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文档简介
InnovativeBusinessModelforNovelRecyclableSolarAugust,第一 绪 研究背景与动 研究课题与目 研究范围与限 研究方法与流 第二 文献探 精實畫布Lean 永续经济思维与循环经 碳關 太阳能电池结 商業模 第三 太阳能产业分 全球太阳能电池需 台湾太阳能电池供应 全球太阳能电池回收需 现有太阳能电池回 太阳能电池回收法 太阳能产业分析小 第四 新型技术介 热裂解回收汰役传统太阳能电池技 易拆解全回收太阳能电池技 第五 商业模 全新供应链生态 关键利害关系 热裂解回收太阳能电池商业模 易拆解全回收太阳能电池商业模 建立易拆解全回收太阳能联盟 商业模式小 第六 财务模 财务模型假 市场需求分 原物料收入预 新创公司回收厂成本分 政府政策现金 损益平衡 年单位成本/收入/税前净利/供应链最佳净利比 建立财务模 风险评 第七 结论与展 结论与建 未来展 参考文 图1.4.1研究方法与流 图2.1.1精实画布Lean 图2.1.2改良版精实画布(Lean 图2.2.1UNEP循环经济9R原 图2.2.2以冰山理论看线性经济到循环经济的系统变 图2.2.3企业转型循环经济路径 图2.3.1欧盟碳减排计划目 图2.3.2欧盟CBAM立法时程 图2.4.1结晶硅型太阳能模块结 图2.4.2全球太阳能封装材料市占 图2.5.1建构商业模式:开放创新平台心 图3.1.12010年全球二氧化碳排放当量比 图3.1.2国际可再生能源机构能源转型情境评 图3.1.32021年各地太阳能模块制造产能占 图3.1.4太阳能电池单晶硅晶圆大 图3.1.5太阳能电池尺寸示意 图3.1.6太阳能电池发电效率预 图3.1.7单晶太阳能电池2015-2021成本预估(硅、晶圆、电池、模块 图3.1.8以2021为基准评估未来10年太阳能系统成本结 图3.1.9太阳能电池效率年衰退分布 图3.1.10太阳能电池成本比例与耐用度影响程 图3.1.11太阳能电池制 图3.1.12太阳能系统制 图3.2.1太阳能电池供应 图3.2.2台湾太阳能电池生态 图3.3.1全球太阳能模块回收市场规 图3.3.22010-2050各区域太阳光电汰役模块 图3.4.1破碎分选法示意 图3.4.2物理刨除破坏亲和性示意 图3.4.3溶剂法示意 图3.4.4热分解法示意 图3.4.5热刀法示意 图3.4.6新菱热裂解回收法流程示意 图3.4.7法国回收厂商Veolia太阳能电池年回收 图3.5.1行政院环保署废太阳光电板回收清除处理体 图3.5.2行政院环保署太阳光电板回收步 图3.5.3日本太阳能电池目标回收费 图3.5.4德国太阳光电模块回收机 图3.5.5PVCycle组织运作流 图3.5.6PVCycle回收流 图4.1.1热裂解回收汰役传统模块太阳能电池流 图4.1.2热裂解技术回收流程 图4.1.3EVA经过剥除液界面活性剂反应后显微镜画 图4.1.4湿法冶金制程技术设 图4.1.5热裂解回收法回收后再生 图4.1.6热裂解回收法后再生硅 图4.1.7热裂解回收法后再生反光玻璃 图4.1.8热裂解回收法后再生银化合 图4.1.9再生硅晶棒与硅芯 图4.2.1(a)传统模块(b)易拆解全回收模块结构比 图4.2.2(a)传统模块(b)易拆解全回收模块加热下变 图4.2.3传统模块与易拆解全回收模块比 图4.2.4TPE胶实体 图4.2.5经回收处理后含银线硅芯片实体 图4.2.6经回收处理后硅再生芯片实体 图4.2.7纯度99.99999%(7N)再生芯片实体 图4.2.8易拆解模块回收后电池片实体 图4.2.9易拆解全回收模块太阳能电池循环路 图5.1.1易拆解全回收太阳能电池供应 图5.1.2生态链上游:生产太阳能电 图5.1.3生态链中游:太阳能发 图5.1.4生态链下游:太阳能电池回 图5.1.5生态链收入来源1:商业行为买 图5.1.6生态链收入来源2:政府补 图5.2.1利害关系人分析:太阳能电厂(台)初 图5.2.2利害关系人分析:太阳能电厂(台)中 图5.2.3利害关系人分析:太阳能电厂(台)远 图5.2.4利害关系人分析:太阳能系统商(台)初 图5.2.5利害关系人分析:太阳能系统商(台)中 图5.2.6利害关系人分析:太阳能系统商(台)远 图5.2.7利害关系人分析:太阳能电池回收商(台)初 图5.2.8利害关系人分析:太阳能电池回收商(台)中 图5.2.9利害关系人分析:太阳能电池回收商(台)远 图5.2.10利害关系人分析:太阳能电厂(欧美日)初 图5.2.11利害关系人分析:太阳能电厂(欧美日)中 图5.2.12利害关系人分析:太阳能电厂(欧美日)远 图5.2.13利害关系人分析:太阳能系统商(欧美日)初 图5.2.14利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)中 图5.2.15利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)远 图5.2.16利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)初 图5.2.17利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)中 图5.2.18利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)远 图5.2.19利害关系人分析:太阳能电池原物料供应商(欧美日台 图5.2.20利害关系人分析:再生能源需求公司(欧美日台 图5.2.21利害关系人分析:绿色金融贷款机构(欧美日台 图5.2.22利害关系人分析:产险机构(欧美日台 图5.2.23利害关系人分析:政府部门(台 图5.2.24利害关系人分析:政府部门(欧美日 图5.5.1易拆解太阳能全回收联盟成员与互动关 图5.6.1热裂解回收传统模块与易拆解全回收太阳能电池商业模 图5.6.2商业模式核心:建立在地全回收太阳能电池联盟与设计标 图5.6.3热裂解回收技术与易拆解全回收太阳能电池全球布 图5.6.4易拆解全回收太阳能电池回收获利来 图6.2.1台湾太阳能电池新增装置量与易拆解全回收年市占 图6.2.2台湾市场太阳能电池总汰役 图6.2.3新创公司太阳电池回收厂处理 图6.3.1汰役及废太阳能电池1GW回收后再生原物料价 图6.4.1新创公司太阳能电池回收厂年处理成 图6.5.12024-2050回收费用减免与政府回收处理补贴试 图6.5.2台湾采用再生原物料制作太阳能电池直接减碳效益与节省碳费试算 图6.6.1新创公司台湾回收厂产能满载下营运表 图6.7.1台湾市场1GW太阳能电池回收单位净利预 图6.8.1新创公司台湾回收厂财务计 图6.8.2新创公司台湾回收厂 图6.8.3新创公司台湾回收厂 图6.8.4新创公司台湾回收厂不动产、厂房及设备合 图6.8.5新创公司台湾回收厂净现金流入(出 图6.8.6新创公司台湾回收厂关键投资报酬 图7.1.1新创公司台湾回收厂1GW成本表拆 表2.3.1欧盟碳关税政策预期冲击评 表2.4.1太阳电池种 表2.4.2一般硅晶用背板种 表2.5.1商业模式定义节 表2.5.2商业模式于电子商务、策略、科技与创新管理定义比较- 表2.5.3商业模式于电子商务、策略、科技与创新管理定义比较- 表3.1.11GW太阳能电池重 表3.1.21GW太阳能电池碳足迹组 表3.4.11GW汰役传统模块太阳能电池破碎法回收再生原物料价 表3.4.2日本厂商太阳能模块回收技术分 表3.5.1美国各州太阳能模块回收法 表3.5.2欧盟与美国回收法规比 表4.1.1热裂解技术回收传统模块原物料价目 表4.1.21GW汰役传统太阳能电池热裂解回收再生原物料价 表4.2.1热裂解技术回收易拆解全回收模块原物料价目 表4.2.21GW汰役易拆解全回收太阳能电池热裂解回收再生原物料价 表6.2.1台湾市场传统太阳能电池年装置量与汰役量预 表6.2.2台湾市场易拆解全回收太阳能电池年装置量与汰役量预 表6.2.3台湾市场太阳能电池装置量与汰役量预 表6.2.4新创公司太阳电池回收厂处理 表6.3.1汰役太阳能电池1GW回收后再生原物料价 表6.4.1新创公司回收厂成本分析 表6.5.12024-2050回收费用减免与政府回收处理补贴试 表6.5.2台湾市场采用再生原物料减碳量与碳费减免效 表6.6.10.0375GW热裂解回收技术净利打平产能利用 表6.6.21GW热裂解回收技术净利打平产能利用 表6.6.3新创公司台湾回收厂产能满载下营运表现 表6.7.1新创公司台湾回收厂热裂解回收单位获益评 表6.8.1新创公司台湾回收厂财务计 表6.8.2新创公司台湾回收厂损益 表6.8.3新创公司台湾回收厂获利表 表6.8.4新创公司台湾回收厂资产负债 表6.8.5新创公司台湾回收厂现金流量 表6.8.6新创公司台湾回收厂财务比 表7.1.1新创公司台湾回收厂成本拆分 第一 绪气候变迁、巴黎气候协议(UnitedNations,ParisAgreement,2015)、2050净零碳排宣言(中华民国国家发展委员会,等2022)等议题承先启后出现在我们生活之中,知太阳能需求将更甚以往。但太阳能电池与所有电器用品一样都是有限的寿命,(中华民国专利号码TWI459569):可大幅提高汰役太阳能电池回收价值;以及易拆解全回收模块太阳能电池(王珽玉,林志龙,&曹申,2021)(王珽玉,林志龙,&本研究透过资料搜集法、产业分析、精实画布(LeanCanvas)型建立等方法进行商业模式的建立与商业可行性评估,流程请参酌图图1.4.1第二 文献探精實畫布LeanAshMaurya于2012出版《精实执行(RunningLean)》,改良传统商业模式(Maurya,2012),透过一张图表(图2.1.1)浓缩产品、价值主张、利害关系人、成图2.1.1精实画布LeanCanvas(Maurya,2012)参考BrandonFang(Fang,2021)ProblemSolutionCustomerSegments目標客戶(市場區隔UniqueValuePropositionUVP)UnfairAdvantage不公平競👉个案公司竞👉优势为何?有哪些护城河、进入门槛,使竞👉ChannelsRevenueStreams收入來源CostStructureKeyMetrics客价值)精实画布(图2.1.2),将目标客户修正为利害关系人,包含政府单位、太阳能电厂图2.1.2改良版精实画布(Lean图2.2.1UNEP循环经济9R原则(UnitedNationsEnvironmentProgramme,2019)参考(UnitedNationsEnvironmentProgramme,2019)设计的全新绿色循环模式原则(图2.2.1),9R包含:ReducebyDesign将所有产品的生命周期利用9R参考(黄育征,陈惠琳,2021)循环台湾可透过两张图介绍循环经济观念系统变革与循环经济路径图(图2.2.2)。图2.2.2(黄育征,陈惠琳,结构上从线性经济转型为循环经济必须透过高价值循环与系统性合作,将供图2.2.3(黄育征,循环经济,透过图2.2.3剖析联合国永续发展目标如何延伸循环经济与企业转型作为,包根据(李坚明,2021)所述,2050年净零碳排放(NetZeroEmissions)发展趋势下,追求净零碳排已成为国家与企业的最重要转型风险(TransitionRisk)。研究显示,如果一个国家为促进低碳发展,碳定价成本设定为40美元/吨CO2e,则能源密集产业的出口值约会下降2.5%。国家推动严格限碳排放,将会产生竞👉力(Competitiveness)折损与碳泄漏(CarbonLeakage)现象。研究显示碳泄漏范围为5-19%,平均约12%。因此欧美低碳发展先进国家已积极规划「碳边境税」(CarbonBorderTax,CBT)(或称边境碳关税),以及碳边境调整机制(CarbonBorderAdjustmentMechanism,CBAM)将可促进欧盟排放交易制度(EmissionTradingScheme,ETS)的有效性与有意义性,同时促进图2.3.1(李坚明,图2.3.2欧盟CBAM(李坚明,排放(或碳)交易制度(EmissionTradingScheme,ETS)是欧盟绿色政纲(GreenDeal)实践2050年净零碳排(netzeroemissions)的重要市场工具。欧盟ETS已完成量),第四阶段(2021-2030)目标减排43%约减排10亿吨CO2,相较于2005年总以及严格的效率标竿(benchmark)(行业前10%最佳效率水平的平均值)核配排放额电价补贴及免费核配排放额度等(图2.3.1)。欧盟亦即将实施碳边境税(CarbonBorderTax,CBT)(图2.3.2),目的有四降低碳洩漏(carbon維護歐盟境內產業競👉力誘使國外貿易夥伴降低產品碳足跡(carbonfootprint),符合歐盟的低碳標準碳關稅收入(約2兆美元)(预期冲击评估如表表2.3.1(李坚明,表2.4.1(资料来源:工研院IEK-ITIS计划2004/7),参考(吴贵淳,图2.4.1结晶硅型太阳能模块结构(王珽玉,林志龙,&曹申,2021)参考(吴贵淳2006)表2.4.1所述,太阳能电池种类分为四大类,又以结晶硅2.4.1导线、背板(Backsheet)、电池盒。封装材料市场主流为乙烯醋酸乙烯酯(EthyleneVinylAcetate,EVA),在太阳能EVA(图2.4.2)图2.4.2(Trube,背板材料条件必须提供阻水、阻气,耐日照UV以及足够机械强度、绝缘等特性,更要与EVA封装膜有良好接着性,使太阳能模块于各种户外长期恶劣天邦开发的聚氟乙烯树脂薄膜Tedlar®PVF为主,一般简称Tedlar®,是最受欢迎的背板材料,因其具有超过25年的发展历史,优异的抗紫外光、耐候性及绝缘性等,一直是背板材料里不可或缺的角色。杜邦授权多家背板厂商使用Tedlar®,因此市面上超过50%以上的背板都是采用含氟的背板(表2.4.2)。表2.4.2(关旻宗,王思淋,&周文贤,(Zott,Amit,&Massa,2011)所做的整理表2.5.1),以(Magretta,2002)所描述的商业模式为例,经中文翻译后可诠释以(Zott,Amit,&Massa,2011)结论则解释商业模式在策略面的主要目标是解(Zott,Amit,&Massa,2011)对于商业模式的结果与影响则引用诸多文章做描述,以策略面来说质化或量化的商业模式成效可透过价值创造总计(Amit&Zott,2001)、竞👉优势(Christensen,2022)、公司表现(Casadesus-Masanell&Ricart,2010)(Zott&Amit,2007)(Zott&Amit,2008)来评价。在科技与创新管理范畴可参考从技术中创造和占有的价值(Chesbrough&Rosenbloom,2002)、价值创造(Hedman&Kalling,2003)、创新网络动态(Calia,Guerrini,&Moura,2007)、关系基础建设(Björkdahl,2009)来评比商业模式的成效(表2.5.2、表2.5.3)。表2.5.1(Zott,Amit,&Massa,表2.5.2商业模式于电子商务、策略、科技与创新管理定义比较-1(Zott,Amit,&Massa,2011)表2.5.3商业模式于电子商务、策略、科技与创新管理定义比较-2(Zott,Amit,&Massa,2011)开放创新平台(OpenInnovation以台湾集成电路创办人张忠谋荣誉董事长(吴元熙,2021)描绘的半导体领域解释的问题与情境有四,并针对市场与公司的变化持续重复循环(图2.5.1)。色?R&D部门的技术含量是否足以解决大问题?未来的技术与商业模式必须有下找到黄金交叉点,此处可透过计算机AI的辅助,经过机器学习历年来价格与销 图2.5.1第三 太阳能产业分为了因应气候变迁、巴黎气候协议UnitedNations,ParisAgreement,2015)、净零排放宣示等目标(中华民国国家发展委员会,等2022),各国积极寻求减碳、低污染的解决方案,据统计全球55%碳排与能源有关(黄育征,2017)(图3.1.1),图3.1.12010(黄育征,循环经济,据国际可再生能源机构(IRENA)预估(IRENA,2020)(图3.1.2),2050年全球太阳能发电量预计高达8519GW,较2017年384GW成长22倍,方能达成各国图3.1.2(IRENA,图3.1.32021(任中原,出从多晶硅到太阳能面板本身,2021年大陆在太阳能板制造阶段的全球市占率逾最为重要。(任中原,2022)率衰退、结构关键、制程等七大环节(表3.1.1、表3.1.2)分析太阳能电池的技术表3.1.11GW1GW重量(單位:噸表3.1.21GW1GW(萬公噸電池片(銀M12做发展(图3.1.4、图3.1.5),尺寸愈大发电量与成本愈低,而研发停滞于M12原因在于开发更大尺寸,晶圆磊晶厂须添购大尺寸设备,量体未放大情况下未达规模经济,因此评估未来太阳能电池单晶尺寸将维持在M10、M12为大宗非图3.1.4(Trube,图3.1.5根据ITRPV2020(Trube,2020)预估(图3.1.6),太阳能电池发电效率逐年成长,2019-2030年复合成长率约1%,对于太阳能电池寿命长达20-25年的状况来说,20年后太阳能电池效率已经成长22%(1.01^20=1.22),值得将汰役太阳能电图3.1.6(Trube,图3.1.7单晶太阳能电池2015-2021成本预估(硅、晶圆、电池、模块(Trube,图3.1.8以2021为基准评估未来10年太阳能系统成本结构(Trube,2022)根据ITRPV2022(Trube,2022)所述,太阳能电池成本逐年下降,模块价已低图3.1.9(Jordan&Kurtz,据NRELJordan&Kurtz,2015)调查,太阳能电池每年效率衰退的中位数约在3.1.9根据该太阳能系统所处环境、温度、湿度等有不同程度的影响,虽然服役20年后的90%看似极高的发电效率,但若将其新太阳能电池的效率做比较,以第零年的两者相差33%,此外以台湾为例,趸购费率采20年为一单位,契约走完后若继续图3.1.10根据Asia-PacificSolarResearchConference讨论所述,太阳能系统成本比例上电池占比最高占55%(Fig3.1.10),而光学封装膜EVA占比4%,比例非常低,但两者影响力相加却高达50%,影响太阳能系统的耐用度和寿命,是否可承受高温、天气不稳定等因素而让系统寿命长达20年,有赖电池商与封装膜商持续研经下图可充分了解太阳能电池的制作流程(图3.1.11、图3.1.12),从硅晶圆图3.1.11图3.1.12图3.2.1图3.2.2图3.2.1展示完整的太阳能电池供应链原貌,以台湾为例,经图3.2.2可检视亦适合建立汰役太阳能电池回收逆物流链,并在未来将拓厂成果复制扩张至全球市场。图3.3.1全球太阳能模块回收市场规模(陈怡静&康玮帆,2021)图3.3.22010-2050(陈怡静&康玮帆,参考2.2的永续经济思维,全球线性经济思维应调整为从摇篮到摇篮的循环经根据BNEFFinance,2020)与工研院产科国际所(陈怡静&康玮帆2021)(图3.3.1、图3.3.2),未来太阳能电池汰役模块量将剧增,如3.1所述,太阳能电池寿命在20-25年后要面对退役淘汰,全球在太阳能需求源源不绝的需要下,在2050年预估将高达160GW的太阳能电池需要汰役,以NT$48亿/GW做计算,将有价值NT$7680亿的太阳能电池被掩埋或是低价值回收,全球是否已准备好面对?本节参考吴曜杉博士吴曜杉2019)、材料与化工研究所先进金属与复合材料研究组(未公开)、傅耀贤博士(中华民国专利号码TWI768418)等人专利所汇图3.4.1表3.4.11GW1GW汰役傳統模組太陽能電池破碎法回收再生原物料價值(單位:億市场主流太阳能电池回收法为破碎分选法(图3.4.1),将铝框拆除后,把玻据颗粒大小、颜色、密度进行分选,处理费用约0.51/W成本低但杂质多,EVA黏仅还原原太阳能电池生产成本8%,值得采用更有效的回收法(表3.4.1)。图3.4.2(陈群芳,台南大学绿色能源科技学系太阳光电实验室由指导教授傅耀贤副教授(陈群芳2021)所带领的团队长年耕耘太阳光电回收方法,于2020年发明太阳能电池模块的盖板与背板的自动拆解设备(中华民国专利号码TWI768418)并申请专利(图3.4.2),该技术原理为物理性拆除铝框后,利用刨除单元将太阳能电池一图3.4.3法处理,剩余的EVA、太阳能电池部分利用酸硷溶液、有机溶剂等浸泡而去除来获得太阳能电池(图3.4.3),优点是玻璃与电池片污染低,缺点是银浸泡于酸硷溶液后与EVA一同溶于溶剂中,难以回收还原,含有EVA四、热处理法/图3.4.4热分解法处理顺序为将铝框去除后,将太阳能电池进行热处理,EVA与背板在近480-520°C热裂解状况下气化(Oregon,UnitedStatesOhio,UnitedStatesPatent图3.4.5热刀法示意图(吴曜杉,2019)热刀法为日本公司NPC专利技术,利用加热的刀具将玻璃和EVA/式进行处理(图3.4.5)。优点是回收完整的玻璃,缺点是刀具使用寿命、处理速经工研院绿能所(吴曜杉,王雨筠,郑隆藤,姜暭先&林福铭2018)评估(表3.4.2),日本公司主要回收工法以破碎法为主,NPC与SolarFrontier采用专利热刀法技术、新菱则采取简单热裂解方式(图3.4.6),各有优缺点,破碎法未能有表3.4.2(吴曜杉,王雨筠,郑隆藤,姜暭先,&林福铭,研削去除背板与EVA层、以溶剂处理剩下的NPC、以有机溶剂与强碱去除剩余硅CSA苯为溶剂去除A将EVA用LNG
图3.4.6(吴曜杉,王雨筠,郑隆藤,姜暭先,&林福铭,图3.4.7法国回收厂商Veolia(Veolia,厂商为法国跨国企业Veolia(Veolia,2022)旗下的太阳能电池回收厂,回收法采破3.4.7与欧洲整年有超过1GW的回收需求来说还有非常大的努力空间。能相关期刊文章中提及,FirstSolar于2015年可每日回收150公吨的汰役太阳能约0.5GW/年,约到2028年回收需求将达1GW/年,目前产能尚未满载。目前台湾政府透过(再生能源发电设备设置管理办法,2019)向再生能源电厂系统(图3.5.1、图3.5.2),方可使用回收服务。图3.5.1(中华民国行政院环境保护署,图3.5.2(中华民国行政院环境保护署,根据(陈怡静&康玮帆,2021)所整理的资料显示,亚洲目前以日本对太阳能废弃模块回收法规制定最为成熟,日本汰役太阳光电模块预估2020年3,0002030年30,000吨,2040年800,000吨,至2040年达到高峰,因此日本针对废太关于补贴回收厂费用日本政府委托智库评估未来汰役[PVリサイクル,2021]太阳能电池回收费用应低于5,000円/KW(NT$1,104/KW),包含拆卸、运送则是评估共计15,000円/KW(NT$3,312/KW)(图3.5.3)。图3.5.3[PVリサイクル,廃弃等费用积立てガイドラインの概要,根据(陈怡静&康玮帆2021)整理的资料显示欧洲诸多国家为满足太阳光电汰役模块在2012年被纳入废弃电器和电子设备指令(WasteElectricalandElectronicEquipmentDirective2002/96/EC,WEEE)与《关于限制在电子电器设备中使用某些国亦有相关废弃物处理部门规划法规细则,例如德国(图3.5.4)、意大利、英国塞尔公约UnitedNations,1989)签订者亦提倡废弃物在地处理,禁止已开发国家将图3.5.4德国太阳光电模块回收机制(陈怡静&康玮帆,2021)PVCycle(PVCycle,2007)申请协助,其服务内容包含协助注册太阳能电池、检核PVCycle成立于2007年,是一家非营利性的会员制组织,为世界各地的公司决方案,服务范围从集体和个人废物管理到法律合规,咨询和代表(图3.5.5)。图3.5.5PVCycle(PVCycle,PVCycle运作流程以40(图3.5.6:小型户模式由太阳能电池所有权人(制造商/回收商)透过PVCycle平台寻者将汰役太阳能电池进行运送,当集中点满载时PVCycle透过平台实时搜集信息大型户则是透太阳能电池所有权人过PVCycle平台联络客服,协助大量汰役图3.5.6PVCycle(PVCycle,根据工研院产科国际所陈怡静产业分析师(陈怡静&康玮帆2021)整理的资建立太阳光电模块回收机制的重要性,但在2012年前尚未有太阳光电模块回收法规诞生。目前汰役太阳光电是由联邦资源回收保护法(ResourceConservationandRecoveryAct,RCRA)以及个别州政府的废弃物管理办法执行,SEIA目前角色居中串联产业与政府管制要求,并且持续发展可执行的相关回收机制(表3.5.1、表表3.5.1美国各州太阳能模块回收法规(陈怡静&康玮帆,2021)表3.5.2RoHS電器及電子設備使用某些危害物質限制指令(新產品管制)WEEE廢電器及電子設備指令(物-回收再利用RCRA(廢棄物-洩漏IEC62321DeterminationofcertainsubstancesinelectrotechnicalproductsTCLP序(EPAMethod加州檢驗方法(將PV第四 新型技术介如上章所述,现行太阳能电池传统模块主流采用热固型光学封装膜EVA进行池,可拆解还原成铝,玻璃,硅材料(纯度99.999%,5N),银化合物,焊带,易拆(图4.1.1、图4.1.2、图4.1.3、图4.1.4、图4.1.5、图4.1.6、图4.1.7、图4.1.8、图4.1.9),具备更高的经济价值。图4.1.1图4.1.2盒等结构,根据图4.1.1、图4.1.2以及专利公开文件(中华民国专利号码TWI459569,2014)得知,回收流程分为四阶段,第一阶段由机器半自动化拆除铝框、高加热温度,不同于一段式热裂解法将温度急升至550-600°C恐造成EVA加热后將模組加熱到330-380°C,時間約10-30分鐘,促使含氟背板燃燒、掀起、曝露出EVA,使背板與EVA分離。將模組加熱到400-500°C,時間約2-3小時,使背板與EVA熱裂解碳化,轉片与EVA、背板分离而进行回收,产生的废气、VOC、一氧化碳可经过再处理而第三阶段将完整玻璃片透过界面活性剂,让EVA膨胀产生裂痕而使EVA封膨胀EVA而非溶解,因此可重复使用。图4.1.3EVA因此本阶段透过湿法冶金制程技术(图4.1.4),移除硅上之各层金属并加以回收与纯化,最终可获得高纯度99.999%(纯度5N)硅材料与氯化银(可经过化学反图4.1.4图4.1.5图4.1.6图4.1.7图4.1.8图4.1.9表4.1.1熱裂解技術回收傳統模組原物料價目表(單位:$新台幣/噸原物料價格表4.1.21GW1GW汰役傳統太陽能電池熱裂解回收再生原物料價值(單位:億经表4.1.1、表4.1.2评估,热裂解回收技术回收后传统模块太阳能电池再生料价值高,可还原模块原价NT$48亿/GW的20%价值,约NT$11.1亿/GW,同时帮助减碳效益达14.2万公吨CO2/GW,为传统模块省下10%图4.2.1(a)传统模块(b)(王珽玉,林志龙,&曹申,太阳光电模块循环新设计(下),图4.2.2(a)传统模块(b)(王珽玉,林志龙,&曹申,太阳光电模块循环新设计(下),图4.2.3图4.2.4TPE图4.2.5图4.2.6图4.2.7纯度99.99999%(7N)图4.2.8图4.2.9(王珽玉,林志龙,&曹申,太阳光电模块循环新设计(下),易拆解全回收模块太阳能电池经重新设计后(图4.2.1、图4.2.2、图4.2.3),参考2.4的太阳能电池结构可在封装胶层EVA与太阳能电池的中间添加一层TPE封装材料(ThermoplasticPackaging)(图4.2.4),待汰役太阳能电池进行热裂解回收时,TPE其热塑性特质在热裂解过程中可软化包覆电池片,扮演缓冲层避免EVA加热后的气泡挤压而破片,如此方能保持芯片完整性(图4.2.2)。如Fig4.2.8所示易拆解全回收模块回收后的电池片表面通常会有白色的会在热裂解后残留在玻璃板或电池片表面,用水清洗移除即可(图4.2.5),接着将电池结构层移除后就剩下高纯度硅芯片,纯度高达99.99999%(7N)(图4.2.6、图4.2.7)因电池片大小如3.1.2所介绍,预计未来10年内太阳能电池新装置尺寸将以M10,M12为大宗,本研究认为未来易拆解全回收模块技术应优先使用于M10,M12等大小的太阳能电池,以2023年将本个案技术应用于M12芯片模块上,2043年汰役回收时即可将完整再生太阳能电池片重新使用于下一代太阳能电池,表4.2.1熱裂解技術回收易拆解全回收模組原物料價目表(單位:$新台幣/噸原物料價格表4.2.21GW1GW汰役易拆解全回收太陽能電池熱裂解回收再生原物料價值(單位:億经表4.2.1、表4.2.2评估,热裂解回收技术回收后的易拆解全回收模块太阳NT$48亿/GW的50%NT$23.5程的碳排可降低到64万公吨CO2/GW,省下76万公吨CO2/GW的碳排(超过第五 商业模章参考2.1的精实画布、2.5对商业模式的定义,经由为客户找到价值,并以合理整为生态圈,让原物料从摇篮到摇篮,达成循环经济。图5.1.1为新易拆解全回收图5.1.1图5.1.2图5.1.2阶段属于生态链上游,包含授权光学易拆解封装膜电池原料商、太阳图5.1.3图5.1.3阶段属于生态链中游,再生能源太阳能电厂产电包含新创公司直营/图5.1.4图5.1.4阶段属于生态链下游,负责将太阳能电池进行回收,并将废弃物转换图5.1.5生态链收入来源1图5.1.6生态链收入来源2款银行(图5.1.5)、以及如3.5所述政府提供之回收补贴,以及第二阶段直营太以上两阶段稳定新创公司收入来源(图5.1.6)。本研究生态圈包含诸多关键利害关系人,本章节参考2.1介绍的精实画布(Maurya,2012)绘制新创公司与利害关系人关系,并透过改良后之精实画布针对8机构、产险机构、政府单位)、2种国家别(台、欧美日)、3个时间期(短中长能够提供哪些独特的价值主张,以及参考2.5.1解释商业模式在策略面的主要目标以下图5.2.1-5.2.24池年安裝量,成長率限paybackratio图5.2.1利害关系人分析:太阳能电厂(台)池年安裝量,成長率限paybackratio图5.2.2利害关系人分析:太阳能电厂(台)池年安裝量,成長率限paybackratio图5.2.3利害关系人分析:太阳能电厂(台)
池年安装量,成长率
图5.2.4利害关系人分析:太阳能系统商(台)
池年安装量,成长率
图5.2.5利害关系人分析:太阳能系统商(台)
池年安装量,成长率
图5.2.6利害关系人分析:太阳能系统商(台)
图5.2.7利害关系人分析:太阳能电池回收商(台)成本结构•废太阳光电板清除处收入来源•图5.2.8利害关系人分析:太阳能电池回收商(台)
成本结构•
废太阳光电板清除处•政府征收碳费/碳税
收入来源•图5.2.9利害关系人分析:太阳能电池回收商(台)池年安裝量,成長率限paybackratio图5.2.10利害关系人分析:太阳能电厂(欧美日)池年安裝量,成長率限paybackratio图5.2.11利害关系人分析:太阳能电厂(欧美日)池年安裝量,成長率限paybackratio图5.2.12利害关系人分析:太阳能电厂(欧美日)TrackRecord
池年安装量,成长率 •专利授权金(生产与使用易拆解胶、使用封装技术图5.2.13利害关系人分析:太阳能系统商(欧美日)TrackRecord
池年安装量,成长率 •专利授权金(生产与使用易拆解胶、使用封装技术图5.2.14利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)TrackRecord
池年安装量,成长率 •专利授权金(生产与使用易拆解胶、使用封装技术图5.2.15利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)
图5.2.16利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)
成本结构•
废太阳光电板清除处•政府征收碳费/碳税
图5.2.17利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)
成本结构•
废太阳光电板清除处•政府征收碳费/碳税
图5.2.18利害关系人分析:太阳能电池回收商(欧美日)铝)、硅、玻铝)、高纯度硅、图5.2.19利害关系人分析:太阳能电池原物料供应商(欧美日台限paybackratio图5.2.20利害关系人分析:再生能源需求公司(欧美日台图5.2.21利害关系人分析:绿色金融贷款机构(欧美日台图5.2.22利害关系人分析:产险机构(欧美日台收入来源•图5.2.23利害关系人分析:政府部门(台收入来源•图5.2.24利害关系人分析:政府部门(欧美日新创公司的子公司经营回收事业。可参考合作厂商为:法国Veolia(Veolia,2022),日本三菱材料(MitsubishiMaterialsCorporation,2022)。创公司草创期的合作模式。可参考合作厂商为:台湾联合再生(联合再生2022)、台湾元晶(元晶,2022)。易拆解全回收太阳能电池在未来深具市场竞👉相信能获得各方支持建立太阳能电池标准与市场进入门槛,保持本个案新创公司竞👉力。以下欲透过两种商业模式与四种优势维护新创公司的易拆解全回收太阳能电池竞👉优势。收厂进行回收,确保回收货源稳定,因太阳能电池寿命长达20年,此举可建立专无论是事前太阳能电池报价降低或是寿命届满回收利润反馈,碳税/碳费范畴更可间接协助原物料商做到减免,使生态链成员乐意采用易拆解全回收太阳能电池。授权各市场具竞👉新创公司并未对各市场有如此熟悉的程度,将在地市场交由在地生产者经营可发建立易拆解全回收太陽能聯盟参考台湾创生平台会议的巨大集团的BAS计划(BicycleToday,2022),董事长DisassemblePhotovoltaicCellsAlliance,EDPA)」提高回收效益,将太阳能电池回收价值从50%提升更高,此举不只可保障追求更态圈利润与节碳成效。图5.5.1为易拆解全回收联盟构思:图5.5.1易拆解太阳能全回收联盟成员与互动关系综合以上针对热裂解回收技术与易拆解全回收太阳能电池,汇整为图5.6.4的全球商业模式布局与构思。经以上商业模式评估,可证明太阳能电池热裂图5.6.1图5.6.2图5.6.3图5.6.4第六 财务模并参考2.5.2的开放创新平台思维:根據臺灣2050淨零碳排藍圖(中華民國國家發展委員會,等2022),本產業分析以2023-2050作為趨勢分析時間長度,而財務模型以2024-2050作為財務預財務模型損益表未納入替供應鏈節省的碳費,然而這會是未來ESG及淨零碳於資產負債表中設定向技術單位技轉之專利作價5000知行政院環保署汰役太陽能電池回收服務辦公室2021報價NT$21/噸為基準。財務模型內臺灣所得稅部分採營利事業所得稅20%經採訪太陽光電產業協會姜暭先秘書長得知太陽能電池每年自然耗損率累积装置容量达7.7GW(中华民国行政院,2019)为基准点,欲满足2025目标则2023-2025年复合成长率经计算必须达26.95%。而易拆解全回收太阳能电池新装置量则评估2023年开始推广,假设初始市占率5%,成长率较市场略高为30%。第二阶段(2026-2030)根据台湾2050净零排放路径及策略总说明(中华民国国家发展委员会,等2022),目标2026-2030每年新增装置量达2GW,5年共增加10GW,目标2030年累积装置容量达30GW,易拆解全回收太阳能电池新装置量成长率则评估较第一阶段略减至20%,预期2030年市占率达27.6%。第三阶段(2031-2050)根据台湾2050净零排放路径及策略总说明,目标2050预期太阳能电池累积装置量达40-80GW(中华民国国家发展委员会,等,2022),本财务预测模型则取中间值60GW,以2030年累积装置容量达30GW基准点做计算,预估2031-2050年复合成长率必须达3.53%阳能电池新装置量成长率则预估前十年(2031-2040)为8%,后十年(2041-2050)为5%,预期2050年太阳能电池新装置量在台湾市场将享有95%市占率。表6.2.1、表6.2.2、表6.2.3为全台传统太阳能电池、易拆解全回收太阳能表6.2.1新增裝置量累積裝置量年度總汰役量表6.2.2占率長率量表6.2.3将以上数据扩大分析范围2002-2050年汇整为图表如图臺灣太陽能電池新增裝置量(GW臺灣太陽能電池新增裝置量(GW 图6.2.1如3.1所描述提及太阳能电池寿命约20-25年,本财务模型亦评估太阳能电池在20年寿命届满后汰役回收,以下三点理由:再生能源條例規範再生能源發電設備運轉超過二十年後以迴避成本或第一項公告費率取其較低者躉購(再生能源電能收購作業要點2022),以111生能源電能躉購費率正式公告來說太陽能發電躉購費率介於每度3.8680元至5.89521.91率相差2~3倍,繼續運轉舊太陽能電廠對其不利。如3.1所述市面上太陽能電池成本逐年下降,甚至遠低於過去水平,更換新太如3.1所述市面上太陽能電池效率高於過去水平,更換新太陽能電池符合成本根据以上三点理由,本财务模型预估太阳能电池于20新创公司回收量则是如3.5所述,目前政府欲将汰役太阳能电池交由单一厂商集中处理,因此本财务模型评估新创公司所设立之回收厂可自2024年试量产获得市占率50%,逐年成长到2027年时达到市占率100%。图6.2.2、图6.2.3、表6.2.4 图6.2.2- 图6.2.3表6.2.4太陽能電池如3.4.2、4.1.1、4.1.2所介绍,太阳能电池回收可分成破碎法回收传统模块、价值的原物料,参考工研院技术团队于2022/6所提供的原物料收入,整理表6.3.1以1GW为单位的汰役太阳能电池回收后再生原物料价值:表6.3.1汰役太阳能电池1GW1GW汰役太陽能電池回收後再生原物料價值(單位:億将表6.3.1数据汇整为图6.3.11GW1GW(單位:億新台幣 图6.3.1汰役及废太阳能电池1GW经评估,传统模块采用热裂解回收技术可将汰役太阳能电池回收价值从4.1亿提升2.7倍至11.1亿,更进一步采用易拆解全回收模块的太阳能电池又能将回收价值再提高2.11倍至23.5亿,约为太阳能电池模块50%的剩余价值,相当具有市 如6.2.2所述,台湾市场预估于2038年具备超过1GW的汰役及废太阳能电池设备采购成本,因此本节将针对两种产能0.0375GW(2000吨)与 图6.4.1表6.4.1產能瓦數年處理量(噸日處理量(噸700月租500元/15000月租500元/員工10員工100年處理費用產能瓦數年處理量(噸日處理量(噸700月租500元/15000月租500元/員工10員工100年處理費用如3.5所述,政府透过再生能源发展设备设置管理办法向再生能源电厂收取太年汰役太阳能电池回收报价为$21/21可减免回收费用成立,并于契约上订立补贴原回收费用的20%予新创公司。具绿色永续价值的科技将有效带动产业转型。以下图6.5.1、表6.5.1是回收费用图6.5.12024-2050表6.5.12024-2050回收費用減免&政府回收處理補貼試算(其他費用由電廠負擔攤分10参考2.3欧盟在碳关税上的时间进程与目标,台湾政府欲跟上国际脚步,已于2022/5月于行政院会通过。温室气体减量及管理法修正草案,并将名称修正为气候变迁因应法(翁至威,2022)(翁至威,2022),最快于2024年实施征收碳费,术回收下原物料可节省之排碳量,针对传统模块回收再生原物料和纯度5N再生硅料的直接减碳量(吨);及易拆解全回收模块回收再生原物料和尺寸M12纯度7N再生硅芯片直接减碳量(吨)进行计算,节省之碳排帮助全球达成净零碳排目以下图6.5.2、表6.5.2 (-图6.5.2台湾采用再生原物料制作太阳能电池直接减碳效益与节省碳费试算表6.5.2採用尺寸純度純度5N再生矽料試算尺寸M12預期減碳量(噸模型于建立财务三表前针对前述收入来源、成本来源等条件计算0.0375GW(2000吨)与1GW(53400吨)太阳能电池回收厂的损益平衡点,用于评估产能满载情况下的获利条件与良率条件,以下表6.6.1、表6.6.2分别为传统模块与易拆解全回收表6.6.10.0375GW0.0375GW表6.6.21GW1GW能满载下毛利率超过80%,0.0375GW规模下税前净利率接近50%,大规模1GW下税前净利率超过60%,显示只要在对的时间点扩产,新创公司方能收获不错的以下表6.6.3、图6.6.1为0.0375GW与1GW表6.6.3新创公司台湾回收厂产能满载下营运表现新創公司臺灣回收廠產能滿載下營運表現回收傳統模組0.0375GW回收易拆解模組 图6.6.1年单位成本/收入/税前净利/电池模块,分别为现行回收传统模块,热裂解技术回收传统模块,热裂解技术回收更可相较现行破碎法回收传统模块提升2.33倍的单位税前净利。未来若将供应链补贴,易拆解模块竞👉力十足。以下图6.7.1、表6.7.1为分析结果:臺灣市場臺灣市場1GW 破碎法-傳統模 熱裂解回收技術-傳統模 熱裂解回收技術-易拆解模图6.7.1台湾市场1GW表6.7.11GW採用1GW採用成本(款+长期借款)/普通股比例约4:6,故新创公司台湾回收厂权衡可宁卫与绿色金融利息较低等因素后,设定本模型“短期借款:长期借款:普通股”比例为0:5:5。在2023、2026、2037来因应
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