风电是发展再生能源的要角,不过,随着设备届龄,风机叶片退役与汰换问题也随之而来,受限材质无法回收,风电垃圾也将越来越严重。上纬研发出最新的复合材料与回收技术,解决90年来无法回收的问题。
全球净零碳排的浪潮下,台湾也积极发展太阳光电及风电,其中,风电累计设备容量将由现在的853MW,在2025年达到5.7GW,增长近7倍。
值得注意的是,台湾首座陆域风机预计在2023年届龄退役,意味着,台湾即将进入陆域风机汰换期,将有高达900支风机叶片需要更换,而这些汰换下来的叶片却因为是玻璃纤维强化塑胶(FRP,fiber-reinforced plastic)无法回收,成为风电垃圾。
不只陆域风机,政府大力推动的离岸风电,未来风机也会有叶片汰换的问题,风电叶片造成的风电垃圾,无疑成为发展再生能源下的新课题。截至2021年底的统计,台湾已有396部的风机在运转,数量还将越来越多。
陆域风机使用年限约20年,离岸风机约25年,台湾首座陆域风机“澎湖中屯发电站”在2023年就届满20年,也就是说,接下来的10年,台湾有300多部风机要退役汰换,而陆域风机之后,就轮到离岸风机。
拆解整座风机,大致分为“风机塔架”“机舱”“叶片”和“传动系统”,其中只有FRP制作成的叶片无法回收。过去,全世界大多以破碎后掩埋,或是焚烧的方法来处理。这两种方式虽然省事,但是也带来新的环境议题,治标不治本。
“我们的生活周边到处可见FRP的踪影,”清大化工系出身,专精复合材料的上纬董事长蔡朝阳指出:“FRP具备热固性的特点,材质不会坏、重量轻、强度非常强,像是浴缸、冷却水塔、游艇、家电、汽车零件,甚至是F-15战斗机,从一般民用品到航天领域,都看得到它的应用,唯独回收有问题”。
上纬董事长蔡朝阳。
每年上万吨废FRP,解决方案不是只有掩埋
FRP在1930年发明后至今,90年来全世界的人都在想方设法找出回收的方法,蔡朝阳举例,欧盟在汽车领域,10年前就有可回收率95%的规定,唯独遇到FRP就没辄了,因为FRP百年不坏,是“必要之恶”,所甚至今也无法禁止使用,但欧盟也规范不准再用掩埋的方式处理。
整体来看,台湾每年对于FRP的使用量达10万吨以上,而废FRP的量每年也有上万吨。台湾该怎么计划如何处理这些风电垃圾?经济部跟台电都坦言,退役后的叶片怎么处理,得要再研究。
看到了FRP的痛点及未来风电市场的需求,蔡朝阳带领上纬的研发部门寻找解决方案。
历经超过5年的研发,以循环经济的思惟,终于发展出全新可回收热固树脂的专利技术,包括可回收再重复利用的环氧树脂“EzCiclo易可收”及对FRP做成的风电叶片回收降解的“CleaVER可立解”,解决FRP无法回收的状况。
蔡朝阳进一步说明“EzCiclo易可收”与“CleaVER可立解”不仅可回收纤维,也可回收树脂。裂解过程中,不会产生废酸、废气、废水、原料完全回收,然后还可以再重复使用,形成一个循环经济,进一步减少碳足迹,这一点更是优于同业。
全球已经有超过140个国家加入2050净零碳排的行列,具备减碳与循环经济的技术势必引领潮流。上纬这套可回收热固树脂技术,不仅为解决风电垃圾提供解决方案,也能为FRP的“下场”找到新出口,应用相关广泛。未来靠着更多的创新复合材料,或许能为地球的净零碳排多尽一分心力。