งอย่างแน่นอน การวัดและการรายงานการปล่อยก๊าซคาร์บอนสำหรับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ PV ในขั้นตอนต่างๆ มีความสำคัญมากขึ้น เนื่องจากความต้องการความโปร่งใสในตลาดโลกเพิ่มมากขึ้น และการดำเนินการตามกลไกการปรับขอบเขตคาร์บอนที่กำลังจะเกิดขึ้น

จีนได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างมากในด้านมาตรฐาน ในเดือนมกราคม 2026 สำนักงานบริหารพลังงานแห่งชาติได้เผยแพร่มาตรฐานอุตสาหกรรมใหม่ชื่อ "วิธีการเชิงปริมาณและมาตรฐานการประเมินสำหรับการปล่อยก๊าซคาร์บอนตลอดวงจรชีวิตของโครงการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์" มาตรฐานเหล่านี้ ซึ่งมีผลใช้บังคับในวันที่ 18 มิถุนายน พ.ศ. 2569 ระบุข้อกำหนดทางเทคนิคแบบครบวงจรสำหรับการจัดการคาร์บอนในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์

มาตรฐานนี้ใช้กับโครงการ PV แบบรวมศูนย์ (โดยโครงการแบบกระจายได้รับอนุญาตให้อ้างอิงได้) และระบุขอบเขตทางบัญชี ข้อกำหนดในการรวบรวมข้อมูล ตัวชี้วัดการประเมิน และเทมเพลตการรายงานสำหรับการปล่อยก๊าซคาร์บอนตลอดวงจรชีวิต ขอบเขตครอบคลุมถึงการจัดหาวัตถุดิบ การผลิตอุปกรณ์ การก่อสร้าง การดำเนินงานและการบำรุงรักษา และขั้นตอนการรื้อถอนและการรีไซเคิล

ศาสตราจารย์ Ke Yiming รองคณบดีโรงเรียนพลังงานระหว่างประเทศที่มหาวิทยาลัยจี่หนานกล่าวว่า ปัจจัยการปล่อยก๊าซคาร์บอนสำหรับการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ของจีนในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 52g CO₂e/kWh แหล่งที่มาหลักของการปล่อยก๊าซเหล่านี้คือขั้นตอนการผลิตอุปกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตโพลีซิลิคอนและเวเฟอร์ซิลิคอน

ข้อมูลนี้มีความสำคัญต่อการค้าระหว่างประเทศ ตลาดหลักๆ ได้สร้างระบบ "อุปสรรคคาร์บอน" ที่เชื่อมโยงโดยตรงกับปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของผลิตภัณฑ์ เข้ากับการเข้าถึงตลาด เงินอุดหนุนจากรัฐบาล และคุณสมบัติในการประมูล ฝรั่งเศสกำหนดให้มีการรับรองรอยเท้าคาร์บอนสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีขนาดเกิน 100kWp ในขณะที่เกาหลีให้คะแนนโมดูลตามรอยเท้าคาร์บอนเพื่อให้ได้รับเงินอุดหนุน Li Yang ผู้เชี่ยวชาญด้านการบัญชีคาร์บอนที่ Sunshine Hi-Tech ตั้งข้อสังเกตว่าการบัญชีคาร์บอนในวงจรชีวิตที่แม่นยำได้กลายเป็น "บัตรผ่านสีเขียว" สำหรับผลิตภัณฑ์ PV ที่เข้าสู่ตลาดต่างประเทศ

จะเกิดอะไรขึ้นกับแผงโซลาร์เซลล์ที่มีอายุครบ 25 ปี? หากเราไม่รีไซเคิลเซลล์ PV (เซลล์แสงอาทิตย์) อย่างเหมาะสม อาจก่อให้เกิดของเสียจำนวนมหาศาลทุกๆ ปี - ซึ่งอาจนับล้านตัน อย่างไรก็ตาม มีอุตสาหกรรมและสถาบันภาครัฐหลายแห่งที่แก้ไขปัญหานี้ล่วงหน้าอยู่แล้ว

ตัวอย่างเช่น เมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2026 กระทรวงของรัฐบาลจีน 6 กระทรวง ซึ่งรวมถึงกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศ (MIIT) กระทรวงนิเวศวิทยาและสิ่งแวดล้อม และสำนักงานบริหารพลังงานแห่งชาติ ได้เผยแพร่นโยบายร่วมในหัวข้อ "แนวทางความคิดเห็นสำหรับการส่งเสริมการใช้โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์อย่างครอบคลุม" คำสั่งใหม่นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเปลี่ยน-โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ที่หมดอายุการใช้งาน-จาก "ของเสีย" ธรรมดาๆ ให้กลายเป็นแร่ธาตุที่มีคุณค่าในเมือง

นโยบายดังกล่าวกำหนดเป้าหมายอันทะเยอทะยาน: ภายในปี 2570 ประเทศจีนตั้งเป้าหมายที่จะบรรลุการใช้งานโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ขยะอย่างครอบคลุมจำนวน 250,000 ตัน และภายในปี 2030 เป้าหมายคือการสร้างระบบการใช้ประโยชน์ที่ครอบคลุมด้วยรูปแบบกำลังการผลิตที่เหมาะสมซึ่งสามารถจัดการการรื้อถอนขนาดใหญ่-ได้

การรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์ถือเป็นความท้าทายทางเทคนิค เนื่องจากได้รับการออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานนานหลายทศวรรษในสภาพกลางแจ้งที่สมบุกสมบัน โมดูลประกอบด้วยแก้ว เฟรมอะลูมิเนียม เซลล์ซิลิคอน สายไฟทองแดง ซิลเวอร์เพสต์ และสารห่อหุ้มโพลีเมอร์-ซึ่งทั้งหมดนี้เชื่อมติดกันผ่านการเคลือบ

Guiding Opinions สรุปแผนงานทางเทคนิคที่ครอบคลุม:

1. การออกแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อการรีไซเคิลที่ง่ายขึ้น:ผู้ผลิตได้รับการสนับสนุนให้ใช้วัสดุกาวที่แยกออกจากกันได้ง่าย สำรวจโครงสร้างฟิล์มกาวที่ไม่เชื่อมขวาง- และใช้แผ่นหลังปลอดฟลูออรีน- ริบบอนไร้สารตะกั่ว- และกาวโลหะไร้สารตะกั่ว- เพื่อลดต้นทุนในการกำจัดในอนาคต

2. การรื้ออย่างแม่นยำ:ลำดับความสำคัญของการวิจัย ได้แก่ การทำความสะอาด การตัด และการแยกอุปกรณ์แบบอัตโนมัติ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำในการรื้อถอน กำลังพัฒนาระบบการแยกส่วนแบบปรับเปลี่ยนได้อัจฉริยะที่สามารถจำแนกโมดูลได้หลายขนาดและประเภทต่างๆ ควบคู่ไปกับอุปกรณ์แยกส่วนแบบแยกส่วนที่รวดเร็ว{1}}เคลื่อนที่ได้

3. เทคโนโลยีการแยกที่มีประสิทธิภาพ:นโยบายระบุวิธีการแยกทางกายภาพและทางเคมีเป็นแนวทางการวิจัยที่สำคัญ วิธีการทางกายภาพประกอบด้วยเทคนิคการถอดกระจกที่มีต้นทุนต่ำ-โดยใช้การม้วน การใช้มีดร้อน การปอก การตัด และการบดแบบพัลส์ วิธีการทางเคมีมุ่งเน้นไปที่วิธีการที่ใช้ตัวทำละลาย-ในการละลายสารห่อหุ้มโดยไม่ทำลายวัสดุอันมีค่า

4. การสกัดส่วนประกอบที่มีคุณค่า:การนำซิลเวอร์กลับคืนจากกริดโลหะของเซลล์ถือเป็นสิ่งสำคัญ โดยมีการวิจัยที่สำรวจสารชะล้างที่ไม่เป็นกรด{0}หรือเป็นกรดอ่อนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม ทองแดง ตะกั่ว และดีบุกสกัดจากริบบิ้นและบัสบาร์ ซิลิคอนได้รับการคัดเกรดและทำให้บริสุทธิ์โดยใช้กระบวนการไฮโดรเมทัลโลจิคัลหรือไพโรเมทัลโลจิคัล เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตโพลีซิลิคอน อลูมิเนียม-ซิลิคอนอัลลอยด์ และผู้ผลิตซิลิโคน

วัสดุที่นำกลับมาใช้ใหม่นำไปใช้ในการถลุงโลหะ การผลิตอุปกรณ์ และการผลิตวัสดุก่อสร้าง สิ่งนี้สร้างเศรษฐกิจแบบวงกลมโดยที่ซิลิคอน เงิน ทองแดง อลูมิเนียม และแก้วจากแผงเก่ากลายเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่

เนื่องจากต้นทุนการขนส่งอาจส่งผลกระทบต่อผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของการรีไซเคิล นโยบายจึงสนับสนุนการปรับใช้กำลังการผลิตในภูมิภาคที่มีความหนาแน่นในการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์สูง (โดยเฉพาะทางตะวันตกเฉียงเหนือ ตะวันออก และจีนตอนเหนือ) เพื่อส่งเสริมการรีไซเคิลในท้องถิ่น นโยบายดังกล่าวส่งเสริมการบูรณาการห่วงโซ่คุณค่า ส่งเสริมความร่วมมืออย่างใกล้ชิดระหว่างผู้ผลิตโมดูล โรงไฟฟ้า และบริษัทรีไซเคิล

กรอบนโยบายประกอบด้วยการสนับสนุนทางการเงินผ่านแพลตฟอร์ม-ความร่วมมือทางการเงินของอุตสาหกรรมแห่งชาติ ซึ่งสนับสนุนให้ธนาคารให้เครดิตสำหรับการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีสีเขียวและโครงการรีไซเคิลโมดูลของเสีย เทคโนโลยีขั้นสูงอาจรวมอยู่ใน "แค็ตตาล็อกเทคโนโลยีสีเขียวและคาร์บอนต่ำ-แห่งชาติ" เพื่อเร่งให้เกิดการยอมรับ

แนวทาง LCA ต่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์ รวมถึงระยะเวลาคืนทุนของพลังงาน รอยเท้าคาร์บอน และการรีไซเคิล-การสิ้นสุด-ชีวิต แสดงให้เห็นว่าพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงแต่เป็น "สีเขียว" ตลอดวงจรชีวิต แต่ยังแสดงให้เห็นหลักฐานของความยั่งยืนที่เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ด้วยระยะเวลาคืนทุนของพลังงานสำหรับ PV ที่ประมาณ 1-2 ปี การปล่อยก๊าซคาร์บอนที่วัดได้น้อยกว่า 60 gCO2 ไฟฟ้า/kWh ที่เกิดขึ้น และหน่วยงานและองค์กรหลายแห่งที่พัฒนาโครงการรีไซเคิลที่เป็นของแข็งสำหรับ-แผงโซลาร์เซลล์ที่หมดอายุการใช้งาน อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์กำลังปิดวงจรแห่งความยั่งยืน

Yang Yanchun เลขาธิการพรรคและประธาน Guoneng Longyuan Environmental Protection กล่าวว่า นโยบายเหล่านี้ "วางรากฐานสำหรับ-การพัฒนาสีเขียวในระยะยาวของอุตสาหกรรม" การเปลี่ยนมาใช้พลังงานหมุนเวียนไม่ใช่แค่การสร้างพลังงานสะอาดเท่านั้น-แต่ยังเกี่ยวกับการสร้างระบบที่ยั่งยืนตั้งแต่ต้นจนจบ