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塑料循環經濟的“塑”縛與破局:技術創新是關鍵

   2021-06-08 498
導讀

我們每一個人的生活都被塑料包圍,它在給我們帶來便利的同時,也對環境造成了威脅。目前,塑料污染問題已經取代氣候變暖成為全球環境領域第一大議題。在此背景下,各國紛紛出臺塑料回收和再生政策,建立塑料循環體系

我們每一個人的生活都被塑料包圍,它在給我們帶來便利的同時,也對環境造成了威脅。目前,塑料污染問題已經取代氣候變暖成為全球環境領域第一大議題。在此背景下,各國紛紛出臺塑料回收和再生政策,建立塑料循環體系、實現塑料的閉路循環已成為全球共識。而隨著這些這些政策的提出,塑料循環經濟也進入大眾視野。

浪潮涌動,是紅海還是藍海?

危機與機遇

我國是全球塑料生產和消費第一大國,塑料消費量占全球的比重達15%。在大規模地生產和使用塑料制品的同時,也必然會產生大量的廢棄塑料。面對巨大的塑料污染壓力,我國政府陸續采取了多項政策和行動:2008年發布“禁塑令”,2012年出臺《土壤污染防治行動計劃》,2017年起開始逐步禁止廢塑料進口,2018年推進無廢城市建設,2019年開展生活垃圾分類行動, 2020年發布《關于進一步加強塑料污染治理的意見》。


這些政策的相繼出臺,有效打造了“政府監管、行業自律、社會參與”的三位一體塑料污染協同治理體系,取得了很大的成績。一方面政策促進了社會觀念的轉變,低值廢塑料也可以成為資源;另一方面鼓勵了相關企業向循環經濟轉型,推動了行業步入規范有序、可持續發展軌道。

然而,總體上而言,我國的塑料垃圾回收利用仍呈現高廢棄率、低回收率、低回收利用率特點。中國物資再生協會再生塑料分會統計數據顯示,2020年中國國內廢塑料回收量1890萬噸;由于2020年產量較高,廢塑料回收比例下降,僅為23.09%。我國的塑料循環利用之路仍是任重而道遠。

人們對塑料問題的日益關注正為處于價值鏈上游的化工行業帶來巨大的挑戰和機遇。如何從原料角度入手減少對石油的依賴;生產塑料使用的化學品、添加劑如何影響成品重復利用的潛力;一些塑料包裝由多種材料制成,回收難度巨大……這些議題推動了塑料價值鏈對更創新、更易回收再利用的材料和相關解決方案的需求。通過打造全新的材料循環流程,化工行業將推動塑料經濟進入循環模式。

方式與方向

回收是塑料循環再利用的首個步驟。目前,廢棄塑料的回收方式主要為機械回收和化學回收。兩者各有優劣,互為補充。

機械回收是指將合成材料進行分離和清潔,以將其直接當作聚合物再利用,是當下塑料垃圾回收的主要方式。但機械回收本身具有較大的局限性:分揀難、成本高,收益低,只能用以處理高價值、品類單一、較為干凈的塑料。但在現實中,大部分塑料垃圾都是與其他生活垃圾相互混雜,呈現“臟亂雜”的特點,循環利用的難度很大。

中國物資再生協會再生塑料分會會長王永剛表示:“生活中產生的廢塑料品類特別復雜,機械回收的難度就特別大,并且容易造成二次污染。如果前端分類做不好,后端加工的話,從環境效益上來講并不一定比焚燒好。”

垃圾分類政策的出臺在很大程度上緩解了分揀的壓力,使低值廢塑料能夠低成本、高效率地從垃圾中分揀出來。但許多分揀之后的處理工作仍強烈依賴于技術力量解決。很多產品為滿足功能性需求,由多種材料復合而成,使得回收分離的工作很困難。比如食品保鮮包裝、服裝的化纖材料、種類迥異的塑料瓶,這些塑料制品的復雜性使得回收環節變得異常困難。


此外,機械回收會影響回收材料的質量。比如部分經過著色處理的塑料其分子鏈會縮短,使其無法再用于制造高端產品。“目前大部分物理回收的塑料都只能降級利用,利用率不高。”王永剛補充道。

當前許多化工企業已經通過研發加工助劑來提高機械回收的效率。比如,由特種化學品公司贏創研發的定制表面活性劑可用于脫墨和脫標簽工藝,以快速去除塑料包裝上殘留的油墨和標簽;消泡劑可以防止過多泡沫的產生,從而簡化洗滌過程;潤濕劑可增加清除標簽粘膠的堿液的流動性;脫水劑則有助于后續的干燥過程,從而節省能源和時間。

另一方面,針對提高再生塑料制品的性能表現,使再生塑料擁有與原生塑料相當的品質,添加劑和加工助劑同樣可以發揮作用。以贏創添加劑VESTOPLAST為例,該添加劑是實現多層包裝薄膜回收利用的關鍵。VESTOPLAST是PE和PP(兩種常見的塑料薄膜材料)的化學近親,可以使這兩種材料相互兼容,并提高再生原料的沖擊強度或流動性,助力材料的再利用,如用于注塑成型。

化學回收是對機械回收的有效補充,與機械方法相比,化學回收將回收廢塑料的聚合物鏈拆分成單體。因此,即使是非常臟、已著色、含有添加劑或外來材料的廢料也可以作為有價值的原材料進行回收,再轉化成新的塑料,從而實現材料的循環閉環。

然而,廢塑料化學回收技術在實際開發過程中仍面臨諸多挑戰,無論是在技術路徑還是商業潛力方面都存在大量討論空間。“化學回收是最好的回收方式,通過高溫催化、裂化將塑料變成單體后又重新作為原料生產產品,能保證它的充分利用。”中國石油和化學工業聯合會副秘書長龐廣廉表示,“化學循環、化學回收肯定是未來的一個發展方向,但目前技術還不成熟,還需要探討它的經濟性問題,成本投資比較高。”

目前,環保部正在制定《廢塑料污染控制技術規范》,擬支持用化學回收將廢塑料轉化為單體、裂解油作為廢塑料資源化的技術方向。此外,許多化工企業也開始了工藝創新。

以贏創為例,研究人員目前正在研發一種甲醇醇解工藝以促進高污染PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)廢棄物的回收利用。

“我們已在實驗室中印證了這一技術的可行性。然而,這只是第一步。”項目相關負責人表示,“化學回收只有在能夠實現工業級的規模應用,且具有穩定、經濟的回收原料供應時,它才能真正在處理塑料廢棄物中發揮作用。”贏創的目標是開發一種成本效益高、規模化的回收工藝。目前,工藝研發的工程師正著手研究建造一座中試工廠,以確定所有工藝技術和投入產出比。在研究的同期,贏創還將進行產品的生命周期評估,以確保該技術不會對環境產生額外影響。

共識與共進

發展塑料循環經濟是一個全球性的復雜議題。從技術層面上看,我們需要一套全面的評估體系來完善整個塑料生命周期中的可持續性,從獲取原材料和制造塑料,到更好的回收、處理和再利用的選擇,以及全面了解各個流程對環境造成的影響;從商業層面上看,它需要產業鏈建立貫穿整個價值鏈、全生命周期的廣泛合作的閉環系統。此外,它也離不開來自政府的政策引導,以及消費者意識的提高。


目前,全球范圍內已經確立了“治理塑料污染,發展循環經濟”的共識,產業鏈正逐步建立更廣泛的合作。比如,全球多家化工、包裝、品牌巨頭均已對“減塑”或“塑料循環”做出自愿承諾,推動“塑料循環經濟”由政策導向往市場行為的轉變。此外,政府機構、NGO組織、行業協會等已發起了多個倡議,促進塑料的循環利用。而企業間的合作案例更是不勝枚舉。

應當說,全球范圍的合作共識是發展塑料循環經濟的基礎平臺,目的是為了推進相關回收技術的創新。只有技術快速發展,才能真正解決塑料循環經濟在分揀、回收、循環利用等環節上各類難題,從而充分發揮塑料循環利用的經濟效益、環境效益,以及社會效益。


 
(文/小編)
 
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