從加州2019年廢輪胎市場報告瞭解廢輪胎鋪路的驅動力

穩定的瀝青鋪路市場

運輸部門的強制條款

容納各種不同的替代方案

持續提供橡膠瀝青補助金

最強外掛：在設計手冊中提出設計需求

圖1、2019加州廢輪胎市場報告封面

加州是全美註冊汽車量最多的州，每年新生44萬公噸廢輪胎，2012年的狀況作為輔助燃料(TDF)只占16.9%、磨粉占23%是擴大市場的主要重點，其中鋪路占約11.3%。翻新再用或無害處理並有效益地應用在其它領域，則仍是相當大的挑戰。加州推動廢輪胎鋪路的歷程詳參作者另文「廢輪胎鋪路台灣比美加州」；加州設有資源回收再生部門(California Department of Resources and Recovery, 簡稱為CalRecycle, https://www.calrecycle.ca.gov)，該部門依照1989年通過的California Tire Recycling Act (加州輪胎循環利用法)強制執行ELT的管理工作，緃使聯邦政府廢止ISTEA強制使用橡膠瀝青(AR)的條款，加州仍基於廢輪胎資源再用的議題持續進行，並在2000年通過Senate Bill (SB) 876來擴大加強。在有效益地再用廢輪胎資源部份，也在2003年通過國會338法案(Assembly Bill No. 338)在公共資源法(Public Resources Code)中增列第42703節(PRC 42703)，規定州運輸部門(Caltrans)在興建/養護道路使用瀝青混凝土時，應依一定比例搭配使用廢輪胎橡膠粉(Crumb Rubber Modifier, CRM)，且搭配的比例在檢討效益後應逐年增加。

依據2020年8月發佈的加州廢輪胎市場報告如圖1所示，該報告說明加州廢輪胎清運處理及再生利用產業鏈，如圖2所示。

圖2、加州廢輪胎清運處理及再生利用產業鏈圖

2019年加州產出約518,400噸(相當於51.8百萬個轎車胎，PTE)廢胎，銷往不同的九種市場管道，如圖3所示。美國用的「轎車胎當量(Passenger Tire Equivalent, PTE)」：1 PTE重20磅，2000磅為1噸，所以1噸為100條PTE，故51.8百萬PTE等於51.8萬噸廢輪胎。CalRecycle認定的廢輪胎妥善處理是指廢棄掩埋以外的處理方法，而所謂再生利用則不包括圖中的TDF, ADC, 和舊胎再用，舊胎再用不計入再生利用是為了避免重覆計算的問題，TDF是處理大量廢輪胎並且消除長期積壘存堆有效的方法，但以生命週期評估(Life Cycle Assessment, LCA)的觀點，廢輪胎資源的再利用，應以TDM為優(詳參作者另文「廢輪胎資源管理全球比一比」)，故CalRecycle也跟上歐洲的步調，不將TDF計為再生利用。

圖3、2019年加州廢輪胎流向統計圓餅圖

將2001年以來的市場調查報告製作成加州廢輪胎流向逐年趨勢，如圖4所示。由圖可見加州廢輪胎的妥善處理率在80%附近，2012年達到高峰約90%，近幾年回復到還算穩定的80%附近。再生利用率也一直在40%上下跳動，整體而言還算穩定。

圖4、加州廢輪胎流向逐年趨勢

圖3中計入再生利用的胎磨膠粉粒(16%)、再製胎(9%)、土木工程(3%)、及全胎打包及貨車胎面出口(6%)共四項合計34%。其中全胎打包及貨車胎面出口據調查是出口到印度，屬於特殊情況，未來將逐漸減少甚至中斷。

圖3中的胎磨膠粉(粒)就是指輪胎衍生材料(Tire Derived Material, TDM)，在美國將粒徑小於6mm稱為crumb rubber，主要用在橡膠瀝青鋪面及運動場人工草皮填料，6mm到25mm橡膠粒(ground rubber)則主要用在景觀橡膠透水鋪面、橡膠墊、隔震(音)墊等及其它模製品。如圖5所示。

圖5、加州廢輪胎衍生材料(TDM)產量逐年趨勢

由圖5可知橡膠瀝青鋪面是加州TDM的最大市場，2019年統計至少有11家公司擁有合計37部橡膠瀝青拌合設備(Asphalt Rubber Blender)生產供應橡膠瀝青(Asphalt Rubber, AR)，以生產橡膠熱拌瀝青混合料(Rubberized Hot Mix Asphalt, RHMA)；這些設備合計使用約75百萬磅胎磨膠粉。2017年加州運輸部(CalTrans)提報的胎磨膠粉用量為61百萬磅。依據橡膠鋪面協會(Rubber Pavement Association, RPA)2019年提出的報告，加州運輸部的年度發包文件中預訂發包採購RHMA和和傳統HMA的總數量分別為1.3百萬噸及1.9百萬噸；若以RHMA的瀝青含量為8%，且其中採用的橡膠瀝青中含有20%胎磨膠粉，可計算出耗用42.3百萬磅胎磨膠粉，是上述問卷統計出75百萬磅的56%，其它的部份則可歸納為地方政府道路使用。

該報告說明橡膠瀝青鋪面是加州TDM的最大市場，主要驅動力有四：

1. 加州公路及維修法案：2017年提出此法案，預計從未來10年的汽車燃料稅中撥出共計500億美元，250億給州公路、250億給地方公路。最近幾年也有來自過橋費、銷售稅、及燃料稅的超過24個補助款。這個法案確保加州公路鋪面維修的經費來源，持續有瀝青鋪路的大量市場需求。
2. 加州運輸部橡膠瀝青強制條款：自2003年以來依公共資源法(Public Resources Code)第42703節的規定，已將鋪路計畫中要求的橡膠瀝青占比提昇到35%；2017年的報告顯示在總共3.7百萬噸瀝青中橡膠瀝青占45%，耗用掉58.5百萬磅胎磨膠粉(經換算為26,559公噸胎磨膠粉)，正是上節所述加州運輸部的年度發包文件中預訂發包採購RHMA和和傳統HMA的總數量分別為1.3百萬噸及1.9百萬噸，橡膠瀝青混合料已占超過40%。
3. 加州運輸部橡化熱拌瀝青面層替代方案：針對加州運輸部橡膠瀝青強制條款，不少地方政府提出溼式製程較難運作的問題，故，也接受添加胎磨膠粉量較低的不同替代方案，包括工廠化橡膠瀝青等產品。2015年加州瀝青鋪面協會(California Asphalt Pavement Association, CalAPA)提出「PG+5」的所謂「低含量胎磨膠粉熱拌瀝青( Low Volume of Crumb Rubber in Hot Mix Asphalt)」，建議所有HMA中的瀝青都加5%胎磨膠粉，品質雖不如溼式製程的橡膠瀝青，但仍應優於沒有加任何胎磨膠粉的傳統HMA，將廢輪胎鋪路環保與工程品質兼俱的成效，轉成著重環保的所謂「綠瀝青(Green Asphalt)」。本案有CalRecycle的經費支助目前仍進行研究中，尚未採行。
4. 加州資源再生部門持續提供補助金：目前執行中的五年輪胎計畫，編列給地方政府鋪築橡膠瀝青鋪面的補助金，在2020-2021和2021-2022各分配438萬7000美元和378萬7000美元。依使用橡膠瀝青的數量及前期受此類補助狀況而定，個案申請最多25萬美元，每噸橡膠瀝青混凝土補最高至20美元 。

綜整可知加州維持橡膠瀝青鋪面穩定市場的主要驅動力為穩定的瀝青鋪路市場、運輸部門的強制條款、容納各種不同的替代方案、及持續提供橡膠瀝青補助金；此外，作者認為對於工程人員來說，還有一項很重要的驅動力沒有在該報告中列出，那就是加州運輸部公路設計規範的搭配。對於鋪路技術人員來說，除了備妥橡膠瀝青相關規範供採行外，主動在設計手冊中提出設計需求更有驅動力，經過多年的使用成效經驗，加州運輪部已在2020年版的「公路設計手冊(Highway Design Manual)中，增列橡膠熱拌瀝青混合料的設計條款，並說明為了符合公共資源法第42703之規定，也強調用來對付反射裂縫、因溫差造成的溫縮裂縫、及使加鋪層更具彈性而耐疲勞等優點，如圖6所示。

圖6、加州運輪部2020年版公路設計手冊增列橡膠熱拌瀝青混合料條款

對比營建研究院團隊提出的我國推動廢輪胎鋪路的助力與阻力，如圖7所示，若要獲得像加州那樣成功的廢輪胎上路成效，除了環保署持續補助外，顯然要補強交通部的強制使用規定。

圖7、我國推動廢輪胎鋪路的助力與阻力

建議環保署持續對地方政府提供鋪築橡膠青的補助金外，應再次加強與交通部溝通，要求仿照加州運輸部提出強制性條款，必要時制定類似加州公共資源法第42703節要求運輸部門使用一定數量胎磨膠粉的條款，而交通部則應搭配在其公路設計手冊中，以相關的設計需求來搭配。

參考文獻

1. CalRecycle, California Waste Tire Market Report: 2019, August 24, 2020.
2. Highway Design Manual, chp0630-032020, dot.ca.gov