コラム

太陽電池のゴミをどうするか？
ガラス技術研究所

織田健嗣

What is recycling photovoltaics waste - Penny wise and pound foolish!
Kenji Oda
Institute of Glass Technology

かつて原子力発電から出る高レベル放射性廃で「国内に十万年程度の長期安定な地域は広く棄物の処理技術が確立していない時代には，原存在」することが明らかになっており，これま発は「トイレのないマンション」と言われた時での電力受益者には，先進的，実証的に適地を代があったが，ガラス固化技術によって，日本選定し，次世代の負担を最小化することが求め原燃㈱では 2013 年までに 346 体の固化体が生られる。

産されるに至っている。また日本原子力研究開太陽電池（photovoltaics, PV）のリサイクル発機構でも 272 体に続き，ガラス固化が継続さは，家電，建築，自動車のリサイクルや核燃料れている。さらに海外から返還されるものがリサイクルに比べて，遅れている。制度が設計

1830 体ある。ガラス固化のプロセスは，核分裂されておらず，FIT の受益者がリサイクル費用反応するウランやプルトニウムを除いた放射性を負担する仕組みもない。さらに PV の導入推廃液をガラスに熔解させる工程である。セシウ

進と環境の破壊や汚染を見据えた規制とのバラムやストロンチウムなどの放射性元素は，ガランスのとれた政策が執行されていない。2010 年

ス構造の中に閉じ込められており，地震によっ代半ばから，素性の不明な PV の輸入が急増して廃液が漏れることはない。使用済み燃料を再ている（図 1）。

処理する方式では，ガラス固化体に核分裂反応する物質は含まれておらず，核爆発は起きない。ガラス固化体の放射能は，50 年で 80 ％，1000 年で 99 ％が失われ，その後，数万年を経て，天然ウラン鉱石並みのレベルに低下する。
固化体の処分は，人が接近できない非管理型処分として地層処分が適切である。既に調査研究〒 244-0801
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図1

PVの年次別国内出荷比率:（下）国内生産品vs.
（上）輸入品, 出典）資源総合システム社

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PV 市場の 90 ％を占めるのは結晶系 PV であの東日本大震災以降に導入した PV は，25 年のり，PV パネルの重量の 70 ％はカバーガラスで平均寿命を経て，2030 年代後半に年間 23 万トある。PV パネルは，モジュールを樹脂膜で封止ン前後の廃棄物になる（図 3）。

し，カバーガラスとバックシートで挟み，アル廃パネルからの回収ガラスを利用する際にミ製フレームで端部を保護したものである（図は，組成や有害物の濃度を測定し，利用の可否

2）。廃 PV から回収したガラスの価値は，パネを決める必要がある。組成範囲が狭い建築用，ル全体の 4 ％で，銀（42），アルミニウム（24），自動車用，電子表示用ガラスとは違う。大半のシリコン（20），銅（7）に比べると小さい。

ガラスには砒素（As）やアンチモン（Sb）のよ2019 年までの各国の PV の累積導入量を人うな有害物質が含まれており，安定型でなく管口で割ると，国民一人当りの導入量となるが，理型の処分が必要になる。管理処分場の建設が我国は，独，豪に次いで，世界第 3 位の「環境」必要になり，用地確保が切迫してくる。PV パ先進国である（表．a 列）。中進国グループにはネルとガラスの主たる生産国の中国は，廃ガラ伊，米，韓，後進国グループには英，仏，中，スを引き取らない。

印が入る。導入量に設備利用率（capacity factor,仮に廃ガラス年間 15 万トンの内，3 万トンをCF）を乗じると，日本人一人当りの発電量は世グラスウールの原料として消化するとしても，界第 1 位になる（表 . b 列）。

残り 12 万トンをカレット（ガラス屑）にして，ここで考えるべきは，日本人に世界第 3 位のPV 用ガラスを生産するには，国内の生産設備大量廃棄の時代が到来することである。2011 年が足りない。もしも生産されたガラスを PV パネルに用いると，年間約 6 GW の PV に相当する。FIT の受益者がガラス生産者に処理費用を支払うのが妥当であるが，その負荷を最少化す
るには，①廃ガラスから板状のガラスを回収し，産業用や農事に利用する，②有害物やアルカリ（Na2O）を除去する研究を行い，回収ガラスの利用範囲を拡大する，さらに③ As & Sb

図2
表PVパネル, 出典）J-partners.

 別のCF, 一人当りのPVのa. 導入量, b. 発電量,
国出典）IEA-PVPS, 2020.

CF % a.導入量［kW/人］ b.発電量［kWh/h/人］
中150.140.021

EU110.260.028

米150.230.035

日130.500.065

独100.590.059

印

210.030.007

伊140.340.048

豪90.580.052

英110.200.022

韓

120.220.026

仏

140.150.021

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フリーのガラスに転換して，リサイクル性を高める，等に取組むことが考えられる。As & Sb
フリーの高透過ガラスを用いれば，建築用白板ガラス，自動車用濃色ガラス，壜ガラス，ガラスウール，路盤材，，，とカスケード ･ リサイク

図3

 ナリオ別の排出量の予測, 出典）資源エネル
シギー庁, 2018.

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図4

PV用ガラスのリサイクル, 但し×は忌避物質等.

ルが可能になり，Sb 含有のガラスと比較して，に酸化し，1050nm 付近の光の吸収を減らし，リサイクル性が高く，広い。この高透過ガラス

PV に達する光を増し，発電量を増やしている。の採用によって，PV が環境汚染を起こさない

As は健康被害をもたらし，酸化アンチモンは“環境に優しい”エネルギー源になる。優れた

フロート成形の錫バス中で還元されて，金属にPV メーカーは，環境汚染物質を含まないガラなり，ガラスの表面を変色させるため，Sb 含有スを使い，モジュールの変換効率を上げるであガラスは，フロート法で製造する建築・自動車ろう。

用ガラスのカレットにならない。ガラスは組成

PV のリサイクルに当たって，支持構造物にによって高温物性も違い，As や Sb の有害物のSUS が使われていれば，Ni がガラスの自爆の原濃度も異なるため，分別回収が必要である。

因となるので，除外する（図 4）。 Al, Si, Cu, Ag,

異 常 な こ と に， 欧 州 の WEEE 指 令 で は

Pb は，ガラスを変色し，製品中の異物となり，1000ppm 未満の As は非表示で，RoHS の規制

窯の耐火物や白金を侵食する。有機物は CO2 の対象に As も Sb も含まれていない。廃ガラス

泡層を厚くし，窯の燃焼空間から素地空間へのの放置は景観，森林，土壌を破壊し，水質を汚伝熱効率を下げる。Sb は白金治具や電極材のモ染する。我々には，自然と自己の一体感を重んリブデンを侵食し，窯の操作や寿命に負の影響じる，古来からの世界観に立脚して，PV のリをもたらす。ガラスのエネルギー透過率が大きサイクルを先導することが求められているのでくするために，5 酸化アンチモン（Sb2O5）にはないか。

よって酸化第 1 鉄（FeO）を酸化第 2 鉄（Fe2O3）43