ภารกิจอันยิ่งใหญ่ระดับนานาชาติ
แผงโซลาร์เซลล์ 1 แผง ประกอบขึ้นจากการนำโซลาร์เซลล์บรรจุลงไปใน EVA Film ซึ่งจะถูกประกบไว้ตรงกลางระหว่างแผ่นกระจกกับแผ่น Backsheet จากนั้นหุ้มทั้งสี่ด้านด้วยอะลูมิเนียมเฟรม โดยร้อยละ 90 ของโซลาร์เซลล์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดจะเป็นโซลาร์เซลล์ที่ทำจากผลึกซิลิคอน ด้วยเหตุนี้เอง วัสดุหลักที่ใช้ในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยกระจก 75% อะลูมิเนียม 10% และ EVA 10% นอกจากนี้ยังมีซิลิคอน ทองแดง และเงิน เป็นต้น
ศาสตราจารย์ฟู่เย่าเสียน (傅耀賢) จากคณะพลังงานสีเขียว มหาวิทยาลัยแห่งชาติไถหนานเปิดเผยว่า “แผงโซลาร์เซลล์สามารถทนทานต่อแสงอาทิตย์ ลม และฝน เป็นเวลาอย่างน้อย 20 ปี แสดงให้เห็นว่าวัสดุที่ใช้ในการผลิตมีคุณภาพสูงมาก สมควรที่จะถูกนำมารีไซเคิลเพื่อนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่”
จากการที่ยุโรปเริ่มพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าก่อน ทำให้ต้องเผชิญกับปัญหาการจัดการแผงโซลาร์เซลล์หมดอายุเร็วกว่าภูมิภาคอื่น ดังนั้นในปัจจุบันจึงมีองค์กร PV Cycle ที่จัดตั้งขึ้นโดยสหภาพยุโรปเป็นผู้นำในด้านการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์หมดอายุ วิธีการจัดการแผงโซลาร์เซลล์หมดอายุของ PV Cycle คือ เริ่มจากการรื้ออะลูมิเนียมเฟรมซึ่งเป็นกรอบหุ้มแผงโซลาร์เซลล์ออก จากนั้นบดด้วยเครื่องจักรแล้วคัดแยกวัสดุที่เป็นกระจก โลหะ และพลาสติก ในจำนวนนี้วัสดุที่เป็นพลาสติกจะต้องผ่านกระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis) เพื่อแยกสารประกอบ และนำ EVA Film กับแผ่น Backsheet ไปผ่านกระบวนการแปรสภาพเป็นก๊าซ (Gasification) ด้วยความร้อนสูง ซึ่งในที่สุดก็จะได้วัสดุที่สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่อาทิ อะลูมิเนียม ซิลิคอน ทองแดง เงิน และกระจก เป็นต้น
ลองจินตนาการดูว่า กระบวนการไพโรไลซิส ซึ่งเป็นปฏิกิริยาการสลายตัวของวัสดุอินทรีย์ที่ไม่มีออกซิเจนภายใต้สถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูง หลังจากวัสดุต่าง ๆ บนแผงโซลาร์เซลล์ผ่านกระบวนการไพโรไลซิสแล้วจะกลายสภาพเป็นคาร์บอนหรือก๊าซ แต่เนื่องจากแผ่น Backsheet ในแผงโซลาร์เซลล์มีส่วนประกอบของฟลูออรีน หลังผ่านการเผาไหม้จะทำให้เกิดก๊าซที่ทำลายโอโซนในชั้นบรรยากาศ ดังนั้นการนำกระบวนการไพโรไลซิสมาใช้ในการสลายตัวของวัสดุบนแผงโซลาร์เซลล์ จำเป็นต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์ที่ใช้ดักจับก๊าซพิษ จากนั้นก็ต้องดำเนินการจัดการอย่างเหมาะสม และนี่ก็เป็นเหตุผลที่ทำให้สายการผลิตเพื่อการรีไซเคิลของ PV Cycle ต้องการใช้โรงงานที่มีพื้นที่กว้างใหญ่ไม่ต่างจากโรงงานถลุงเหล็ก นอกจากนี้ราคาเครื่องจักรแต่ละตัวก็สูงเกือบ 100 ล้านเหรียญไต้หวัน
ศ.ฟู่เย่าเสียนยกตัวอย่างแผ่น Backsheet เคลือบ PVDF ที่มีส่วนประกอบของฟลูออรีนว่า “PVDF ที่เป็นวัสดุใหม่ราคากิโลกรัมละ 1,300 เหรียญไต้หวัน หลังผ่านการรีไซเคิลแล้วก็ยังมีราคาหลายร้อยเหรียญ แต่ถ้านำไปเผาทิ้งก็จะมีราคาเป็น 0 และยังต้องเสียเงินในการจัดการกับปัญหามลพิษอีก” ด้วยความเสียดายและทนไม่ได้กับการนำเอาวัสดุที่ยังมีประโยชน์ไปทิ้งเป็นขยะ อีกทั้งยังก่อให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับการสร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งย้อนแย้งกับจุดประสงค์เริ่มแรกของการพัฒนาพลังงานสีเขียว กระตุ้นให้ ศ. ฟู่เย่าเสียนและทีมวิจัยตั้งปณิธานร่วมกันว่า จะต้องคิดค้นวิธีการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์ให้ได้ 100%
ศ.ฟู่เย่าเสียน ทุ่มเทเวลาในการศึกษาวิจัยด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์ มานานกว่า
20 ปี ในมือถือโซลาร์เซลล์ชนิดฟิล์มบางที่เคยได้รับความนิยมอย่างมาก พร้อมบอกเล่าเรื่องราวการพัฒนาของภาคอุตสาหกรรมทั้งในยุคที่เฟื่องฟูและตกต่ำ