大宗物料危機之循環經濟整合解方-以道路鋪築為例

工研院綠能所 呂穎彬推廣經理

目前全台累積的瀝青刨除料估計已超過2,000萬噸,並以約每年500萬噸的速度增加。因此內政部國土署於2026年5月修正公告「營建事業再生利用之再生資源項目及規範」中要求瀝青混凝土挖(刨)除料:級配粒料基層材料、級配粒料底層材料,使用比率不得低於60%;熱拌再生瀝青混凝土之使用比率不得低於20%。級配粒料的使用量須有大量新建公共工程時才有較高的使用量,因此去化量不確定;而行政院公共工程委員會施工綱要規範第 02966 章『熱拌再生瀝青混凝土』中,刨除料添加到新鋪路面有40%的上限。依道路鋪面養護刨鋪平衡的觀念,如果都能使用至40%的上限的理想狀態,仍有60%的刨除料無法重複使用,必須另尋其他去化管道。加上過去的鋪面工程案曾有不當添加廢油,影響再生瀝青與道路的品質之案例,導致設計監造與發包工程單位對刨除料使用存有疑慮,過去大部份的鋪面工程都不使用刨除料,也使合法再利用體系面臨去化壓力。

工研院歷經十年研發,發展出「瀝青再生劑」與「刨除料瀝青砂石分離技術」,讓這些被戲稱為黑金的材料,不只回收,更能真正重生,邁向100%全循環利用。此技術得到2026 美國愛迪生獎金獎的肯定,結合生物菌劑與水洗剝離機制,將刨除料拆解為再生石與瀝青砂。經過處理後的再生砂石表面潔淨、粒形完整,品質可比擬天然砂石;而富含瀝青的細砂,只需添加微量再生劑,即可恢復良好黏結性能,達到國際規範的表現。在實廠方面也與聯岳公司合作,建置全台首座「刨除料瀝青砂石分離示範廠」,年處理量為八萬噸,將為國內鋪面材料循環利用建立新里程碑。未來若能擴大應用至全臺,每年可減少4百萬噸以上的砂石開採。

另外,每年約3百萬鋼爐碴的去化仍以填海造陸或CLSM(控制性低強度材料)為主,而最近營建土石方去化困難的情形浮上檯面,以每年4千萬立方公尺(可能超過8千萬噸)的壓倒性數量來競爭目前之去化管道,讓鋼鐵業者憂心鋼爐碴去化受到嚴重影響。鋼爐碴用於道路鋪面已經有20年以上的經驗,每年都有千萬噸級的道路鋪築工程,會耗掉千萬噸的天然砂石,相較於僅使用天然砂石的傳統道路,摻配鋼爐碴的改質瀝青道路鋪面耐用度顯著提升(國內已累積超過 400 個成功案例)。這是由於鋼爐碴(轉爐石與氧化碴)的高硬度特性,改質瀝青也更強韌,但其缺點就是單價較高,在道路重新刨鋪後的刨除料再利用也因為改質瀝青的原因而較不易使用。在2020年工研院研發出新的循環長效鋪面,該團隊並於2022年獲得R&D 100入圍的肯定,實際應用於重型車輛所使用的道路鋪面,壽命高達10倍以上,到目前已應用了許多案例,而且不使用改質瀝青與傳統工法相似,刨除料的再利用不受改質瀝青的影響,但成本更低,如下表所示。估計在一般道路上的使用壽命也至少2、3倍以上,因為以桃園新屋海客文化景觀意象道路為例,其標案的保固要求直接從1年提高為4年,預計116年將會再完工一案保固5年的工程案,成功案例持續累積中。

這幾年台灣有天然砂石吃緊與營建剩餘土石方去化失衡之現象:台灣年需砂石約七千多萬噸,產出四千萬立方公尺(可能超過八千萬噸)營建剩餘土石方,因北部大多禁採砂石,須仰賴由部分營建土石方的破碎與篩選來補充,其過程就會產生水謂的水尾土或尾砂,這主要是北部地區營建土石方洗選出的副產物水尾土(或稱尾砂,主要成份為沉泥與黏土,年產數百萬噸),常因添加聚丙醯胺混凝劑面臨事業廢棄物管制爭議,即使檢測合格亦禁止回填農地,導致去化困難。如果這類的破碎選取的產業因而萎縮,又會導致天然砂石更為吃緊,且在高密度開發都會區的營建剩餘土石方,也會減少一個重大去化管道。

目前的發展很明顯須要一個整體的解方,農地回填是農業部主管、砂石開發與鋼爐碴利用是經濟部主管、建營業與營建土石方是內政主管。經常因各部會有其職責與立場,難以形成共識,須各部會摒除成見,整合檢討整體問題,找到一個平衡點來解決。

整合長效循環鋪面及刨除料瀝青砂石分離技術,將鋼爐碴導入道部鋪築,可以解決台灣道路鋪面天然砂石取得困難及瀝青刨除料去化困難的窘境。瀝青刨除料除了可以直接回用以外(需添加合格的瀝青還原劑),也可以分離之後分別以砂石原料及瀝青砂來使用。這樣用有以下幾個優點:

  1. 長效循環鋪面使用壽命是一般天然砂石道路鋪面的數倍,大幅減少道路鋪築與天然砂石的需求。
  2. 可大量去化煉鋼的鋼爐碴,如轉爐石與氧化碴。
  3. 可大量去化每年百萬至千萬噸級的瀝青刨除料。
  4. 搭配瀝青與砂石分離技術可產至大量的砂石原料與瀝青砂,同時解決現有瀝青刨除料堆置困難的難題。
  5. 因為砂石與瀝青都可同時循環使用,可減少每年千萬噸等級的砂石開採與瀝青煉製。
  6. 因美國與伊朗的衝突導致原油價格高漲,同時來自原油的瀝青單價也大幅提升,道路營建成本的上升,其背後的物價上升隱憂,也可因這些技術而降低。

但循環經濟的成功也可能會有副作用,原因是綠色設計/生態化設計的產品壽命最大化會導致原料供應業的需求大幅減少,這也是循環經濟要解決線性經濟的大量消耗資源(即原料供應)的主要目的,若沒有適當的對應政策,原料供應業的蕭條是可見的隱憂。舉道路鋪面壽命變長為例,一是對應相同的維護經費,可以服務更多的道路面積,讓更多的道路平整舒適,提高人民的福祉。另一方面道路鋪築相關產業,例如瀝青公會等,一定會憂心產業萎縮,本來產品的壽命提高了5倍,成本又更低,營業額就無法支撐原有的產業規模。這是循環經濟對於原料供應產業的潛在影響。所以循環經濟的商業模式就應該即時上場,從購買「瀝青混凝土」鋪築道路的商業模式改變為購買「路平服務」的商業模式,也就是買服務不買產品,在政府採購上就是「成效式契約(Performance-Based Contracting)」。政府按道路完好年限支付服務費,業者利用新的長效技術大幅省去修補成本,將原本的施工消耗轉化為長達多年的穩定高毛利收入,維持產業成長。如此一來,供需雙方都可增加利益,也可大幅減少對天然砂石與原生瀝青的依賴。其中的關鍵點,鋼爐碴中量體最大的轉爐石與氧化碴也是道路長效的重點,因為約1500度高溫會形成穩固的材料結構,強度比一般天然砂石高出許多,在台灣每年千萬噸級的道路鋪築量中其實佔比非常低,未來也必須在刨除後重覆使用。綜整以上,危機就是轉機,以循環經濟的思維及驗證過後新技術的導入,就可以:

  1. 部分緩解營建剩餘土石方與水尾土/尾砂的去化問題;
  2. 去化全台累積庫存2千萬噸以上的瀝青刨除料,並提供新的砂石料源;
  3. 全台每年可減少砂石開採4百萬以上;
  4. 替代石化新瀝青用量15萬噸/年。

總結而言,全台每年面臨龐大的瀝青刨除料、鋼爐碴與營建剩餘土石方去化需求持續成長,傳統線性模式已難以為繼。工研院研發之「刨除料瀝青砂石分離技術」(榮獲 2026 美國愛迪生獎金獎)與「循環長效鋪面技術」(團隊入圍2022 R&D 100),能成功實現刨除料 100% 資源化拆解與高耐用度道路建設,不僅可大幅降低天然砂石開採與原油瀝青依賴,更能提升道路使用壽命。此外,針對技術普及可能造成的產業規模萎縮疑慮,提出以循環經濟商業模式,即政府採購轉型為「成效式契約(PBC)買路平服務」,創造政府節省預算、業者提高毛利、環境減碳減廢的三贏局面,為台灣大宗物料的難題,提出邁向永續循環經濟提供了整合的解決方案。

精選圖片來源:https://www.pexels.com/

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