使用済太陽電池モジュールのリユース,リサイクルの

『使用済太陽電池モジュールのリユース,リサイクルの社会システムに関する調査検討』
太陽光発電協会 光発電部会
リユース・リサイクルワーキンググループ リーダ 日野光敏
1. 概要
太陽光発電協会(JPEA)光発電部会リユース・リサイクルワーキンググループでは、太
陽光発電システムの普及に伴い、将来急速に発生する事が予想される使用済み太陽電池
モジュールのリユース及び、リサイクルを行う為の社会システムに関する調査検討を行
った。以下に検討内容を報告する。
尚、本調査検討に際しては、太陽光発電技術研究組合(PVTEC)が実施した NEDO 委託プ
ロジェクト「太陽光発電システムのリサイクル・リユース処理技術等の研究開発」の内容
の一部を活用させていただいた。(同研究の成果は PVTEC ニュース Vol.49(2006/9 月号)
に抄録されている。)
2. 太陽電池モジュールの特徴
使用済み太陽電池モジュールのリユース・リサイクルの検討を行うに際し、太陽電池
モジュールの有する他製品とは異なる特徴を最初に記載する。
・ 太陽電池モジュールは太陽光発電システムを構成する1部品で、他構成機器と組み
合わせて有効に機能する
・ 太陽電池モジュールは一般的に長寿命(20~30 年の寿命)と言われ、モジュール
を構成するセルにいたっては、殆ど劣化は無い
・ 太陽光発電システムの各構成機器の寿命は大きく異なり、システムとして稼動して
いる間に太陽電池モジュール以外の構成機器では交換が必要となる機器も有る
・ 太陽電池モジュールは設置時,撤収時共に必ず現地での工事が必要となる
・ 太陽電池モジュールは未だに開発途上で、今後新製品の開発と共に構造が大きく変
化する可能性が有る
・ 使用済み太陽電池モジュールの排出量は現在殆ど無く、今後急激に増加すると考え
られる
以上の特徴を基にリユース・リサイクルに関する検討を実施した。
3.リユースに関する検討
長寿命な太陽電池モジュールでは、使用済み後回収を行い、再使用する事が理想と考
える。この為リユースの可能性として『性能面』及び『価格面』に関して調査を行った。
『性能面』に関しては、六甲アイランドに約 15 年間設置された太陽電池モジュールの
評価結果より、耐久性及び電気的特性共に大きな問題は見られず、製品の『性能面』に
関してはリユース可能と判断されている。
『価格面』では、現在及び 2010 年,2020 年で、4kw システムを例として、市場から回
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収された中古太陽電池モジュールを採用した場合の価格推定を行った。推定を行う上で
の前提は以下の2点とした。
・中古太陽電池モジュールを使用したシステムは新規品の半額程度で販売が可能
・ BOS 類は全て新規品が使用される
1)現在でのシステム価格予想(4kw システム)
単位;万円(税抜き)
パワコン
モジュール
設置工事
合計
4kwシステム
他機器
新品PVシステム価格※1
177
64.4
29.6
271
95.2
29.6
125
中古PVシステム価格
30.8
64.4
+運搬費 +運搬費
※1 NEF住宅用PVシステム価格データ(2004年)
出展:PVTEC 『太陽光発電システムのリサイクル・リユース処理技術の研究開発』
中古太陽電池モジュールは新規品の 1/5~1/6 程度の価格になると予想される。加
えて中古品の買取に関しては、更に安価な買取価格が予想される為、国内でのリユ
ース市場の設立は容易では無いと判断される。
2)2010 年,2020 年段階でのシステム価格予想(4kw システム)
単位;万円(税抜き)
2020年
2010年
4kwシステム
モジュール パワコン 他機器 設置工事
合計 モジュール パワコン
新品PVシステム価格 ※2
68
16
12
24
120
52
12
中古PVシステム価格
8
16
12
24
60
6
12
※2 NEDO PV2030ロードマップ参照
出展:PVTEC 『太陽光発電システムのリサイクル・リユース処理技術の研究開発』
他機器
8
8
設置工事
20
20
合計
92
46
中古太陽電池は非常に安価な価格設定となる為、国内でのリユース市場成立は困難
と判断される。
上記の価格予想より、低価格品での販売が可能と思われる海外の一部地区ではリユー
ス品活用の可能性も残るが、日本国内で20年~30年間使用された太陽電池モジュー
ルのリユース化は、価格面で非常に厳しいとの結論に至った。但し5年から10年程度
と使用年月が比較的短い製品では、リユース品活用の可能性は大きいと考える。
以上のリユース検討結果より、使用済み太陽電池モジュールのリサイクル化検討が、
リユース化検討より重要と考えるに至った。
4.リサイクルに関する検討
使用済み太陽電池モジュールのリサイクル化に関して、リサイクル処理技術,リサイク
ルシステム導入スケジュール,太陽光発電システムのリサイクルの為の社会システム,
以上の3項目の検討が重要と考える。
リサイクル処理技術,リサイクルシステム導入スケジュールに関しては PVTEC にて研究
が実施された。リサイクルの為の社会システムに関して、JPEA リユース・リサイクルワ
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ーキンググループにて検討を行った。
下記に PVTEC にて検討されたリサイクル処理の内、結晶系 Si 太陽電池モジュールにつ
いて概念図及びコスト試算を記載する。
結晶系Si太陽電池
1.予備加熱(300~350℃)
バックシートはずし
2.本加熱(500~550℃)
EVA燃焼除去
加熱処理装置
取り外し
取り外し
廃棄
バックシート
アルミ枠
破砕ガラス片,Siセル片,バスバー
材
Al
板ガラス原料
リサイクル処理
*各部材の太陽電池モジュールに対する重量比(概略)
ガラス;70%、Al;10%、EVA;10%、Si;5%、その他;5%
Ag
出展:PVTEC「太陽光発電システムのリサイクル・リユース処理技術の研究開発」を基に作成
リサイクル処理プロセスと回収物
加熱+選別:AL+ガラス回収
(Siモジュール)
加熱+選別+ウェット処理:
AL+ガラス+Si原材料回収
(Siモジュール)
年20Mw時のネット処理コスト
リサイクル率
6.2円/W
76%
26円/W
(年500Mw処理時,9.3円/W)
78%
出展:PVTEC「太陽光発電システムのリサイクル・リユース処理技術の研究開発」
同様に「リサイクルシステム導入スケジュール」として、導入のケーススタディーを
記載する。
予想年間廃棄量※
社会システム
・法的根拠,資金管理,資金充当方法明確化
構築準備
・リサイクル料金,製品回収ルート構築
実稼動
・リサイクルシステムの検討
現行
施設 既存業者
技術 産業廃棄物処理
回収物 Al
第一世代 施設 専用加熱炉,排気ガス処理処理
技術 加熱+非鉄精錬技術
回収物 Al,ガラス,Ag
第二世代 施設 PV専用工場の設立
技術 加熱+化学的処理
回収物 Al,ガラス,Si,(Ag?)
第三世代 施設 新技術導入PV専用工場の設立
技術 低コストリサイクル処理技術
回収物 Al,ガラス,Si,Ag
2010年
5MW
(500t)
2015年
10MW
(1,000t)
2020年
100MW
(1万t)
2025年
300MW
(3万t)
R/RWGの活動目的
5MW未満
現行体制
5~10MW
20MW対応
30MW対応
※ 廃棄量は2004年までの導入実績と2010年482万kW導入達成を前提として2005~2010年までの導入予測値を基に、
購入後20年で廃棄と仮定
参考:関連業界製品廃棄量
自動車;550万t 家電4品目;70万t 家電全品;85万t パソコン;7.3万t バッテリー;16万t
出展:PVTEC『太陽光発電システムのリサイクル・リユース処理技術の研究開発』を基に作成
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2030年
1,000MW
(10万t)
図中にも記載したが、関連業界製品を確認すると比較的廃棄量の少ない家庭用パソコ
ンの年間廃棄量は 7.3 万t程度で、この数字は太陽電池の予想廃棄量からすると 2025
年以降に達する廃棄量となる。先行する欧州での PVCYCLE の動きと併せて、処理技術導
入時期に関しては今後十分な検討が必要と思われる。
使用済み太陽電池モジュールの回収を行う為の社会システムは JPEA にて詳細な検討
を行った。太陽電池モジュールを回収し、リサイクル処理を行うフロー、フローを維持
する為の法的根拠、フローを維持する為に必要な費用(誰が,何時に,幾ら負担を行うの
か)以上3点の検討を主に行った。社会システム導入初期段階でのリサイクル処理フロ
ー素案を以下に示す。
*取り外し依頼
コールセンター
太陽光発電システム
所有者(排出者)
*取り外し指示
*リサイクル費用
支払い
太陽電池メーカー
輸入者
*製品購入代金
支払い
製品の流れ
システム解体業者
*取り外し指示,代金支払
*架台,電線,パワコン等
搬出(運搬)業者
*運搬指示,梱包材提供,代金支払
PVリサイクル
代行会社
ストックヤード
*Al
モジュール手分解,選別
*分解依頼,代金支払い
現行リサイクル代行会社(例:家電リサイクル)
非鉄金属
精錬会社
加熱処理炉
(バックシート剥がし,EVA燃焼,選別)
*処理依頼,代金支払い
事業者有志で設立する処理会社
*運搬
*Ag
既
存
リ
サ
イ
ク
ル
シ
ス
テ
ム
*ガラス
ガラス業者
*運搬
廃棄(埋め立て)
※
色の部分は既存のリサイクルシステムを活用
既存のリサイクルシステムや運搬インフラを可能な限り活用する事を前提にフロー案
の検討を行った。図中のコールセンター,PV リサイクル代行会社,加熱処理炉を有する処
理会社に関しては新たに構築する等、業界内での十分な議論が必要と思われる。
引き続き他関連5業界(家電,家庭用パソコン,二輪車,自動車,自動車用バッテリー)
の社会システムを参考に、リサイクルフローを維持する為必要な法的根拠及び、リサイ
クル費用の負担に関して検討を行った。
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リサイクルフローを維持する為には法的な根拠が必須となる。家電 4 製品及び自動車
に於いては独自のリサイクル法、他3業界では資源有効利用促進法を法的根拠として社
会システムが構築されている。又所有者の費用負担に関しては、家電4製品では廃棄品
が排出された際にリサイクル料金を徴収、自動車では新車購入時にリサイクル料金を別
途徴収、パソコン,二輪車,バッテリーでは、メーカーが諸コストと同様にリサイクル費
用を織り込んだ上で販売価格が設定されており(内部コスト方式)、ユーザー購入時の代
金支払いにてリサイクル費用が負担される等、各業界独自の方法が取られている。
廃棄品の回収方法に関しても各業界の形態により異なる。家電4製品では、販売店が
独自で収集した製品を、メーカーが全国に設置した指定回収場所(A,B 各グループ各々190
箇所)まで運搬する義務を持ち、指定回収場所から後の運搬はメーカー側が行うという
2 段階の方法が取られている。パソコンでは郵便局経由での回収、自動車及びバッテリ
ーでは自業界の販売ルートを利用した回収方法が取られている。これらの製品では家電
4 製品と違い、販売店がメーカーとは別に回収品の運搬義務をもつことはない。
リサイクル処理施設は家電4製品では A,B グループ合計で全国に 29 箇所を設置、パソ
コン,二輪車は家電の処理施設を活用、他は自業界内での解体,処理業者を活用する事と
なっている。
以下に関連5業界のリサイクルの為の社会システムの調査結果を記載する。
家電4製品
法的根拠
(注)資源有効利用促進法: メーカ・輸入
業者に自主リサイクルを義務付け 排出台数
01家電リサイクル法
引取台数
引き取り以外(主として輸出の台数)
所有者の費用負担
1000万台
600万台(推定)
排出時
2000万台(推定)
費用支払の形態⇒ 外部料金
二輪車
家庭用パソコン
03資源有効利用促進法(注)
購入時
(排出時は無償)
自動車(フロン等)
自動車用バッテリー
04資源有効利用促進法(注)
05自動車リサイクル法
06資源有効利用促進法(注)
120万台
500万台
2500万台(投入量)
50万台
70万台
購入時
(排出時は無償→指定引取
場所までの運搬費用は別途)
内部費用
400万台
100万台
購入時
(排出時は無償)
購入時
(排出時は無償)
外部料金(預かり金)
将来充当
内部費用
年金方式
資金充当方式
内部費用
将来充当
資金管理方式
企業内資金管理
企業内資金管理
(財)自動車リサイクル促進センタ
不要(リサイクルマークで識別)
不要(リサイクルマークで識別)
車番管理併用
車番管理
(BT販売量に応じて積み立て)
顧客管理
不要
(リサイクル費用を負担すべき相手についての識別・台帳管理)
税法上の引当金制度
不要
処理費用とリサイクル料金の差額の負担者 メーカ
既販売製品のリサイクル費用の負担者
排出者
迷子製品
リサイクル費用の支払の流れ
有償で対応
有償で対応
排出者→取次店→メーカ- メーカ→処理業者
→処理業者
※リサイクル料金の剰余金の扱い
排出物取次店
指定回収場所
処理施設
リサイクル管理票
リサイクル管理票の流れ
横流し防止管理
排出者からの引取からリサイクル処理
までの一元管理
輸出製品へのメーカ責任
希望
NA
排出者/排出時
買替の場合の値引
資金等に充当?
家電販売店
(8万店)
A:190箇所
B:190箇所
A:14箇所
B:15箇所
有:製品毎に貼付
リサイクル券
排出者→取次店→
指定引取場所間の
取次店が実施
家電リサイクルセンター(RKC)
が支援
2004年11月より家製協/
NA
排出者(但し7年間のみ)
廃棄物扱い?
管理会社→処理業者
→自動車再資源化協力機構→
処理業者
輸出等本自主リサイクルシステムを使わ 剰余金が一定額以上になったら
ない割合を織り込み?
将来のリサイクル料金を割引
郵便局
(2万箇所)
15箇所
(既存の施設を利用)
登録販売店
(1.5万店)
190箇所
(家電Aグループ)
14箇所
(家電Aグループ)
無:コンポーネント毎に
有:管理票を貼付
新型機の購入と旧型機の排出
とで時点が異なる
不要
メーカ
排出者/最初の車検時
OR 排出時の早い方
有償で対応
購入者→販売者→
自動車リサイクル促進センタ→メーカ-
自動車販売/整備業者
(15万店)
フロン回収業者
解体(エアバッグ回収)業者
破砕業者
有:電子管理
輸送伝票
排出者→メーカ宛
物流業者とリサイクル施設で
入口/出口の台数実績をチェック
入口と出口の台数チェック
RKCが発券と指定引取
場所までを一元管理
なし
指定引取場所から一元管理の実績引取から一元管理
ある事業者(管理会社)へ委託管理 (自動車リサイクル促進センタ)
なし
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不要
NA
排出者の負担なし?
鉛蓄電池再資源化協会にて対応
購入者→販売者/事業者→
→鉛蓄電池再資源化協会→
処理業者
バッテリー販売店
(18万店)
エリア毎に複数の処理業者
からなるジョントグループ
有:マニフェストを発行して管理
これら関連業界の調査結果より、使用済み太陽電池モジュールのリサイクルの為の社
会システムとしては、下記が現実に即した内容と思われる。
① 法的根拠;資源有効利用促進法に基づき、事業者が、自主的なリサイクルシステム
を構築する
② リサイクル費用負担;購入者に販売価格の一部としてリサイクル費用を負担頂く
(費用の先払い、内部コスト<注 1>、将来充当方式<注 2>を採用する)
<注 1>事業者としては,保証工事費と同じような偶発債務対応コストと考える
<注 2>事業者としては、廃棄品の引渡時に契約上の偶発債務が発生するので,
当期充当方式は不可と考える
③ 既設置品のリサイクル費用負担;所有者負担(保証を含め今後の検討が必要)
④ 排出物の取次ぎ;新設するコールセンターで取次ぎ、既存物流インフラを活用
⑤ リサイクル費用の流れ;
(販売時) 購入者⇒事業者/メーカー
(リサイクル実施時) 事業者/メーカー⇒代行会社⇒各業者(処理,物流,排出)
⑥ リサイクル処理施設;初期段階の加熱炉は新規で設置し、他は既存処理施設を活用
⑦ リサイクルフロー管理;各プロセスの入口,出口での現品の受け渡し管理
⑧ その他:迷子機に対する保証制度(WEEE の GUARANTEE)及び中古輸出機の国境を越え
たリサイクルへの対応は、今後の検討課題
今回検討を行った社会システム案の詳細は次ペーシにて紹介を行う。
5.今後の課題
使用済み太陽電池モジュールのリサイクルに関しては、JPEA でのボランタリーなワー
キングとしての検討段階は終了したと考える。今後はリサイクルフローや社会システム
の実現(コールセンタ, リサイクル代行会社,加熱処理炉の設立,導入等の確保)に向け
た、事業者による実務段階への活動へと移行すべきである。
当然ながら業界として検討を要する課題事項に対しては、JPEA のワーキンググループ
として今後も確実に対応を行って行く。
欧州 PVCYCLE の動向や、日本国内の他業界でのリサイクル動向にも十分に注視が必要。
太陽電池モジュールの業態に最も適した社会システムの構築及び、スケジュールの立案
に大いに参考にすべきと考える。
最後に本検討に対しご協力賜りました NEDO,PVTEC 並びに JPEA 関係各位に感謝の意を
表します。
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法的根拠
(注)資源有効利用促進法:
メーカ-・輸入業者に自主リサイクルを義務
付け 排出時リサイクル費用充当方式
特別法の設定
※メーカ-の義務はリサイクルルートの樹立
太陽光発電システム
販売時リサイクル費用充当方式
資源有効利用促進法(指定再資源化製品)
⇒出来るだけ自主的なやり方とする
資源有効利用促進法(指定再資源化製品)
⇒出来るだけ自主的なやり方とする
製造メ-カ-⇒全額費用負担
製造メ-カ-⇒一部費用負担
(例;撤去費用ユーザー負担)
2015年:10MW(1000t) 2020年:100MW (1万t) 2030年:1000MW (10万t)
排出台数
引取台数
2015年:8MW(800t) 2020年:80MW (8000t) 2030年:800MW (8万t)
内廃棄されないリユース
(主として中古品輸出の台数)
所有者の費用負担
2015年:2MW 2020年:20MW 2030年:200MW
所有者責任を徹底
所有者が排出時に全費用を負担
撤去費を含めてメーカ-負担
★不法投棄には厳罰
★ 産廃扱の動機無し⇒リサイクルになりやすい
費用支払の形態⇒ 外部料金
購入価格対応原価
(価格の合理性につき監査要)
資金充当方式
全額所有者負担
不法投棄対策が必要
不法投棄品のリサイクル費用はメ-カ-負担
資金管理方式
顧客管理(リサイクル費用を負担すべき
相手についての識別・台帳管理)
メーカ-(の代理人)が受領
メーカ-(の代理人)が支払
メーカ-(の代理人)が受領した金が
支払にチャンと充当されることが明確に
わかるような手続的保証要(望ましい)
不要
税法上の引当金制度
不要
処理費用とリサイクル料金の差額の負担者
メーカ-負担(外部料金をもらった後の
撤去費は所有者負担
(撤去費以外はメーカ-負担)
★産廃扱の動機少し有り
撤去費は排出時に所有者が支払
それ以外は購入価格対応原価
当期充当方式/将来充当方式は各メーカ-の自由
→会計上、将来充当方式の採用が妥当
撤去費以外の費用について当期充当方式/将来
充当方式は各メーカ-の自由→会計上、将来充当
方式の採用が妥当
メーカ-の責任
メーカ-の責任
必要
必要
会計上は引当要?(現行税法上は有税)
会計上は引当要?(現行税法上は有税)
販売量が急拡大するので当期充当方式では引当原資不足 販売量が急拡大するので当期充当方式では引当原資不足
当然メーカ-
撤去費以外は当然メーカ-
損益リスクはメーカ-に帰属)
既販売製品のリサイクル費用の負担者
所有者負担
迷子製品
所有者負担
当期充当方式では問題ない
将来充当方式ではややこしい
(EUのような 業界負担方式 ORパソコンのような排出時所有者別途負担方式)
EUのようなGUARANTEEで対応
(業界団体<代行会社>に積立又は外部活用<保険・銀行>)
コールセンタ-(代行会社)に連絡
リサイクル費用の支払の流れ
管理会社の有無
管理会社の種類:
上流(預り資金運用会社)
下流(業者への支払代行団体)
リサイクル管理委託会社
リサイクル料金の剰余金の扱い
排出物取次店
指定回収場所
処理施設
リサイクル管理票
(排出時)所有者→メーカ(販売時)購入者→販売者(メーカ-)
(販売時)購入者→販売者(メーカ-)
代行会社→各業者
(排出時)代行会社→各業者
(排出時)代行会社→各業者
メーカ-→代行会社★
メーカ-→代行会社★
メーカ-→代行会社★
★代行会社は損益ニュートラル
★代行会社は業界で設立,コールセンタ-を兼ね,加熱炉を保有してリサイクル処理を自らも一部実施というイメージ
★代行会社を使わない場合はメーカ-が家電処理施設会社(家電メーカ-系列)に委託.(,パソコンに同じ)
この場合,加熱炉をどこかが保有する必要あり
当然メーカ-に帰属
代行会社は原則損益ニュートラル
不要(※家電の販売店の様な独立の当事者は不要)
メーカ-又はコールセンタ-にTELすれば, あとはメーカ-又はコールセンタ-が物流業者を手配
必ずしも1箇所/県でなくてもよい.物流にどれだけ頼るかの問題. (First Solarは物流に全面依存)
またストックヤードをどうするか, 他製品と共有できるかとも関連.(要は横持ちコストをミニマムにする方法であればよい)
メーカ-の代理人という位置づけ
2015年~2020年既存工場の活用による専用工場(20MW対応)の建設、2020年以降新方式,低コスト処理工場(100MW)の建設
当面加熱炉を本邦に1箇所建設(とりあえず上記代行会社が所有/運営というイメージ)
北海道や沖縄等遠隔地のPVについて
北海道や沖縄等遠隔地のPVについて販売価格への織込みをどうするか?
同じ費用(運搬対応部分)とするか?
当期充当方式は純然たる間接費として扱う為キチンとした管理不要、ただ当期充当方式でも会計上の引当金
★外部料金を所有者から貰う以上
計上に伴う管理は必要
キチンと処理したという証明要(望ましい)
将来充当方式ではリサイクル発生予想残の管理要(洗替方式 OR 消込方式)
運搬はモジュール毎にバラして実施
→モジュール毎の管理が必要
リサイクル管理票の流れ
洗替方式では常に残高把握要、消込方式では30年間の個別紐付管理要、 いずれもモジュール一部排出等結構
管理が大変ではある. 又少なくとも会計上の引当金(負債)が認められる程度の精度が必要
所有者にはリユースの可否はわからぬ
当期充当方式ではリユースされたものは最初から費用にならない
将来充当方式ではリサイクル扱いとなる比率を予め計算してコストを見積もる事も可能
リサイクルと決めて所有者から金と物を受け取る 不明であれば100%リサイクルとして計上するしかないか?
のは無理ではないか?
諸原価の一部として扱われよう(保証工事費と同類)
メ-カ-はリサイクル費用を含んだ原価を前提に販売価格を設定する
★キチンとした管理困難
→排出時に外部料金を貰うのは無理?
不要
一部のモジュール/セルのみリユース可もありうる
横流し防止管理
排出者からの引取からリサイクル処理
までの一元管理
その他
モジュールメーカ-・システムメーカ-・建材メーカ-・ハウスメーカ-による費用分担
例:建材一体型なるがゆえにリサイクル費用が増加する場合の当該増加費用の処理
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