塑料循环经济的“塑”缚与破局:技术创新是关键
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2021-06-03 11:06 星期四

我们每一个人的生活都被塑料包围,它在给我们带来便利的同时,也对环境造成了威胁。目前,塑料污染问题已经取代气候变暖成为全球环境领域第一大议题。在此背景下,各国纷纷出台塑料回收和再生政策,建立塑料循环体系、实现塑料的闭路循环已成为全球共识。而随着这些这些政策的提出,塑料循环经济也进入大众视野。

浪潮涌动,是红海还是蓝海?

危机与机遇

我国是全球塑料生产和消费第一大国,塑料消费量占全球的比重达15%。在大规模地生产和使用塑料制品的同时,也必然会产生大量的废弃塑料。面对巨大的塑料污染压力,我国政府陆续采取了多项政策和行动:2008年发布“禁塑令”,2012年出台《土壤污染防治行动计划》,2017年起开始逐步禁止废塑料进口,2018年推进无废城市建设,2019年开展生活垃圾分类行动, 2020年发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》。

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这些政策的相继出台,有效打造了“政府监管、行业自律、社会参与”的三位一体塑料污染协同治理体系,取得了很大的成绩。一方面政策促进了社会观念的转变,低值废塑料也可以成为资源;另一方面鼓励了相关企业向循环经济转型,推动了行业步入规范有序、可持续发展轨道。

然而,总体上而言,我国的塑料垃圾回收利用仍呈现高废弃率、低回收率、低回收利用率特点。中国物资再生协会再生塑料分会统计数据显示,2020年中国国内废塑料回收量1890万吨;由于2020年产量较高,废塑料回收比例下降,仅为23.09%。我国的塑料循环利用之路仍是任重而道远。

人们对塑料问题的日益关注正为处于价值链上游的化工行业带来巨大的挑战和机遇。如何从原料角度入手减少对石油的依赖;生产塑料使用的化学品、添加剂如何影响成品重复利用的潜力;一些塑料包装由多种材料制成,回收难度巨大……这些议题推动了塑料价值链对更创新、更易回收再利用的材料和相关解决方案的需求。通过打造全新的材料循环流程,化工行业将推动塑料经济进入循环模式。

方式与方向

回收是塑料循环再利用的首个步骤。目前,废弃塑料的回收方式主要为机械回收和化学回收。两者各有优劣,互为补充。

机械回收是指将合成材料进行分离和清洁,以将其直接当作聚合物再利用,是当下塑料垃圾回收的主要方式。但机械回收本身具有较大的局限性:分拣难、成本高,收益低,只能用以处理高价值、品类单一、较为干净的塑料。但在现实中,大部分塑料垃圾都是与其他生活垃圾相互混杂,呈现“脏乱杂”的特点,循环利用的难度很大。

中国物资再生协会再生塑料分会会长王永刚表示:“生活中产生的废塑料品类特别复杂,机械回收的难度就特别大,并且容易造成二次污染。如果前端分类做不好,后端加工的话,从环境效益上来讲并不一定比焚烧好。”

垃圾分类政策的出台在很大程度上缓解了分拣的压力,使低值废塑料能够低成本、高效率地从垃圾中分拣出来。但许多分拣之后的处理工作仍强烈依赖于技术力量解决。很多产品为满足功能性需求,由多种材料复合而成,使得回收分离的工作很困难。比如食品保鲜包装、服装的化纤材料、种类迥异的塑料瓶,这些塑料制品的复杂性使得回收环节变得异常困难。

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此外,机械回收会影响回收材料的质量。比如部分经过着色处理的塑料其分子链会缩短,使其无法再用于制造高端产品。“目前大部分物理回收的塑料都只能降级利用,利用率不高。”王永刚补充道。

当前许多化工企业已经通过研发加工助剂来提高机械回收的效率。比如,由特种化学品公司赢创研发的定制表面活性剂可用于脱墨和脱标签工艺,以快速去除塑料包装上残留的油墨和标签;消泡剂可以防止过多泡沫的产生,从而简化洗涤过程;润湿剂可增加清除标签粘胶的碱液的流动性;脱水剂则有助于后续的干燥过程,从而节省能源和时间。

另一方面,针对提高再生塑料制品的性能表现,使再生塑料拥有与原生塑料相当的品质,添加剂和加工助剂同样可以发挥作用。以赢创添加剂VESTOPLAST®为例,该添加剂是实现多层包装薄膜回收利用的关键。VESTOPLAST®是PE和PP(两种常见的塑料薄膜材料)的化学近亲,可以使这两种材料相互兼容,并提高再生原料的冲击强度或流动性,助力材料的再利用,如用于注塑成型。

化学回收是对机械回收的有效补充,与机械方法相比,化学回收将回收废塑料的聚合物链拆分成单体。因此,即使是非常脏、已着色、含有添加剂或外来材料的废料也可以作为有价值的原材料进行回收,再转化成新的塑料,从而实现材料的循环闭环。

然而,废塑料化学回收技术在实际开发过程中仍面临诸多挑战,无论是在技术路径还是商业潜力方面都存在大量讨论空间。“化学回收是最好的回收方式,通过高温催化、裂化将塑料变成单体后又重新作为原料生产产品,能保证它的充分利用。”中国石油和化学工业联合会副秘书长庞广廉表示,“化学循环、化学回收肯定是未来的一个发展方向,但目前技术还不成熟,还需要探讨它的经济性问题,成本投资比较高。”

目前,环保部正在制定《废塑料污染控制技术规范》,拟支持用化学回收将废塑料转化为单体、裂解油作为废塑料资源化的技术方向。此外,许多化工企业也开始了工艺创新。

以赢创为例,研究人员目前正在研发一种甲醇醇解工艺以促进高污染PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)废弃物的回收利用。

“我们已在实验室中印证了这一技术的可行性。然而,这只是第一步。”项目相关负责人表示,“化学回收只有在能够实现工业级的规模应用,且具有稳定、经济的回收原料供应时,它才能真正在处理塑料废弃物中发挥作用。”赢创的目标是开发一种成本效益高、规模化的回收工艺。目前,工艺研发的工程师正着手研究建造一座中试工厂,以确定所有工艺技术和投入产出比。在研究的同期,赢创还将进行产品的生命周期评估,以确保该技术不会对环境产生额外影响。

共识与共进

发展塑料循环经济是一个全球性的复杂议题。从技术层面上看,我们需要一套全面的评估体系来完善整个塑料生命周期中的可持续性,从获取原材料和制造塑料,到更好的回收、处理和再利用的选择,以及全面了解各个流程对环境造成的影响;从商业层面上看,它需要产业链建立贯穿整个价值链、全生命周期的广泛合作的闭环系统。此外,它也离不开来自政府的政策引导,以及消费者意识的提高。

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目前,全球范围内已经确立了“治理塑料污染,发展循环经济”的共识,产业链正逐步建立更广泛的合作。比如,全球多家化工、包装、品牌巨头均已对“减塑”或“塑料循环”做出自愿承诺,推动“塑料循环经济”由政策导向往市场行为的转变。此外,政府机构、NGO组织、行业协会等已发起了多个倡议,促进塑料的循环利用。而企业间的合作案例更是不胜枚举。

应当说,全球范围的合作共识是发展塑料循环经济的基础平台,目的是为了推进相关回收技术的创新。只有技术快速发展,才能真正解决塑料循环经济在分拣、回收、循环利用等环节上各类难题,从而充分发挥塑料循环利用的经济效益、环境效益,以及社会效益。

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