化工品回收之行業(yè)聯(lián)合

文/Manja Wühr

流程工業(yè)的節(jié)能任務(wù)常常是通過對(duì)工藝的優(yōu)化得以實(shí)現(xiàn)——消費(fèi)者和政治家都在要求發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。德國被認(rèn)為是世界上垃圾回收利用率最高的國家，但是在化工品循環(huán)方面，這個(gè)國家仍然處于起步階段。另外，由于缺乏投資保障，化工品回收的發(fā)展也受到阻礙。然而，創(chuàng)新的中型企業(yè)正在展示循環(huán)價(jià)值創(chuàng)造的運(yùn)作方式。

根據(jù)Conversio 研究“2019年塑料材料流程圖”，2019年德國產(chǎn)生了630萬t塑料垃圾。根據(jù)包裝市場(chǎng)研究協(xié)會(huì)（GVM）的調(diào)查，其中一半以上是包裝。只有55%的塑料包裝被回收利用。其余的塑料垃圾則被直接焚燒。這種情況不應(yīng)繼續(xù)下去。因?yàn)榈聡谏唐吠獍b法中明確規(guī)定，從2022年起，塑料包裝的循環(huán)利用率必須達(dá)到63%，復(fù)合包裝的回收率應(yīng)當(dāng)達(dá)到70%。如何實(shí)現(xiàn)這一配額的問題仍未解決。

機(jī)械回收是塑料回收的主要方法，這種方法本質(zhì)上是非常有效的——前提是廢物是清潔的，并且被分類。除了應(yīng)用可能性有限，機(jī)械回收還有另一個(gè)缺點(diǎn)：即只能進(jìn)行降級(jí)循環(huán)。Recenso工程公司的總經(jīng)理兼化學(xué)回收試點(diǎn)工廠的運(yùn)營商Christian Haupts先生這樣描述了目前的情況：“通過機(jī)械回收，我無法將一個(gè)輸液袋變成一個(gè)新的輸液袋。食品包裝的情況同樣如此。廢棄的食品購物包裝材料也許會(huì)被回收后成為一個(gè)鞋拔子，然后再次回收變成一個(gè)保險(xiǎn)杠，最終會(huì)變成一個(gè)公園長椅。”而總部位于德國的包裝專家Südpack也面臨這一挑戰(zhàn)。它的一些用于食品包裝和醫(yī)療技術(shù)的復(fù)合薄膜目前被認(rèn)為是不可回收的，因?yàn)檫@些塑料制品要滿足特定的功能，因此它們必須由多個(gè)聚合物層制成。與此同時(shí)，其客戶以及政治家都要求更多的回收利用。“我們希望成為首批實(shí)現(xiàn)塑料制品閉環(huán)回收的制造商之一。從我們的角度來看，化學(xué)品回收是一個(gè)必不可少的步驟。”Südpack的管理合伙人Carolin Grimbacher女士解釋說，“這是我們從多層薄膜中提取有價(jià)值的原材料的唯一途徑，而這些原材料目前無法通過機(jī)械回收來實(shí)現(xiàn)回收利用。”

對(duì)不可回收塑料進(jìn)行焚燒處理的人們也開始改變思路：“利用Carboliq工藝回收原材料，使其成為可重復(fù)使用的有價(jià)值的資源，而不是單純焚燒它。”Haupts先生解釋說，“垃圾焚燒廠現(xiàn)在也認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，并且正在尋找那些能在對(duì)某些餾分進(jìn)行分類和預(yù)處理后產(chǎn)生額外效益的技術(shù)”。

什么算回收？

如果消費(fèi)者、生產(chǎn)者和廢物回收商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了化學(xué)回收對(duì)塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要性，為什么化學(xué)回收在德國仍然停留在試點(diǎn)階段呢？“德國的法律現(xiàn)狀和法律解釋抑制了化學(xué)回收的發(fā)展。”Haupts先生解釋說。他指出，“回收”一詞的概念在《包裝法》中被定義得太過狹窄。其中，化學(xué)回收不包括在與報(bào)酬相關(guān)的回收配額中。這會(huì)造成以下后果：與機(jī)械回收不同的是，化學(xué)回收工藝不會(huì)收到任何處理費(fèi)用。這意味著沒有投資的動(dòng)力，且沒有必要。在歐盟廢物框架指令中對(duì)回收的定義故意保持開放。

“德國的法律現(xiàn)狀和法律解釋抑制了化學(xué)回收”。

——Christian Haupts,Recenso總經(jīng)理

Carolin Grimbacher女士也希望看到化學(xué)回收在德國包裝法中得到認(rèn)可。以高性能薄膜的制造商為例，有以下兩點(diǎn)主要的原因：（1）目前那些重要的、不可回收的材料無法輕易被替代。而利用機(jī)械回收所得的單一材料（如PP）并不能生產(chǎn)出所有的這些高性能薄膜。為了達(dá)到一定的質(zhì)量，例如特定的薄膜厚度，包裝的質(zhì)量、復(fù)雜性以及成本都會(huì)增加。這既不符合政策的要求，也不符合消費(fèi)者的需求。（2） 由于嚴(yán)格的衛(wèi)生要求，利用機(jī)械回收而得的再生材料并不能輕易地投入到食品級(jí)應(yīng)用中。

化學(xué)回收遲遲沒有突破性進(jìn)展的另一個(gè)原因是由于塑料的附加價(jià)值。化工廠，也就是再生油的客戶，往往進(jìn)行集中運(yùn)作。他們目前使用的是單一的化石來源。另一方面，塑料垃圾是一種分散的資源。因此，廢塑料裂解油化過程也是分散的。“對(duì)此，我們必須為他們構(gòu)建一個(gè)橋梁。” Recenso總經(jīng)理Haupts先生肯定地說。因此，決定性的步驟就是將各種液體產(chǎn)品提煉成一種類似化石資源且可用于化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)品。“統(tǒng)一熱解油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是有益的。” Carolin Grimbacher女士也這樣要求到。因此，必須為封閉式的塑料循環(huán)建立全新的流程和法規(guī)。

塑料經(jīng)濟(jì)的閉環(huán)循環(huán)

Südpack使用來自回收油的聚酰胺顆粒來生產(chǎn)多層食品包裝薄膜

2021年2月2日，煉油廠運(yùn)營商Recenso工程公司，原材料貿(mào)易商Count和薄膜制造商Südpack已經(jīng)證明，塑料可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回收。當(dāng)天，第一輛裝滿原油的卡車離開了Recenso位于明斯特蘭Ennigerloh的試驗(yàn)工廠，這些原油是由從Südpack回收的可重復(fù)使用的材料通過化學(xué)回收制成。其目標(biāo)是塑料制造商將這種油加工成高質(zhì)量的顆粒。這一回收倡議的特別之處在于，所有參與者在循環(huán)過程中共同合作。

作為這些高科技薄膜的領(lǐng)先制造商，家族企業(yè)Südpack特別致力于可持續(xù)發(fā)展。生產(chǎn)高性能復(fù)合膜可不是一件容易的事。到目前為止，這些復(fù)合膜被認(rèn)為是不可回收的，因此要對(duì)其進(jìn)行熱回收。因此，對(duì)于Carolin Grimbacher女士來說，化學(xué)回收是對(duì)復(fù)合薄膜閉環(huán)回收的一個(gè)重要補(bǔ)充。“我們不只停留在概念階段。為了證明化學(xué)回收薄膜復(fù)合材料是可能的，我們已經(jīng)投資了Recenso工程公司的Carboliq工藝。” Grimbacher女士說。該合作早在2020年9月就已達(dá)成，旨在將生產(chǎn)廢料轉(zhuǎn)化為工業(yè)規(guī)模的高質(zhì)量熱解油。

以下是其工作原理：Südpack無法自行利用的生產(chǎn)殘留物會(huì)被送到位于Ennigerloh的試驗(yàn)工廠。在此，它們會(huì)被轉(zhuǎn)化成液態(tài)烴混合物。換句話說，這些液體烴混合物是一種可用于交易的原材料，而其銷售則交由交易專家Count處理。合作還包括了物流、倉儲(chǔ)、套利、融資和可持續(xù)性發(fā)展咨詢等服務(wù)。

巴斯夫等原材料制造商又是使用這種回收油來生產(chǎn)聚酰胺顆粒，例如，Südpack公司利用這些顆粒來生產(chǎn)用于食品包裝的多層薄膜。通過這種方式，既可以節(jié)省一些化石原料，又不必在功能上妥協(xié)。聚酰胺使包裝具有抗穿刺性。同時(shí)，其力學(xué)性能允許生產(chǎn)更薄的薄膜。這對(duì)減少包裝量有重要的貢獻(xiàn)。

第一輛裝滿原油的卡車離開了Recenso的試驗(yàn)工廠，這些原油是由從SüDPACK回收的可重復(fù)使用的材料通過化學(xué)回收制成

"我們不只停留在概念階段。為了證明化學(xué)回收薄膜復(fù)合材料是可能的，我們已經(jīng)投資了Recenso有限公司的Carboliq工藝"。

——Carolin Grimbacher， Südpack公司合伙人

CARBOLIQ工藝

塑料煉油

Recenso工程公司的Carboliq工廠位于Ennigerloh廢物管理中心的所在地。該公司從塑料和纖維素廢料中提取一種油，這種油的應(yīng)用與石腦油類似。該工藝的亮點(diǎn)是：與熱解相比，這種先進(jìn)的轉(zhuǎn)化工藝不僅可以處理多層、混合甚至污染的薄膜復(fù)合材料，還可以處理高熱值的家庭和商業(yè)廢物部分。這是由一種催化劑實(shí)現(xiàn)的，它不僅可以選擇碳?xì)浠衔铮€可以結(jié)合部分污染物，不加壓的過程在低于400 ℃的溫度下進(jìn)行。這可以防止在轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生有害氣體。截至目前，該開發(fā)和示范工廠可以處理多達(dá)2 500 t的塑料垃圾。這產(chǎn)生了高達(dá)2 000 t的石油。

在美國，化學(xué)回收正在以完全不同的速度推進(jìn)發(fā)展：據(jù)美國化學(xué)委員會(huì)稱，自2017年以來宣布的對(duì)先進(jìn)回收工藝的投資有可能處理500萬 t/a的廢物。循環(huán)經(jīng)濟(jì)投資公司Closed Loop Partners在 2019年的一項(xiàng)研究表明，美國和加拿大的先進(jìn)回收技術(shù)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)高達(dá)1 200億美元。先進(jìn)回收工藝的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)也說明了這一點(diǎn)：2010～2019年，全球化學(xué)和生物回收工藝的創(chuàng)新達(dá)到9 000多個(gè)國際專利族（IPF）。其中，美國擁有36%的國際專利族（IPF），明顯領(lǐng)先于歐洲的26%。而德國在此僅貢獻(xiàn)了6.7%的份額。“在德國，人們完全低估了這種動(dòng)力。僅在美國，在過去6個(gè)月里就發(fā)生了很多事情。很快地，德國將只能在這些發(fā)展領(lǐng)域望塵莫及。”Haupts先生表達(dá)了他的擔(dān)憂。

但在德國，這一焦點(diǎn)性的討論中也出現(xiàn)了一些改變。不僅德國化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)（VCI）和德國聯(lián)邦廢棄物、水和原材料管理協(xié)會(huì)（BDE）這樣的行業(yè)協(xié)會(huì)，以及德國循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡議，北萊茵-威斯特法倫州提出了氫路線圖（IN4Climate.NRW）等倡議都在支持化學(xué)品回收，聯(lián)合政府也將目光投向了化學(xué)品回收：聯(lián)合協(xié)議中有一節(jié)就是關(guān)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)容，其中擬定了將化學(xué)回收納入包裝法的一個(gè)回收選項(xiàng)的意圖。但這一計(jì)劃何時(shí)能夠?qū)嵤瑫r(shí)間尚未確定。