關(guān)注塑料回收議題的你大概率會(huì)聽說過“化學(xué)循環(huán)”。有人說，化學(xué)循環(huán)是最前沿的，會(huì)革新塑料回收的方式。
事實(shí)真是如此嗎？
歐洲一家保護(hù)野生動(dòng)物和人類免受有害化學(xué)品的危害的組織CHEM Trust委托環(huán)境咨詢機(jī)構(gòu)Euromia對(duì)此進(jìn)行了研究。研究報(bào)告已于2020年12月9日發(fā)布，名為《化學(xué)循環(huán)：現(xiàn)狀》（Chemical Recycling: State of Play）。
報(bào)告發(fā)現(xiàn)，化學(xué)循環(huán)技術(shù)實(shí)際上存在一些重要問題，包括消耗大量能源、需要預(yù)分揀分類、需高質(zhì)量塑料原料，以及存在有害化學(xué)品的風(fēng)險(xiǎn)等。
化學(xué)循環(huán)是什么？
化學(xué)循環(huán)指的是通過改變其分子結(jié)構(gòu)來回收塑料，可以分為三大類。
1. 溶劑純化
利用溶解原理，選擇性地將塑料與任何其他可污染塑料的東西分離。
塑料切碎后放入到聚合物溶解度高，而污染物溶解度較低的溶劑中。因此，污染物將保持固體狀態(tài)，并可以從液體部分中分離出來，以純化塑料聚合物。純化過程完成后，可通過沉淀的方法從溶液中提取聚合物，以實(shí)現(xiàn)回收。該方法已用于聚苯乙烯的循環(huán)再生。
2. 化學(xué)解聚
通過化學(xué)物質(zhì)將塑料聚合物分解為較小的單元。這些單體被純化后可用于制備新的塑料聚合物。該方法已用于PET等類似的較小聚合物的循環(huán)再生。
3. 熱解聚反應(yīng)
通過熱處理，通常是熱解（低氧加熱），將塑料聚合物分解成較小的單元。所得的熱解油是化學(xué)品的混合物，純化后可用作聚合物生產(chǎn)的原料，例如用于代替某些進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)石油化工蒸汽裂解裝置的石油衍生的石腦油。
這種方法通常用于聚烯烴塑料，例如聚乙烯和聚丙烯。在某些工廠中，熱解油被燃燒而不是用于產(chǎn)生新的聚合物，但是必須注意的是，按照歐盟法律，此種情形下的燃燒油并不屬于循環(huán)再生行為。▲圖片顯示了每種技術(shù)目前或可能用于不同聚合物以實(shí)現(xiàn)塑料價(jià)值鏈上不同產(chǎn)出的主要途徑。
化學(xué)循環(huán)技術(shù)的表現(xiàn)和可行性如何？
評(píng)估化學(xué)循環(huán)表現(xiàn)的重要因素，包括：
輸入物料的類型：是否可以處理混合塑料垃圾，還是需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)分揀分類？
循環(huán)和凈化過程中的能源消耗，以及對(duì)氣候變化的影響
輸入物料中有害化學(xué)物質(zhì)的歸宿
處理過程中使用的或產(chǎn)生的有害化學(xué)物質(zhì)，以及它們的歸宿，比如在廢物流中的歸宿
投入的物料中，實(shí)際循環(huán)再生了多少？
與常規(guī)的物理循環(huán)的性能和成本的比較
聚合物中使用多少循環(huán)再生的單體是合理的？
在實(shí)施歐盟關(guān)于再生塑料含量的目標(biāo)時(shí)，這一點(diǎn)尤其重要。
Eunomia在深入回顧了目前可獲取到的、與多種化學(xué)循環(huán)技術(shù)相關(guān)的資料，并嘗試評(píng)估其表現(xiàn)和可行性。在評(píng)估這些技術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)廣泛存在的問題，即：信息不足。
根據(jù)目前可獲得的有限信息，他們的結(jié)論是某些化學(xué)循環(huán)技術(shù)要優(yōu)于其他的化學(xué)循環(huán)技術(shù)。
但同時(shí)所有化學(xué)循環(huán)技術(shù)都存在共同的問題，包括消耗大量能源，對(duì)清潔及同質(zhì)化原料的需求大，以及與機(jī)械回收技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的問題。
同時(shí)，很多技術(shù)無法完全處理塑料原料中的有害化學(xué)品，產(chǎn)生的廢棄物中也可能包含有害化學(xué)品，而且通常很難確定化學(xué)循環(huán)過程中使用或產(chǎn)生的有害化學(xué)品的程度 。
在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中，化學(xué)循環(huán)是否解決了有害化學(xué)物質(zhì)的問題？
CHEM Trust多年來的立場(chǎng)一直是：可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)當(dāng)是一種清潔的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。這種循環(huán)經(jīng)濟(jì)不會(huì)一直使用有害化學(xué)物質(zhì)，并且不允許將有害化學(xué)物質(zhì)滯留在回收循環(huán)中。
他們認(rèn)為，化學(xué)循環(huán)的問題是，該技術(shù)是否符合“清潔的循環(huán)經(jīng)濟(jì)”？
歐盟化學(xué)工業(yè)貿(mào)易協(xié)會(huì)CEFIC聲稱，化學(xué)循環(huán)具有“捕獲和分離可能存在于廢塑料中的所謂的遺留化學(xué)物質(zhì)和高關(guān)注度物質(zhì)（SVHC）”的潛力。
但Eunomia的研究發(fā)現(xiàn)，情況比這復(fù)雜得多。該報(bào)告發(fā)現(xiàn)以下方面的信息不足：
所用溶劑、化學(xué)試劑和催化劑的性質(zhì)、數(shù)量和毒性；
在此過程中形成和分離的廢物和副產(chǎn)品的性質(zhì)和歸宿。
考慮到這些信息的缺乏，該報(bào)告指出了三種技術(shù)的特定問題：
溶劑純化：這項(xiàng)技術(shù)專門（至少部分）用于從廢塑料中去除有害化學(xué)物質(zhì)。這是溶劑純化過程的兩個(gè)相關(guān)示例：
Solvay開發(fā)的聚氯乙烯循環(huán)技術(shù)（VinyLoop），可處理PVC廢物。Solvay曾建造了一家工廠，并且在經(jīng)濟(jì)上可行，一直運(yùn)營(yíng)至REACH法規(guī)關(guān)于鄰苯二甲酸酯（用于軟化PVC的增塑劑）的管控要求收緊。運(yùn)營(yíng)15年后，Solvay于2018年關(guān)閉了該工廠，因?yàn)槿粢捎肰inyLoop工藝分離鄰苯二甲酸酯以達(dá)到新法規(guī)的要求，在經(jīng)濟(jì)上不可行。
處于試驗(yàn)階段的聚苯乙烯循環(huán)技術(shù)（PolyStyreneLoop），正用于從被溴化阻燃劑六溴環(huán)十二烷（HBCD）污染了的工業(yè)絕緣廢料中回收泡沫聚苯乙烯。該公司報(bào)告說，大多數(shù)（盡管不是全部）六溴環(huán)十二烷從產(chǎn)出的聚苯乙烯中除去了。
化學(xué)解聚：?jiǎn)误w純化后，該技術(shù)可以生產(chǎn)出相當(dāng)于原生的塑料。然而，Eunomia發(fā)現(xiàn)“普遍缺乏對(duì)技術(shù)可處理的污染水平的了解，也缺乏對(duì)單體純化時(shí)如何處理污染物的了解”。
熱解聚：該技術(shù)也可以從最終的裂解裝置產(chǎn)出中生產(chǎn)出與純凈物料相當(dāng)?shù)木酆衔铩５牵瑹峤獗旧頃?huì)產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)混合物，并可能導(dǎo)致有毒的副產(chǎn)物的形成，例如二噁英、多環(huán)芳烴和氯化氫等。因此，熱解油必須先進(jìn)行純化（和稀釋）后再用于裂解爐中，并且該純化階段將需要更多的化學(xué)物質(zhì)，并會(huì)產(chǎn)生可能有害的廢物-它還在能源和財(cái)務(wù)成本投入上有要求。
CHEM Trust的觀點(diǎn)
CHEM Trust執(zhí)行主任Michael Warhurst博士說：
“在CHEM Trust倡導(dǎo)的清潔、安全的循環(huán)經(jīng)濟(jì)背景下，化學(xué)循環(huán)似乎被大大高估了。用這些技術(shù)對(duì)循環(huán)再生廢物流進(jìn)行凈化需要大量的分選和預(yù)處理，以及消耗大量的能源。最終結(jié)果仍可能被有害化學(xué)物質(zhì)污染，并且其中許多技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性存疑。
CHEM Trust還擔(dān)心缺乏關(guān)于化學(xué)循環(huán)過程中有害物質(zhì)的使用、產(chǎn)生和歸宿的可用信息。
CHEM Trust的觀點(diǎn)仍然是，實(shí)現(xiàn)清潔循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最佳方法是逐步淘汰最危險(xiǎn)的物質(zhì)，并確保它們不會(huì)在二次材料中再循環(huán)。
《化學(xué)循環(huán)：現(xiàn)狀》報(bào)告涵蓋了化學(xué)循環(huán)的許多方面，包括如何處理回收率計(jì)算中重要且有爭(zhēng)議的問題。我們希望該報(bào)告將幫助其他人了解化學(xué)循環(huán)技術(shù)性能的不同方面。”
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