塑料與鋼鐵、水泥、木材并稱世界四大基礎材料。塑料也是一把雙刃劍,大量廢棄塑料已嚴重威脅到人類的生存環境。
國際經濟合作組織2022年發布的《全球塑料展望:經濟驅動、環境影響和政策選擇》報告數據顯示,2000~2019年的20年間,全球塑料產量從2.34億噸/年飆升至4.6億噸/年,增長了96.6%,塑料垃圾則從1.56億噸/年增至3.53億噸/年,增加了126.3%。
塑料垃圾增速遠高于塑料產量增速。據悉,全球最大化工企業巴斯夫決心攻克這一難題并已經形成了自己的一系列解決方案。
巴斯夫亞太區特性化學品部塑料添加劑創新技術中心亞太區技術總監尹滿凱博士、巴斯夫大中華區可持續發展(運營)高級經理單雪菲在內的技術團隊分享了巴斯夫的廢塑料再利用解決方案。
全球形成共識
據悉,從全球來看,各區域塑料回收行業進展有差異,但大方向一致。
歐洲對回收行業要求更嚴格一些、目標更遠大一些。2018年1月,歐盟委員會發布的《歐洲塑料戰略》提出,自2030年1月起將實現所有塑料包裝產品的循環利用。2022年11月30日,歐盟委員會更新了《包裝和包裝廢棄物指令》,要求到2030年歐盟市場上所有塑料包裝中要含有至少30%的可回收成分,到2040年這一比例提升為65%。
美國環境保護局2021年11月發布首個國家回收戰略,設定2030年廢塑料回收利用率達到50%的目標。澳大利亞在《國家塑料計劃2021》中明確,2025年塑料包裝的再生塑料含量應達到20%。加拿大謀劃到2030年某些塑料包裝中再生塑料的比例要達到50%。
在亞洲,日本1995年就引入包裝生產者責任延伸制度,并從2020年7月起實施塑料購物袋有償化政策。中國也制定了一系列規則和目標。
中國發布了一系列專門針對塑料污染治理的法律法規,包括生產者責任延伸制度。國家發展改革委聯合生態環境部在2020年發布的關于進一步加強塑料污染治理的意見也極好地體現了中國政府對于塑料污染治理的決心。價值鏈上的每個生產者都應該把產品使用、回收及循環納入其整個生命周期之中進行考量并承擔相應的責任,中國政府對于塑料回收的要求越來越高了。
整個化工行業應該盡自己所能減少化學品廢棄物、減少一次性塑料污染,為社會作出更多貢獻。
添加劑方案
目前廢棄塑料回收利用現狀并不樂觀。
聯合國環境規劃署2023年報告顯示,全球塑料年產量超過4.3億噸,其中2/3制品壽命不足5年。經合組織統計數據顯示,2019年全球約3.5億噸塑料廢棄物中僅9%被再次利用,其余19%被焚燒、近50%被填埋、22%被丟在無人管理的垃圾場。
以使用最廣泛的聚乙烯、聚丙烯塑料為例,這些制品用完后一般以垃圾填埋和焚燒的形式處理,少部分以機械回收,即物理回收方式處理,通過收集、分類挑選、清洗破碎,回收后熔融改性造粒,再制造新制品。
但是,再生塑料往往存在顏色發黃、在薄膜上形成晶點或魚眼等問題,造成材料強度不足、性能有缺陷。
塑料回收行業的痛點:一方面,企業用一定比例的回收塑料加工制品,其質量明顯不如原生塑料;另一方面,含回收塑料成分的塑料只能用于加工低檔次的制品,往往只能降級利用。
針對上述痛點,憑借在塑料行業的豐富經驗,巴斯夫創新團隊開發出一系列解決方案。
2021年,巴斯夫推出IrgaCycle?塑料添加劑解決方案。
這是塑料回收領域的一個新舉措,包括一系列有實際意義的產品。用了此添加劑之后,含回收塑料成分的塑料機械性能明顯提高,使用壽命延長,更換頻率降低。回收的聚丙烯、聚乙烯塑料加入該添加劑后,可以應用在原先不能應用的高強度、高挑戰環境里。比如,用于汽車、包裝、農膜等領域,而且有助于塑料制品進行可回收性設計。
巴斯夫推出上述解決方案1年半時間,就成功進入南美洲、北美洲、歐洲、中東、亞洲等世界各地的回收行業市場。
2022年,巴斯夫與馬來西亞一家回收公司合作,通過添加劑解決方案,用100%回收高密度聚乙烯制作菠蘿防護裝置。
巴斯夫與中國浙江麗孚科技有限公司合作,采用上述解決方案,開發用于汽車、包裝和消費品的回收聚合物配方。這樣的實例還有很多。一旦終端產品質量提升,終端客戶信心就會增強,越來越多企業也會愿意使用回收塑料。
同時,巴斯夫還在逐步擴大現有產品組合,為客戶提供定制化回收利用解決方案。
高度定制化的塑料添加劑,可滿足客戶在農業領域提高作物保護的需求,幫助客戶解決提高回收塑料質量面臨的諸多問題,使其成為新應用中的可用材料。
除了添加劑解決方案外,巴斯夫還有可提高回收塑料的耐用性、減少廢物、節約能源、減少排放和促進生物多樣性的其他系列產品。
由于包裝、農業、汽車等領域對塑料的性能要求不同,巴斯夫技術團隊與客戶深入交流,了解他們應用回收塑料時遇到的問題,不斷開發、優化產品和解決方案,通過回收再生賦予塑料廢棄物新價值,幫助客戶實現可持續發展的目標。
針對回收塑料的分解和清洗難題,巴斯夫已經推出許多實用工具。
比如,可以像手機一樣拿在手上,測一測廢塑料化學成分、塑料類型的trinamiX?,可方便地對廢塑料進行分類和收集。此外,巴斯夫還推出了清洗、除味等解決方案。
化學循環方案
有了添加劑解決方案,是不是塑料垃圾回收可以無限進行下去呢?
現在能夠回收一次的塑料數量都非常少。如果有一天,全世界所有塑料都能回收一次就是不得了的事情。從今天來看,在技術層面,加了添加劑能夠做到1~3次的回收絕對沒有問題。
據悉,巴斯夫創新團隊已經開發出適合第二次再生、甚至第三次再生的穩定劑,解決回收塑料的加工穩定性、長效穩定性以及戶外老化等問題。
哪怕塑料到了沒有辦法再進行機械回收的地步,還可以重建聚合物的化學結構,重新合成原生塑料,實現塑料循環的閉環,不讓它進入江河湖海中。
對此,巴斯夫充滿信心。
2018年,巴斯夫啟動了化學循環項目,實踐塑料垃圾的化學回收。
單雪菲介紹,巴斯夫化學循環項目利用熱化學工藝將塑料垃圾轉化為熱解油,再投入一體化裝置中替代化石原料,將難以機械回收再利用的塑料垃圾通過化學循環恢復到原生塑料的品質。
化學循環的塑料垃圾包括混合塑料廢棄物、帶殘渣的塑料以及多層食品包裝等。據悉,巴斯夫已與客戶合作生產出終端產品,如,馬蘇里拉奶酪包裝、透明冰箱組件、敏感用途的保溫隔熱箱等。2020年,德國市場推出了第一批化學循環商業產品。利用化學循環技術生產的汽車零部件,已經用于梅賽德斯奔馳S級和梅賽德斯奔馳EQE車門把手。
有了技術上的推進、政策上的驅動,塑料垃圾已經被視為資源。國內外化工企業紛紛推進塑料的化學循環,從理論技術向產業化實踐轉型。
如果把塑料從原材料生產、產品設計、制造、銷售、使用到廢棄視為一個完整的生命周期,就會發現,每一個環節都存在治理的可能與機遇。要減少甚至戰勝塑料污染,不必等它變成垃圾才開始采取行動。
選擇何種回收技術,是基于生態、技術和經濟效益的綜合考量。同時,把材料留在原本的價值鏈中,這樣的回收類型應優先于能源回收——焚燒發電。化學回收可作為機械回收的補充方案。德國對塑料垃圾處理的生命周期分析表明,混合塑料熱解化學回收的碳排放量比焚燒少50%。如果基于環境、技術和經濟上的綜合考慮,機械回收無疑仍是適應大部分塑料回收的解決方案。
一系列創新技術的應用,都在驅動塑料回收行業快速發展。塑料的回收再利用在未來一定是非常有價值、有發展潛力的領域,前景非常光明。隨著更多解決方案的出現,實現低值塑料垃圾的高值回收利用,將不再是紙上談兵。
對中國的希望
毋庸置疑,中國已是全球最大的塑料生產國與消費國。
根據中國物資再生協會再生塑料分會統計,2022年6300萬噸廢棄塑料中30%得到回收。中國在機械回收方面處于全球較高水平。
總體來看,中國化學循環與其他國家的發展差距并不大。憑借中國完整、龐大的產業優勢、政策與制度的開放性,加上龍頭企業已經開始重視技術研發與投入,在塑料材料可持續發展與資源化利用方面,中國一定會為世界貢獻更多的智慧和解決方案。
對于中國的塑料回收行業,巴斯夫技術團隊提出了4點建議:
一是重視化學循環在低值原料高值化利用方面的重要作用,進一步完善廢棄物資源化利用政策框架體系建設。
二是鼓勵上下游頭部企業強強聯合搞示范項目,不斷探索、完善技術和工藝,管理部門對示范項目落地與準入予以扶持,并及時進行政策試點、經驗總結與推廣。
三是減少過度包裝、提高回收塑料利用率,改善塑料垃圾收集、分類、回收和處置基礎設施。
四是完善安全環保、產品標準以及配套政策,建立起符合中國國情的化學循環政策體系,建立明確、透明的監管框架。
中國完全有能力成為塑料無害化與資源化產業的領導者、技術的引領者以及政策標準化制定的先行者。
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