木材可能看起來像是屬於過去時代的建築材料，但瑞典初創公司Modvion正賦予它一種非常現代的用途。這家總部位於哥德堡的公司正在使用工程木材建造風力發電機塔架，並且最近獲得了目前最高塔架的設計認證：高達119米，與大多數正在執行的陸上風力發電機高度相當。該公司的塔架能夠支撐一臺6.4兆瓦的渦輪機。

近年來，木材經歷了一次復興，人們越來越認識到它作為一種堅固、輕質且低排放的結構材料所具有的潛力。工程木材製品是透過用粘合劑將鋸末、木纖維，甚至是整塊木板粘合在一起而製成的。它們的強度可能比標準木材高得多，並且已經被用於在澳大利亞、加拿大、挪威和美國建造高層建築。

Modvion公司的高階開發工程師Erik Dölerud表示，這種材料因其極高的強度重量比，在建造風力發電機塔架方面特別有前景。他還說，使用這種材料還能夠製造出可以在現場組裝的較小模組，從而減少運輸方面的難題。2023年，該公司在瑞典的斯卡拉建造了一座103米高的塔架。上個月，其新設計的119米高的塔架獲得了位於慕尼黑的獨立認證和測試專家 —— 南德意志集團（TÜV SÜD）的批准。

Dölerud說：“木材是一種原始的高效能建築材料，在過去的100年裡，我認為它一直沒有得到充分利用。當你仔細想想，一棵樹歷經數百萬年的進化，能夠承受重量並在風中存活下來，所以不難想象，它是非常適合這類應用的材料。”

該公司用單板層積材（LVL）來建造塔架，單板層積材是透過將許多薄木片粘合在一起製成的一種結構材料，其強度比普通木材更高。Dölerud表示，將木材切成薄片然後再重新粘合在一起，能均勻地分散木材區域性的缺陷，比如節疤和紋理差異。這樣一來，在同等重量的情況下，這種材料比鋼材還要堅固。

Modvion公司用一系列大約15米長的弧形木質模組來組裝塔架。每座塔架的底部由六個這樣的模組組成，頂部則使用四個。製造這些模組的過程包括將幾塊大的單板層積材木板層壓在一起，然後將它們壓在一個大圓柱體上，使其形成弧形。

為了製作出這些弧形模組，該公司不得不專門設計定製單板層積材木板，使其具有特定的紋理方向分佈，這樣木板既能彎曲，又能在彎曲過程中相互鎖定，從而形成一個保持形狀的堅固結構。一旦塔架的所有模組都製作完成，它們就會被運往安裝現場，用膠水粘合在一起，形成管狀的部分，然後再用起重機將這些部分逐層堆疊起來。

瑞典皇家理工學院（RISE）進行的一項生命週期評估顯示，這種建造方式最大的吸引力之一在於，用木材建造塔架在其整個生命週期內產生的碳排放量，比用鋼材建造少90%。與傳統的風力發電機塔架相比，能夠以零部件的形式運輸塔架具有顯著優勢。傳統塔架通常由長段的管狀鋼材製成，很難在狹窄蜿蜒的道路上運輸。Dölerud表示，模組化的鋼塔確實存在，但它們需要大量的螺栓來進行組裝，而且必須定期進行仔細檢查和調整，還容易出現故障。他說，檢查Modvion公司塔架的連線部位要快得多，也簡單得多。

不過，要證明這種建造方式的優勢並非易事，因為國際上關於風力發電機塔架的技術標準並未將木材作為結構材料納入考量。這促使Modvion公司聘請了南德意志集團（TÜV SÜD）對其最新的塔架設計進行獨立評估。此次評估需要梳理Modvion公司與瑞典皇家理工學院（RISE）合作收集的關於其所有部件的壓力測試資料。

Modvion公司119米高的塔架是為了支撐丹麥Vestas公司製造的一臺6.4兆瓦的渦輪機而設計的。南德意志集團風能部門塔架與基礎團隊的負責人Stephan Mayer表示，由於缺乏對木材和膠水作為結構材料使用時的相關規定，這一設計頗具挑戰性。

Mayer指出，這座119米高的塔架將直接與從中國出口的廉價管狀鋼塔展開競爭，這對Modvion公司來說可能頗具挑戰，因為該公司尚未建立起批次生產流程。Dölerud承認，在成本方面與管狀鋼塔競爭會很艱難。但他表示，對於高度超過 150 米的塔架，行業主要依賴於將混凝土基座與鋼製上部相結合的混合塔架。Dölerud說，這些混合塔架的成本比管狀鋼塔高得多，而且建造時需要大量的材料。他預計Modvion公司的塔架在與這些混合塔架競爭時在成本上具有競爭力。

實際上，該公司不會建造這座 119 米高的塔架，設計它只是為了證明Modvion公司有能力支撐Vestas公司6.4兆瓦的渦輪機。目前，公司正將重點轉向設計一座160至170米高的塔架，預計將於2027年完成設計。“但誰知道未來會怎樣呢？” Dölerud補充道，“也許當我們全面投入生產時，能夠對這項新技術進行大量最佳化，然後我們也可以開始嘗試在管狀鋼塔市場展開競爭。但這並不是我們現階段的主要關注點。”