NEDO：「太陽光発電主力電源化推進技術開発」2023年度成果報告会の資料公表
(公開日：2024-3-25)
NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）では、『太陽光発電主力電源化推進技術開発』が2020～2024年度の5年間で実施されており、2024年3月21日に2023年度成果報告会の発表スライドが公表されています。
太陽光パネルリサイクルに関わる項目では『太陽電池モジュールのリサイクルに関わる調査』が発表されており、公開されている概要を整理・紹介していきます。
（関連トピック）
プロジェクトの背景と目的（再掲）
2012年以降のFIT制度により太陽光発電導入量は急増したことで、普及後の社会を支える戦略が必要となっており、導入拡大に伴う安全性や廃棄物等の懸念も指摘されています。
2050年のカーボンニュートラル実現に向けて、長期安定的な主力電源として再生可能エネルギーが位置付けられており、太陽光発電の更なる導入が必要となる一方で大量導入に向けた課題に取り組む必要性も指摘されています。
NEDOでは大量導入社会に向けた現状分析、課題抽出、課題解決の方策を検討し、今後の技術開発の指針として『太陽光発電開発戦略2020（NEDO PV Challenges 2020）』が策定され、開発戦略を実現するために5年間でプロジェクトが遂行されています。
また本プロジェクトは、過去2014年から実施されてきた技術開発の後継且つ包括的な事業として位置づけられている様です。
太陽光パネルのリサイクルに関しては、リサイクル技術に関して2件、動向調査1件が実施されています。
- 太陽電池モジュールの低温熱分解法によるリサイクル技術開発
- 結晶シリコン及びCIS太陽電池モジュールの低環境負荷マテリアルリサイクル技術実証
- リサイクル関連の動向調査
またこれらの技術開発は、2019年度に実施された『太陽光発電システム長期安定電源化基盤技術開発プロジェクト』を継続実施されたものとなっている様です（関連トピック）。
調査事業の概要
太陽電池モジュールのリサイクルに関わる国内の技術開発動向、普及動向、政策動向、実施事例などの調査に加えて、太陽電池モジュールの分離・マテリアルリサイクル技術開発等の取組の参考となる基礎情報を収集・整理するとされています。
- ガラスの再利用の状況調査
- 災害時のリサイクル状況を把握するための調査
- 使用済太陽光発電設備の排出量予測の精緻化
２０２４年度までに、リサイクルに関わる調査結果を太陽電池モジュールの分離・マテリアルリサイクル技術開発へフィードバックすることを目標としており、今回の発表では太陽光パネルガラスの受入れ条件やポテンシャルに関して報告されています。
受入可能性の調査と結果
「受入可能性調査」としてグラウスール製造の場合に、「製造可能なグラスウール製品として品質が満足できるか」、「アンチモンの溶出がどの程度か」が試験等により調査され、以下の結果が報告されています。
結果の概要は、以下の通りです。
1. グラスウール製品としての性能試験
- 製造時の様子や熱伝導試験の結果から、十分に製品化可能
2. 溶出試験
- グラスウール製品からのアンチモン溶出は、ガラスカレット・水砕カレットより一桁高いオーダー
- グラスウール製品は屋外留置の可能性は低く、屋外で長期間留置されるカレット等によるアンチモンについて追加検討が必要
- ガラスからのアンチモン溶出試験方法について、より適切な手法を検討が必要
3. 揮発試験
- 製造過程で揮発するアンチモン濃度が人体・設備等に影響を与えるほど高くなく、追加調査は不要
4. 腐食に関する議論
- アンチモンによる腐食は発生するが、影響は小さく経年劣化等の一般的対策により対応可能
ガラスカレットからのアンチモン溶出試験
本発表では、ガラスカレットからのアンチモン溶出試験とその結果の考察が報告されています。
試験方法
本検証では、太陽光パネル由来のガラスカレットからのアンチモン溶出量を、カラム溶出試験（参考）で行われています。
通常行われるバッチ試験（環境庁告示13号やJIS K 0058-1など）とは異なり、対象物に水を通過させることで実際の環境に近い状態での溶出特性（最大濃度や溶出濃度の変化など）を観察できるとされています。
今回の検証では「ISO21268-3」に準じたカラム溶出試験が実施されたとあります。
アンチモンの溶出結果
太陽光パネルガラスからのアンチモン溶出結果は以下の通りと報告されています。
通水直後の溶出量（アンチモン濃度）が0.035mg／Lと最も高く、その後通水を続けることで溶出量は低下する傾向が確認できます。
最終的（累積液固比が10.0）に、定量下限値未満（＜0.001mg/L）の結果を得たとされています。
結果からの考察
太陽光パネルガラスからのアンチモン溶出量は、溶出試験で測定されたアンチモン濃度の積算溶出量となり、試料の質量から換算することができます。
試験の結果から、アンチモンの溶出量は「0.041mg／kg（液固比10）」と推計されるとあります。
アンチモンは有害物質には規定されていないものの、人の健康の保護に関連する物質として要監視項目（参考：環境省通知）となっており、0.02mg／Lの指針値が定められています。
発表資料では、「0.041mg/kg ＜ 0.2mg／kg」のため環境安全性に問題無いと報告されています。
まとめ
NEDOが2020年度～2024年度に実施している技術開発の2023年度の発表資料のみの公開であり、調査・検証内容の一部のみの公開となっています。
今回の発表資料では、太陽光パネルガラスをグラスウールの原料を想定した場合の各種検証になっていますが、実際にはガラス再生に向けた研究開発や製品化は色々な取組みがなされています（関連トピック）。
最終的な成果報告は今後の公開を待つことになりますが、アンチモンの安全性に関してはその他の用途における一般的な指標策定が求められます。。
参考資料
- NEDO：太陽光発電主力電源化推進技術開発（事業期間：2020年度～2024年度）
- 国立環境研究所 資源循環・廃棄物研究センター：カラム通水試験
- 環境省：水質汚濁に係る人の健康の保護に関する環境基準等の施行等について(通知)
- 環境影響評価のためのカラム通水試験の基準化に向けて（2015 | 肴倉 宏史、井野場 誠治、中村 謙吾、保高 徹生、渡邊 保貴、藤川 拓朗）