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能源轉型〉回收廢紙變燃料,永豐餘工紙廠大賣綠電

雜誌原標為〈廢料變燃料 永豐餘工紙廠大賣綠電〉
文 / 王昱翔    
2021-12-28
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能源轉型〉回收廢紙變燃料,永豐餘工紙廠大賣綠電
永豐餘工紙新屋廠,建置全台最大沼氣發電系統,年發電量可達4200萬度。永豐餘工紙提供
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過去,造紙業被批評是排碳、耗能的汙染產業。但,桃園新屋的永豐餘工紙廠,卻在短短三年迅速翻轉,不但成為地方的廢棄物處理專家, 更搖身一變,成為綠電大戶。究竟,這是如何做到的?

在桃園新屋區的一處工廠,裡頭豎著多座巨大柱狀高塔,正在進行「全台最大規模沼氣發電」,不但處理工廠汙水,還幫地方消化食品汙泥,也賣出綠電賺錢;旁邊還另有一座特殊鍋爐,正透過汽電共生,不斷去化有機廢棄物。

意外的是,這裡並非再生能源發電廠,竟是來自過去被視為汙染、耗能、排碳大戶的造紙業:永豐餘工業用紙的新屋廠。

「我們不像其他廠商,看到綠電商機才來做,最初只是想解決自己的汙染和廢料,」永豐餘工紙董事長邱創華說得輕鬆,當初從未想過,技術一路研發至今,沼氣發電效率竟會躋身至亞洲第一。

實際到新屋廠走一遭,會發現這裡根本就是大型的醣經濟實驗室。

首先是原料,高達97%來自回收紙,將廢紙中的「醣」還原再利用;製程中,會分離出含醣廢物,壓成一塊塊灰色的再生燃料,送至汽電共生系統發電;最後,管線排出含醣汙水,會進行發酵過程,產生沼氣發電。

一場醣的大循環,不只減煤、減碳,再搭上自有的發電系統,一年可發出逾一億度電,並售出多餘綠電給台電,每月進帳數百萬元營收。

「世上沒有廢棄物,只是還沒找到處理的方法,」邱創華引述永豐餘二代創辦人何壽川的口頭禪,也一語道盡永豐餘工紙新屋廠,從回收紙起家,到近三年迅速轉型再生能源的契機。

永豐餘工紙
成立:2005年(1986年建廠)
董事長:邱創華
主要業務:工業用紙、工業用紙器生產銷售及設計
資本額:50億元 2020年營收:181.30億元

跨足工業用紙,成永豐餘回收紙起點

回溯永豐餘的百年造紙歷史,其實前60年,多聚焦在民生相關的文化用紙(書本雜誌等)和家庭用紙(衛生紙等),並未涉足及工業用紙。

但苦惱的是,文化、家用紙,因規格、白度、磅重的要求特殊,再加上法規限制,無法用回收紙來造漿。結果,永豐餘雖生產大量紙張,卻無法收回半張廢紙,產業循環鏈始終缺一環。

直到1986年,何壽川發起「百億鴻圖計畫」、大舉投資新事業,才趁勢跨足工業用紙,補足造紙業最後一塊拼圖。而這,也是廢紙回收的起點。

畢竟,工業用紙大多是作為紙箱、紙管,紙張不需要純白潔淨,但需要相當的厚度和強度,其中夾層的「芯紙」,正好成了回收紙發跡的舞台。

惟,回收紙漿的纖維,會隨回收次數逐漸變短,性能也較原生漿料差,究竟兩者該如何配比、才能產出性能夠強的工業用紙,是早年工紙團隊的大挑戰。

「電子產品、精品、食品,包裝需求差很多,每種漿料的比例也都不一樣。」邱創華說,歷經35年研發改良,才走到今天97%原料都來自回收紙。

不靠焚化爐,自建汽電共生解決廢料

然而,引入回收紙循環,並非從此高枕無憂。因為,市面上的回收紙,往往混雜著垃圾、塑膠,導致製程中被迫產出許多廢料。

邱創華坦言,這些廢料無法用於造紙,只能送進焚化爐,但焚化費用並不便宜,一噸就動輒上千元,近年還愈來愈貴,長期下來,形成可觀的成本。

當時團隊心想,既然廢料大多是塑膠,永豐餘又擅長循環經濟,不如就將它裂解、還原成塑膠原料吧?於是,立刻串連工研院,開發裂解製程和技術。

結果不盡如人意,首先,廢料雜質太多不易裂解;其次,裡頭塑膠百百種,讓分離還原更顯困難。最終,團隊碰一鼻子灰,只好放棄這條路。

還原路不通,單純燒掉又太浪費,團隊於是靈光一閃,想到既然要燒,為何不藉著產生的熱能,發展汽電共生發電?恰好,製程廢料大多屬「高熱值」,完全燃燒後,產熱效益更勝石化燃料。

但,買了鍋爐才發現,原來燒垃圾發電並不簡單。尤其,廢料是各種熱值的材料混雜,每次焚燒需要的溫度和條件都不同,長期下來,恐會損害鍋爐。

為此,永豐餘工紙發展出三種不同的廢料加工法,透過不同程度的破碎、淘選、壓製成燃料,再依其和燃煤配比,分別送至三座不同特性的鍋爐中燃燒。

2019年起,製成SRF(固體再生燃料)等級的廢料,甚至可在SRF專用鍋爐中,不靠煤炭就能燃燒發電,也是全台第一座「零燃煤汽電共生系統」。

目前,SRF專用鍋爐每月可燃燒5500噸SRF,不光處理自家廢料,還能撥出多餘產能,協助其他工廠處理餘料,一年共發出超過8000萬度電。

邱創華表示,目前也持續改良混燒技術,持續朝100%取代石化燃料邁進。

獨門厭氧菌,沼氣發電四小時消化汙水

製程廢料外,造紙業還有另一大難題,在於製程中臭味濃烈的汙水,也是過去屢遭詬病的一大主因。

為此,2017年,永豐餘工紙在新屋廠打造一座全台最大的沼氣發電系統。「沼氣發電並不是新技術,但我們的特色是,外面轉化製程大多得耗上一個月,我們只要四小時,」邱創華說。

回溯當時,永豐餘工紙為一解汙水難題,便攜手集團內的研發單位新川創新,著手研究沼氣發電。由工紙負責建置汙水處理系統,新川創新來開發沼氣轉換效率的箇中關鍵:厭氧菌。

新川創新董事長黃雅惠透露,究竟如何改良微生物,以提升厭氧作用和產生沼氣的效率,是研究團隊們的大功課。期間,新川創新為了精挑、配比出最高效菌種,還得如經營牧場一般,仔細調控各項變因,簡直比養牛還困難。

歷經菌種牧場不斷改良,如今汙水不但只需四小時轉成沼氣,沼氣中的甲烷濃度更能高達80%,直逼天然氣等級。

邱創華認為,相較光電、風電仍不免衝擊環境、與民爭地,沼氣是同時解決廢棄物,又能發綠電的獨特模式,現在許多產業都想藉沼氣去化汙泥廚餘。

有鑑於此,永豐餘工紙的沼氣發電系統更逐漸走向「共消化」,不再只局限處理自身汙水,甚至還能協助去化在地社區、產業的食品汙泥等。

「現在我們到了另一個境界,從處理自己的問題,到現在還能對外服務,也成了產業轉型的新機會。」邱創華笑說。

能源事業獨立,布局再生能源新商機

2021年,邱創華見能源事業成長飛速,特別將其獨立出造紙事業、另闢部門,並聚焦招募年輕、能源相關人才。他透露,「傳統造紙業的員工年紀大也很穩定,但現在有更多新血進來,將會替帶來活水、給老員工一些正向衝擊,公司才能脫胎換骨轉型。」

展望未來,邱創華期待再生能源逐步擴建壯大,將來不再只是獨善其身,更要提供地方社區、產業,不同廢棄物的去化解方,同時也從中賺取綠電商機。

 他深信,以醣為本的新材料和能源,將是未來改變社會、產業的關鍵契機。

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