2016/10/05
經濟部能源局
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撰文／劉光哲
歐盟計劃於2020年提升再生能源占比20％，目標是2050年減少溫室氣體排放量80～95％，風力發電在未來能源結構中將占重要的角色。根據歐洲風力交易協會（Wind Europe）預測，在風力發電技術的持續創新下，風能發電成本將低於核能發電，成為民眾可負擔的潔淨能源，歐洲所有風場發電量總合將占各類能源發電總合的7％。然而，風電每瓩需要10公斤風力葉片材料，預計2020年將會有約50萬公噸的風機葉片因使用年限到期遭淘汰。在環境永續的概念下，如何處理廢棄風機葉片對環境造成的污染，將是風力發電的重要關鍵。
風機葉片構造精巧，以複合材質製作
風力發電機主要包含塔架、葉片傳動系統、機艙以及葉片等4個部分。風力機的葉片為複合材質設計，考量最適的空氣動力學的最佳性能以及抗腐蝕耐久性，除了以金屬、木材做為風力機葉片支架外，葉片本身主要以玻璃纖維以及碳纖維所製成。換句話說，葉片是風力發電機組中較難回收拆解利用的零組件。
葉片回收成本高
大型風力機總計約由8,000個零件所構成，目前一般的風力機壽命約20年。當風力機結束運轉，各部件拆解後即運輸至指定的廢棄地點進行回收處理。廢棄風機葉片有三種回收模式：建材應用、重複使用以及裂解。建材應用是將大型風機葉片零組件，應用其外型構造直接做為建物或是家具的主要結構，荷蘭使用廢棄風機葉片零組件打造兒童遊樂場，另有知名家具設計公司應用葉片結構設計環保家具，但此種回收再利用模式受限於風機葉片構造，回收率並不高。重複使用的模式則是將汰換下的風機葉片整新處理，做為風機汰換葉片時的備料，但此模式受限於風機機型規格各異，無法大規模回收整新，降低成本效益。裂解方式雖能將玻璃纖維或碳纖維轉化為新的複合材料，但昂貴的裂解成本仍不具成本效益。在廢棄風機葉片的處置上，目前因成本與便利性考量，大多焚化或直接掩埋處理。
廢棄風機葉片回收市場
依歐洲環保現行法規，風力機葉片需強制回收，歐洲主要國家也有風機葉片廢棄處理的相關規範。由於建材應用與重複使用方式較為受限，裂解將是未來的回收主力方式。
在風力發電發展快速的今日，2021年歐洲風力機葉片汰換量預計將達到5萬支，2034年更可能增加至20萬支，西班牙Iberdrola電力公司看準風力機葉片回收市場，計劃投入資源申請葉片回收專利。目前Iberdrola已投入100萬歐元成立BRIO專案，與西班牙的GAIKER-IK4和Tecnalia兩所研究中心，對風力機葉片回收的研究進行開發，降低裂解成本，並發展出更高品質的複合材料。
關鍵字：風力發電,資源回收,風機葉片