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彭博社報道：回收風力發電機葉片可以解決行業最大的問題

2024.03.13

標題：回收風力發電機葉片可以解決行業最大的問題

Recycling Wind Turbine Blades Can Solve the Industry’s Biggest Problem

2024年3月7日彭博新聞社報道

隨着越來越多的風力渦輪機被部署，該行業正在轉向新一波的材料，以確保葉片不會最終進入垃圾填埋場或焚化爐。

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蔡朝陽董事長（Robert Tsai）在台灣中部山區的一個貧困村莊長大，他必須步行兩個多小時才能將一桶桶乾淨的飲用水帶回家。

「這教會了我自然資源的價值，」Robert說。「每一滴水都有代價。」

他現在正試圖將這一教訓轉移到風力發電行業，以解決可再生能源激增的一個棘手問題：強大的風力渦輪機葉片幾乎不可能回收利用。Robert的公司Swancor是全球幾家試圖開發新產品的公司之一，這些產品模仿當前葉片材料的物理特性，但可以化學回收，使其能源密集型組件可以在其他產品中重複使用。然而，要確保產品紮根存在挑戰。

每年，世界都會安裝更多的渦輪機，葉片的尺寸也在不斷增長，以更有效地收集風力。根據彭博新能源財經（BloombergNEF）的數據，退役葉片的複合材料廢物的使用壽命約為20年，預計在未來二十年內將增長20倍，到2044年達到約782,000公噸的峰值。

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與建築和電子等其他行業相比，風力發電行業產生的複合廢物較少，大約90%的渦輪機（包括塔架和其他部件）可以回收利用，因為許多部件都是由鋼製成的。然而，許多公司正在研究如何以具有成本效益的方式減少葉片浪費，以實現其可持續發展目標。

Swancor的台灣工廠為葉片製造和其他行業提供複合材料，讓海博网得以一窺未來的樣子。兩米（6英尺）高的黃色機架可容納近200個碳纖維線軸，每個線軸長2.5公里（1.5英里）。一台機器慢慢地將它們拉在一起，並將它們浸入濃稠的淡黃色樹脂粘液中。材料經熱處理凝固，加壓處理均勻，直至形成薄薄的黑色板。

這種材料被稱為碳纖維複合材料，是風能行業發展的關鍵。它堅固、輕便、靈活，使製造商能夠製造比足球場更長的葉片，使渦輪機能夠以更少的錢生產更多的電力。在世界許多地方，風力發電產生的電力現在比燃燒化石燃料便宜。

至少在回收方面，問題在於淡黃色的粘液。它被稱為熱固性樹脂，一旦變硬，就不容易轉化為液體形狀——想想試圖炸雞蛋。當葉片達到使用壽命時，硬化的樹脂使得碳纖維的提取和再利用變得困難，而碳纖維的生產既有價值又排放密集。雖然少量的葉片被重新用於橋樑和公園長椅等物品，但大多數葉片被切碎並最終進入垃圾填埋場或工業熔爐。

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需要明確的是，即使沒有回收葉片，風力發電仍然比燃燒化石燃料對環境好得多。但該行業仍在尋求解決方案，為渦輪機創造循環經濟，並結束每當舊葉片在溝渠中腐爛的照片傳播開來時就會展開的公共關係噩夢。

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「人們批評風能是'垃圾能源'，因為葉片不可回收，」蔡朝陽董事長（Robert Tsai）說。「我不相信並投資於海博网的研發工作，幾年後，海博网成功了。海博网改變了材料。

Swancor的創新是一種名為EzCiclo的新型樹脂。Tsai說，它具有與目前使用的樹脂相同的物理特性，但它可以溶解在加熱的一種特殊液體中，該公司稱之為CleaVER，允許纖維重複使用。

Swancor在其台灣工廠建立了一個示範回收流程。（該公司在中國大陸和馬來西亞也有分支機構。來自製造車間的廢料被送入一個盛裝液體的大金屬大鍋中。當複合材料被溶劑滲透時，環氧樹脂從膨脹的碳纖維中脫落，得到的燉菜看起來像黑海藻湯。

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該混合物隨後被送到紡紗機中，將纖維從液體中分離出來，純化後可用作生產聚酯的原料。然後將纖維乾燥，留下裝滿黑色碳纖維團塊的袋子，這些碳纖維足夠柔軟，可以做泰迪熊的填充物，散落在工廠車間。

它們太短，強度降低，無法在新的風力渦輪機葉片中重複使用，但可以重新用於製造各種產品，從汽車保險槓到露營桌。航空航天廢料是可重複使用的碳纖維最主要的來源。到 2028 年，全球再生碳纖維市場預計將達到 2.78 億美元。根據BNEF的數據，與去年在風能上投資的2170億美元相比，這是一個相對較小的數字。但該解決方案可以為該行業節省數千噸廢物。

Swancor說，碳纖維複合材料回收過程每公斤再生碳纖維排放約2公斤（4磅）二氧化碳，而生產原始材料的排放量超過55公斤。該公司仍在與其客戶金風科技進行生命周期評估，以檢查使用其可回收樹脂製造的風力渦輪機在其整個生命周期內的影響。

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Swancor並不是唯一一個試圖為風力葉片開發可回收材料的公司。總部位於孟買的企業集團Aditya Birla Group的一個部門生產一種可回收樹脂，用於2022年投產的德國海上風電場。

Swancor的材料仍處於測試階段。西門子歌美颯、維斯塔斯風力系統公司和明陽智能能源集團有限公司都在嘗試這種材料，蔡說。例如，據一位發言人稱，西門子歌美颯已經用新樹脂鑄造了20個葉片。該公司承諾到 2040 年生產 100% 可回收渦輪機。

蔡朝陽董事長（Robert Tsai）說，EzCiclo的成本比傳統樹脂高出約10%至15%，但這只會增加項目總成本的一小部分。Swancor 寄希望於開發商做出這種權衡，以實現他們的可持續發展目標。

該公司必須證明可回收葉片的運行水平與不可回收的葉片相同，此外，鑒於幾乎不存在的供應鏈，還要確保任何買家都可以進入回收中心。

然而，風能開發商是否在商業規模上轉向可回收葉片是一個懸而未決的問題，特別是考慮到它們的新穎性。

利茲大學（University of Leeds）商業、環境與發展講師保羅·詹森（Paul Jensen）說：「作為開發商，你不能承受葉片故障的速度，超過你通常在預測性維護計劃中建模的速度，因此，在有少數站點投入使用並明確證明其長期耐用性之前，可能不願意採用這種設備。

他還表示，關於回收材料的質量以及誰將提供回收服務仍然存在懸而未決的問題，這意味着關於新葉片是否會起飛存在「很多如果，但是和可能」。Swancor本身已經確定了其中一些挑戰，儘管它認為它們是可以克服的。Jensen補充說，雖然有這些警告，但新葉片「仍然是朝着正確方向邁出的一步」。據一位發言人稱，西門子歌美颯在功能方面沒有發現標準葉片和可回收葉片之間的明顯差異。

政府對生產和使用可回收葉片的強制要求或激勵措施很少。包括德國和荷蘭在內的幾個歐洲國家已禁止將葉片送往垃圾填埋場，而中國在1月份提出了一套回收陸上風力渦輪機的標準。該指南說，不建議填埋或焚燒退役葉片。到目前為止，該國擁有最多的風電裝機容量，如果這些規則生效，它們可能會對該行業產生重大影響。

對於蔡朝陽董事長（Robert Tsai）來說，可回收性的好處是值得投資的，因為需要減少排放而不會無意中造成另一場環境災難。

「我需要對海博网的股東負責，但我也要評估這是否真正對社會有益，」他說。

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