【全文】與風電巨擘共創雙贏 上緯打頭陣搶葉片回收商機

文|陳碧珠     攝影|王均峰 吳貞慧    繪圖|于子薇
風力發電帶動全球能源轉型,但退役葉片的回收問題,儼然已成為產業新一輪大考驗,也因而潛藏商機。(翻攝GE官網)

汪洋大海豎起一支支的風機,象徵全球能源轉型新未來。然而,難以回收的退役葉片,隨著永續浪潮的推進,儼然已成為產業新一輪大考驗,讓全球離岸風電開發商頭痛不已;而位於南投的上緯,早已洞燭機先,率先提出解決之道。

從風場開發回歸到風機材料,身為全球前2大風機廠的材料供應商,上緯經過長期摸索,將於今年第4季推出百米等級、100%可回收葉片的新材料,製作過程號稱零汙染,要讓台灣揚威全球風電業,助風電巨擘共謀回收商機。

開車從北二高(國道三號)南下,下南投交流道後轉往南崗工業區,沿路眺望彰化最高的八卦山脈,蔥鬱山林令人心怡,再循成功三路山坡駛進工業南六路,首先映入眼簾的,是一棟約10層樓高、半透明聚合物材料設計的搶眼建築,這是台灣最大收納工廠—樹德企業去年打造的新型態觀光工廠「半山夢工廠」,在中台灣的陽光灑落下格外引人注目,儼然已是南投新地標。

 

風電先驅 轉投入材料開發

而相形之下,位於半山夢工廠對面的上緯投控廠房顯得毫不起眼;然而,這家年營收不過新台幣一百億元出頭的公司,未來可能替全球離岸風電的發展帶來翻天覆地的變化。

從複合材料起家,上緯十幾年前跨足風力發電產業,並且一度涉入離岸風電風場的經營;幾經思考,董事長蔡朝陽幾年前選擇淡出風場經營,專注於風機葉片材料的開發,看上的就是風機葉片材料將因循環經濟回收再利用的訴求,造成產業大洗牌。

上緯淡出風場經營後,董事長蔡朝陽專注於風機葉片可回收材料開發,期能在產業大洗牌下勝出。

「以前我們都說百年不壞的FRP(玻璃纖維強化塑膠)是必要之惡,但FRP快被禁埋,相當令人頭痛。」一進會議室,談起風機葉片回收議題,清大化工系出身、研究材料30多年的蔡朝陽,向本刊滔滔地敘述複合材料的原罪。

蔡朝陽口中的FRP,是一種由玻璃纖維或碳纖維結合熱固型樹脂的複合材料,也是風機葉片主材料,這並非新玩意,相反的,自1935年發明以來,因為質輕、堅硬、耐腐蝕等特質,深受廣泛運用,舉凡浴缸、魚缸、高爾夫球桿、羽球拍、腳踏車、遊艇,甚至航太領域,在生活中隨處可見。

 

巨大葉片 焚燒掩埋成本高

然而,耐用與環保往往無法共存。工研院產科國際所材化組組長劉致中表示,這種熱固性塑料,加工後雖然強韌卻無法回復,廢棄後的處理,經常成為令人頭痛的問題,而風機葉片又巨大,更令人傷腦筋。因此,各界絞盡腦汁欲破解此一難題。

「你可以想成煎蛋,當蛋從液體變成固體,就無法回到原來的樣子,FRP也是如此,無法恢復還硬邦邦,只能切碎掩埋或燒掉。」上緯碳纖執行副總謝宗廷生動地對本刊形容。

在歐洲,平均20年壽命的陸地風機葉片,已從2000年起進入退役潮,隨著離岸風電裝置量不斷增加,年限一到的葉片,已不容許再埋燒成垃圾堆,向來關注歐洲風電市場動向的蔡朝陽告訴本刊:「歐洲風能協會已強制英國風場在2025年禁止用掩埋方式處理葉片,德國、奧地利、荷蘭也有頒布類似法令。」

FRP(玻璃纖維強化塑膠)是目前風機葉片主材料,百年不壞,廢棄後處理只能掩埋或焚燒,令人頭痛。(翻攝windeurope.org)

回到台灣,葉片回收壓力不小於歐洲,謝宗廷憂心忡忡地指出,台灣目前風機約396部,2035年前,預計還要裝15GW的離岸風電,「標準的風機葉片約7、80米,未來會超過100米,台灣那麼小,未來有多少地可埋?若燃燒,過程有大量硫化物、氮化物,不但會縮短焚化爐壽命,灰燼也有掩埋問題,成本又高。」

據了解,目前以焚燒的方式回收處理風機葉片,每噸大約花費8萬元左右。據蘇格蘭的斯特拉斯克萊德大學(University of Strathclyde)預測,2030年全球將有40萬噸風機葉片待回收,2050年更大幅激增到200萬噸,相當於需要125座大安森林公園的面積來掩埋。

在總統蔡英文(中)主導下,台灣近年積極大規模開發離岸風電;未來,退役葉片回收壓力不小於歐洲。(總統府提供)

 

專利布局 自研發祕密武器

劉致中觀察,風機葉片的回收意識在環保當道的歐洲最積極,而解決難題的承諾,也成了一門可期的生意。因此,3大風機廠包括丹麥維斯塔斯(Vestas)、德國西門子歌美颯(Siemens Gamesa;SGRE)、美國奇異(GE),從2020年起,對環保葉片的開發勝過以往,連法國、西班牙業者也透過產學合作成立新創積極卡位。

隨著各國陸續禁止用掩埋方式處理葉片,風機葉片回收將成一門可期的生意。(翻攝GE Renewable Energy臉書)

其中,動作最快的是SGRE,去年9月對外發布一款完全可回收的風機葉片「RecyclableBlade」,宣稱可生產81公尺長的葉片;接下來是奇異再生能源旗下的LM,也於今年3月喊出已可製作62公尺環保風機葉片。業者你來我往,讓人嗅到濃濃的火藥味與商機。

上緯長期為西門子歌美颯(SGRE)風機樹脂供應商,雙方將再針對可回收樹脂進行戰略合作。(翻攝上緯國際投資控股臉書)

相形之下,國內唯一風機葉片樹脂大廠的上緯就顯得低調許多。潛心鑽研四、五年,今年四月,上緯首度透過法說對外發表100%可回收熱固材料的環保葉片,時程雖看似落後,但產品卻更符合100%可回收的訴求。「之所以等到這麼晚才亮相,全是因為專利布局。」蔡朝陽向本刊透露慢工出細活的緣由。

國內唯一風機葉片樹脂大廠上緯,近幾年也在環保、可回收葉片材料布局,並獲得重大突破。

蔡朝陽驕傲地向本刊強調,上緯練兵多時的祕密武器共有二種,一是可回收再重複利用的新型環氧樹脂「EzCiclo易可收」;另一個則是獨家調配的降解液「CleaVER可立解」,二個產品完全不假他人之手,全是上緯自行研發。

為了證明上緯產品的獨到之處,謝宗廷透過影片向本刊詳細說明整個回收過程如何完成。「只要使用EzCiclo的材料製作風機葉片,退役後切割小塊放在反應槽,注入CleaVER降解液加熱升溫,只需130度,約3小時,樹脂跟纖維就可以分開。」謝宗廷表示。

 

追求高標 零汙染吸引大廠

蔡朝陽也用自信的口吻說:「打從設計階段,我就要求團隊設定業界最嚴苛標準,不靠強酸、強鹼、氧化物,溫度不能高過200度,並在常壓不加壓下製作葉片,回收液也非劇毒,重點是回收物可再利用,符合歐盟規範。」

透過數據,謝宗廷也分享:「比起燃燒,這款新型葉片的回收過程,雖然會多了切割及購買降解液等成本,但分離後的樹脂可回到源頭再利用,玻纖還能重新售出成新收入,一來一往將讓回收成本(比燃燒)下降5成,每公斤碳排量也比燃燒少了十分之一。」

至於EzCiclo最關鍵的報價跟既有的FRP相比,提高多少?蔡朝陽先低頭想了一下後坦承:「一定會增加,但絕不是用倍計。」他並拍起胸脯保證:「一定會在符合商業價值的範圍,一起與客戶、產業創造三贏。」

經嚴格測試,上緯EzCiclo所製成的回收葉片,性能與壽命與現有葉片相當,由於SGRE在研發可回收葉片腳步積極,去年SGRE已推出能透過中和反應(Neutralization)開發環境無害的可回收葉片,上緯也決定主動尋求合作,雙方一拍即合,目前已展開產品認證 。

除了SGRE,蔡朝陽向本刊表示,還有另一家國際級的風機廠正認證中。對此,法人表示,上緯原本就是Vestas、SGRE樹脂供應商,彼此針對葉片回收進行合作,不讓人意外。

蔡朝陽興奮地向本刊表示,新產品已走出實驗室,預計第四季有好結果,公司也已備妥5千噸的產能因應未來需求,明年商品化後將是全球最長、近百米等級的葉片。

 

開創新機 積極認證商品化

環保葉片毫無疑問將開啟整個風力發電產業、尤其是風機的新局;所以,每家葉片材料商都不甘居於人後,期望自家產品先商品化。亞洲離岸風機葉片大廠,天力離岸風電科技董事長吳坤達,向本刊點出勝負關鍵:「只要通過風廠認證,加上成本合理。」

天力離岸風電科技董事長吳坤達點出,成本是否合理,將是環保葉片能否商品化的關鍵。

風場開發商德國達德能源(wpd)台灣工程總監林世豪也向本刊指出,風機從實驗到認證是以年計。嚴格來說,目前公布的廠商,產品都在測試階段,但上緯真的很積極。「即使認證成功,也要符合經濟可行性,倘若價格是『勞斯萊斯』等級,就失去了普及意義。」

劉致中則進一步分析,環保葉片是風力發電產業發展大勢所趨,而廠商要勝出有幾個指標,首先,回收過程產生多少碳排?其次,有多少的回收物可回到源頭再利用?據他了解,有些回收物隨材質劣化可能降階使用;再者,回收過程一定不能使用有毒物質,否則就跟環保理念背道而馳,最後關鍵是商模,成本不符,再好的產品也不具吸引力。

 

分解纖維 資源導入他領域

為達循環經濟的最大價值,上緯也同步針對葉片回收後所分解的玻纖/碳纖尋找出海口。蔡朝陽透露,台灣自行車、遊艇製造實力強大,上緯目前已與這二大領域的相關業者接觸,不排除今年底就有全球第一款100%可回收碳纖維自行車問世。

風機葉片回收後所分解的玻纖/碳纖,可拿來應用在自行車、遊艇等領域。

對此,本刊特地向國內二大自行車業者探詢。巨大投資關係人潘巧莉經理僅表示,內部確實有部門負責可回收車體的專案研究,至於是跟哪些材料廠商合作,不便透露;美利達行銷副總鄭文祥則表示,尚未聽到車架商有接觸上緯這款材料,但樂見其成,畢竟車架用的碳纖維,一直有難回收的問題。

「整個風電市場都在等誰可以發明可回收葉片這個關鍵材料,產品率先商業化的廠商勢必會大發利市。」林世豪提出他的觀察與見解。

倘若上緯能在風機葉片新材料之爭脫穎而出,恐怕不單只是訂單增加多寡的問題,而是將大幅提升台廠在全球離岸風電產業的地位。

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