塑料化學(xué)回收是當(dāng)務(wù)之急

Ahlam Rais

塑料化學(xué)回收技術(shù)近來頻繁出現(xiàn)在大眾視野當(dāng)中，成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)話題，但這項(xiàng)技術(shù)究竟是怎么回事？它又如何幫助解決塑料回收問題或促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展？本文講述了塑料化學(xué)回收的重要性、技術(shù)方案以及面臨的挑戰(zhàn)。

化學(xué)回收或高級回收是將廢塑料或使用過的塑料轉(zhuǎn)化為原材料，然后用于生產(chǎn)新的原始塑料產(chǎn)品的過程。

塑料污染浪費(fèi)已經(jīng)成為全球性問題，全球每年生產(chǎn)數(shù)億噸的塑料，其中大部分最終被填埋在垃圾場中，絕大多數(shù)不會自然降解，這就造成了環(huán)境污染。這種情況著實(shí)令人深感憂慮，面對氣候變化危機(jī)，塑料生產(chǎn)商面臨來自塑料污染的環(huán)境治理和社會責(zé)任壓力與成本也日益增加，而且越來越會受到相關(guān)法律法規(guī)的責(zé)任追究，例如歐盟的REACH（化學(xué)品注冊、評估和授權(quán)）政策以及美國環(huán)保局的要求等。

在這種背景下，塑料生產(chǎn)商除了采用傳統(tǒng)或機(jī)械回收之外，正在轉(zhuǎn)向化學(xué)回收等先進(jìn)技術(shù)，以減少二氧化碳的排放，建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)并回收混合塑料。但是，什么是化學(xué)回收？簡單來說，化學(xué)回收或高級回收是將廢塑料或使用過的塑料轉(zhuǎn)化為原材料，然后用于生產(chǎn)新的原始塑料產(chǎn)品的過程。化學(xué)回收有助于消滅白色污染、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，減少生產(chǎn)塑料所需的化石原料消耗，同時還避免了塑料焚燒處置產(chǎn)生的大量碳排放，降低產(chǎn)品碳足跡。

1 化學(xué)回收所使用的技術(shù)

1.1 微波技術(shù)

2023年4 月，日本化學(xué)公司旭化成（Asahi Kasei）和微波化學(xué)（Microwave Chemical）推出了使用微波技術(shù)將尼龍66化學(xué)回收的商業(yè)化聯(lián)合示范項(xiàng)目，利用微波以較低的能耗解聚PA66，直接獲得高產(chǎn)量的單體己二胺（HMD）和己二酸（ADA），然后，獲得的單體用于制造新的PA66。通過這個項(xiàng)目，合作旨在相較于傳統(tǒng)制造過程，該技術(shù)能減少溫室氣體的排放，并實(shí)現(xiàn)聚酰胺PA66生產(chǎn)工藝的商業(yè)化。聚酰胺PA66主要被應(yīng)用于汽車、電子以及家電等產(chǎn)品的塑料零部件生產(chǎn)，預(yù)計(jì)在不久的將來，全球?qū)埘０稰A66的需求將會有進(jìn)一步的增長。

總部位于加拿大的Pyrowave公司是利用低碳微波技術(shù)實(shí)現(xiàn)化學(xué)過程電氣化的先驅(qū)。該公司也是塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)和化學(xué)回收方面的領(lǐng)軍企業(yè)，致力于將消費(fèi)及工業(yè)使用后的塑料回收再生為新的塑料，從而能夠回收這些資源的全面價值。Pyrowave公司的副總裁、市場營銷和政府關(guān)系負(fù)責(zé)人Virginie Bussières（以下簡稱“Bussières”）表示：“Pyrowave這項(xiàng)擁有專利的高功率微波催化裂解技術(shù)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的，目前正走在下一代塑料的最前沿階段。該技術(shù)低碳、全電氣化，產(chǎn)量居行業(yè)之首，并能生產(chǎn)100%可追溯的再生樹脂。”

1.2 熱裂解技術(shù)

總部位于加拿大美國的New Hope Technologies公司致力于研究和開發(fā)創(chuàng)新技術(shù)，以應(yīng)對全球廢棄塑料回收再利用的問題，并與領(lǐng)先的工藝技術(shù)開發(fā)公司Lummus Technology合作，以擴(kuò)大規(guī)模并改進(jìn)和優(yōu)化其熱裂解技術(shù)。基于其熱裂解的技術(shù)使廢棄塑料可以轉(zhuǎn)化為熱解油，而熱解油是石油的替代品。2021年，以向石化廠提供ISCC+認(rèn)證的可再生化工原料以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑料而聞名的英國Phigenesis公司，其在歐洲新建的化工回收設(shè)施選擇了這項(xiàng)熱裂解技術(shù)。借助這項(xiàng)技術(shù)，旨在用回收材料替代石油衍生的原料，并與焚燒塑料廢物和生產(chǎn)原生聚合物相比，能顯著減少碳排放。

1.3 水熱升級技術(shù)

總部位于倫敦的Mura Technology公司推出了其基于水熱升級技術(shù)的水熱塑料回收解決方案（Hydroprs）。該技術(shù)利用水和熱能將消費(fèi)后的家用塑料垃圾（包括柔性和多層塑料包裝）轉(zhuǎn)化為工業(yè)級液態(tài)碳?xì)浠衔锂a(chǎn)品，從而生產(chǎn)出新的、與原始塑料等價的塑料產(chǎn)品。HydroPRS與熱解的不同之處在于，熱量被施加到水而不是直接施加到塑料上，這樣可以避免產(chǎn)生“碳”，從而最大限度地提高碳?xì)浠衔锂a(chǎn)品的產(chǎn)量，而供氫作用有助于減少劇烈反應(yīng)，避免過度裂解。2022年，Mura Technology公司與陶氏化學(xué)合作，在德國建設(shè)了歐洲目前最大的先進(jìn)塑料回收工廠。該工廠的先進(jìn)回收能力約為12萬t/a，預(yù)計(jì)將于2025年投入運(yùn)營。據(jù)陶氏公司稱，與焚燒相比，Mura Technology公司的技術(shù)預(yù)計(jì)每回收1噸塑料將減少約1.5噸二氧化碳，并能夠減少對化石燃料基原料的依賴。

“原料處理已成為提高回收過程效率的關(guān)鍵部分，因?yàn)樵谏嫌伪M可能多地去除雜質(zhì)，這樣可以增加產(chǎn)量。”Bussières表示，“某些產(chǎn)品中的污染物和添加劑，例如聚氯乙烯（PVC）中的鉛、阻燃劑或白色無機(jī)顏料（二氧化鈦），一直是行業(yè)面臨的問題，僅通過機(jī)械回收無法將它們從回收塑料中去除。為了完全閉環(huán)并實(shí)現(xiàn)真正的塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)，必須去除這些添加劑和污染物。”她補(bǔ)充說，Mura Technology公司現(xiàn)在能夠高效處理這些一直困擾塑料行業(yè)的污染物，這為塑料回收創(chuàng)新了新的應(yīng)用路徑和利用價值。

2 塑料化學(xué)回收的挑戰(zhàn)

每項(xiàng)新技術(shù)都面臨著許多挑戰(zhàn)，化學(xué)回收也不例外。“能否獲得高質(zhì)量的原料仍然是塑料廢棄物化學(xué)回收面臨的最大挑戰(zhàn)之一。”Bussières分享道，“當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施不足以對低成本、高質(zhì)量的原料進(jìn)行分類和供應(yīng)，以滿足化學(xué)回收的需求。所需的是對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行投資、更有效地組織收集和分類系統(tǒng)，并進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)以促進(jìn)塑料廢物的分類。對化學(xué)回收的觀念也需要發(fā)展，因?yàn)樵腺|(zhì)量越高，產(chǎn)量越高，對環(huán)境影響就越小。”她進(jìn)一步補(bǔ)充說，原料處理不再是技術(shù)問題，技術(shù)已經(jīng)可用且準(zhǔn)備就緒。相反，這是一個從線性制造轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)制造的變革管理問題。政府也發(fā)揮著主導(dǎo)作用，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)將是推動這一變革的關(guān)鍵驅(qū)動因素。

塑料化學(xué)回收技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，不容忽視。正如科思創(chuàng)首席技術(shù)官Klaus Sch?fer博士在某屆阿赫瑪線上大展上所提到的：“塑料化學(xué)回收必須與機(jī)械回收同等看待。我們?nèi)匀恍枰屓藗兿嘈牛瘜W(xué)回收是實(shí)現(xiàn)完全循環(huán)世界的基本要素。”事實(shí)確實(shí)如此，我們也同意塑料化學(xué)回收確實(shí)是當(dāng)務(wù)之急。