15%!废塑料循环利用率这么低?

B站影视 日本电影 2025-03-10 16:41 1

摘要:当前全球整体塑料回收率仍处于较低水平,区域差异明显,欧盟回收率约45%,德国更是高达60%,但中国仅为约30%,美国约15%。从废塑料的下游利用方式来看,只有约15%通过物理再生或化学再生实现循环利用,24%的废塑料被直接焚烧,另有接近60%的废塑料则被填埋或


过去40年内,全球塑料制品的需求量增速远超GDP及人口增速,使用后的废塑料带来了严重的环境污染问题。

当前全球整体塑料回收率仍处于较低水平,区域差异明显,欧盟回收率约45%,德国更是高达60%,但中国仅为约30%,美国约15%。从废塑料的下游利用方式来看,只有约15%通过物理再生或化学再生实现循环利用,24%的废塑料被直接焚烧,另有接近60%的废塑料则被填埋或遗弃,造成了严重的资源浪费和环境风险。

2022年3月,第五届联合国环境大会续会通过《终止塑料污染决议(草案)》,决定通过5次会议在2024年底前制定一项关于塑料污染的具有法律约束力的国际文书。然而,在12月2日闭幕的第五次会议上,各方仍未能就文书部分关键议题达成一致。

生产端,中国是全球塑料生产大国,中国塑料产量超过全球产量的30%。消费端,随着电商、快递、外卖等新业态迅速发展,我国塑料制品需求日益增加,导致废弃塑料垃圾的持续攀升。

整体来看,我国的废旧塑料回收利用率低于欧盟地区,近年来回收规模呈波动增长态势。随着回收体系的日益完善,相关标准及鼓励性政策的落地,以及产业规模化水平的提高,2024年中国废塑料回收量突破2000万吨,回收率约30%。PET、PE和PP是主要的回收种类,三者合计占比超过70%,其中PET回收率最高。

废塑料回收再生处理方式主要有物理回收再生和化学回收再生两种。物理回收再生是国内目前主流的塑料回收方式(>99%),即废塑料经分拣、破碎清洗和重塑三个环节制成再生塑料。物理回收再生技术较为成熟,工艺流程简单,成本较低,但存在回收次数和品类有限、产品性能下降等问题。化学回收再生是通过物理或化学方法将废塑料转化为可再次利用的化工产品的技术,可处置低值废塑料,再生塑料产品质量与原生产品性能相同,是物理回收再生的有效补充。因此,从资源化利用和环境保护等角度出发,发展废塑料化学回收再生势在必行。

废塑料化学回收再生逐渐成为全球共同关注的热点话题,海外企业入局较早,特别是欧美企业,如科思创、伊士曼、KBR、QuantaFuel等公司化学回收再生技术布局较早,具备先发优势。目前热解法、催化裂解法和醇解法化学回收技术在海外均有工业化案例。此外,海外企业还积极创新发展新技术,开发了气化裂解法、超临界水法、酶解法等化学回收技术。

01 | 科思创从原料到应用全产业链布局,主打“全面循环”

科思创聚焦聚碳酸酯(PC),以“全面循环”为核心战略,加速向无化石原料的经济转型。科思创采取多元化策略,从原料、回收和应用端搭建塑料循环产业体系。在原料端,科思创与上游企业合作,共建废塑料回收体系,保障原料供应;科思创先后与伟翔、农夫山泉等公司签订了回收废塑料合作协议,伟翔负责收集废弃电器电子产品,农夫山泉负责收集不再使用的19升PC水桶,每年可实现约100万只水桶的回收。

在生产端,物理回收再生和化学回收再生业务并举。在物理回收再生领域,2023年科思创全球首条物理回收再生PC专用生产线在上海投产,产能2.5万吨/年,计划到2026年扩至6万吨/年,生产模克隆®R系列产品。在化学回收再生领域,科思创自创回收聚氨酯组分多元醇和TDI的化学裂解工艺,已启动中试,并计划于2030年前建成商业化装置。

在应用端,科思创跨界合作,积极与下游用户联合开发再生产品,涉及汽车、文具和行李箱等产品。科思创与汽车厂商合作开展高纯度PC的市场应用开发和批量生产,向汽车市场供应含化学回收再生原料的透明PC产品,目前已经与蔚来汽车和大众汽车达成合作;与KACO、小米、安克等公司合作共同开发再生文具、行李箱和充电宝等日用品。

02 | 伊士曼专注聚酯化学回收技术创新与市场应用

伊士曼重点布局开发聚酯化学回收再生技术,已实现商业化应用。在技术路线方面,伊士曼深耕甲醇法解聚聚酯工艺30余年。甲醇法可处理带标签、彩色、纤维等多种形态的PET废料,并且通过二段低压法解聚提升产物收率。在产能布局方面,2024年3月,伊士曼在美国田纳西州金斯波特建设的11万吨/年PET分子回收装置实现初期生产。此外,伊士曼还计划在法国和美国投资建设2座分子回收装置,预计2027年投产。

在市场应用方面,伊士曼的再生聚酯产品已在多个高端领域取得突破。在化妆品包装领域,与新锐品牌合作开发高颜值环保包装;在餐饮器具领域,为日本萨莉亚等连锁餐厅提供可重复使用餐具;在医疗器械领域,与强生等企业合作开发符合医疗标准的设备外壳;在汽车领域,进入新能源汽车氛围灯、HUD系统等应用。同时,伊士曼的化学回收再生材料已通过ISCC PLUS认证,获得了亚马逊“气候友好”标签。

03 | KBR专注开发新技术——Hydro-PRT®超临界水化学回收技术

KBR与英国Mura公司合作首创Hydro-PRT®超临界水化学回收技术。从技术原理看,该技术的核心在于利用超临界水的特殊性质实现高分子链的裂解。当水温度超过374℃、压力大于22.05MPa时,进入超临界状态,失去极性,成为优良的有机溶剂。在这种条件下,废塑料可以与超临界水充分混合并发生分解反应,经过30-45分钟的反应可将PE、PP等废塑料高效转化为不同链长的烃类产物。

在工艺设计方面,Hydro-PRT®技术反应条件相对温和,整个过程中温度波动仅1-2℃;其次,超临界水与物料充分混合,可显著降低结焦风险,利于装置长周期稳定运行;第三,采用管式反应器模块化设计,便于产能扩展和工程放大。从产品收率来看,Hydro-PRT®技术可获得55%-60%的轻质油品(石脑油和柴油),以及重质油和工艺气体等产品。产品质量可满足下游裂解装置要求,实现塑料到塑料的闭环循环。

Hydro-PRT®技术已实现商业化应用,工厂位于英国Teesside,年处理能力共计8万吨/年,其中第一条产线(2万吨/年处理能力)已于2022年开始运营。此外,全球还有8个塑料回收项目在建,其中韩国LG项目正在推进中,预计近期投产。

目前,我国废塑料化学回收再生行业仍处初级发展阶段,行业竞争格局尚不明朗。近几年,众多中国企业参与到塑料化学回收再生产业链中,积极推动该行业的产业化进程。中石化、科茂环境、惠城环保等利用独有的工艺技术,规划建设化学回收项目;此外,久泰、天楹、汉能清源等获得国外领先的化学回收技术授权,积极在国内布局产能。根据产能建设情况,我国废塑料化学回收规划产能近100万吨/年,预计到2025年底,中石化塔河项目、惠城环保等多家化学回收项目有希望陆续投产,届时产能将达到32万吨/年,塑料化学回收将迎来里程碑突破。

01 | 中国石化自主开发化学回收技术,万吨级装置即将投产

中石化石油化工科学研究院(简称中石化石科院)开发出新型废塑料连续热解(RPCC)化学循环成套技术,所得热解油经深加工技术可生产出塑料单体,进而生产出塑料产品,形成“塑料-废塑料-烯烃-树脂-塑料”的闭合循环。RPCC技术可针对掺杂不同含量聚氯乙烯(PVC)的废塑料原料灵活选择不同的预处理技术路线,其热解油收率可超80%,氯含量可控制在10ppm以下。目前,这项废塑料化学循环成套技术已通过实验室试验,并在塔河炼化建设万吨级生产装置,预计2025年投产,将成为国内首例万吨级化学回收项目。

该项目主要回收新疆当地废弃地膜,生产的废塑料热解油将用于塔河炼化的生产,替代部分现有的石脑油等原料需求,进入裂解装置制得乙烯,再循环用于合成树脂的生产,从而实现地膜-地膜的循环利用。此外,中石化石科院还在进行微波热裂解工艺路线的研究,已取得实质性进展,重点突破了微波条件下载体材料的长寿命运行难题。

02 | 惠城环保自研CPDC技术,在全产业链展开布局与合作

惠城环保自主开发了循环流化床混合废塑催化裂解技术,2025年1月顺利中交。在核心技术方面,首创基于循环流化床的混合废塑料深度催化裂解制化工原料(CPDC)新技术,可实现分子级单体循环化学回收、废塑料连续稳定进料、跨相深度催化裂解。主要产品为低碳烯烃和单环芳烃,“三烯三苯”收率达90%以上,目前100吨/年中试装置已稳定运行2年以上,在广东揭阳建设20万吨/年混合废塑料资源化综合利用示范性项目,预计2025年投产。

在上游布局方面,惠城环保已在山东、广东、河北、江苏、福建、江西等地大规模回收城市源的废塑料,在新疆开展残膜回收业务,同时针对全国生活垃圾端的废塑料,正积极和政府加强合作,在山东、广东、江西等地布局。在废塑料预处理方面,在广东惠来县成立广东惠海再生资源有限公司,包括清洗、分选、脱水和打包等预处理手段,使废塑料满足化学回收的要求。在下游应用方面,已与沙特阿美、埃克森美孚、福建联合石化等公司签署了框架合作协议,正与安姆科、百事可乐和岳阳兴长等公司洽谈合作。

03 | 科茂环境深耕催化裂解法,打造“废塑料炼化一体化”模式

科茂环境自主开发废塑料催化裂解法回收技术,国内拟建产能规模领先。在技术方面,科茂环境历时15年自主研发废塑料化学循环技术,拥有两大核心专利技术,即“低温低压催化裂解同步重组(PTO)”和“高选择性催化裂解烯烃重组(PTP)”。PTO技术能够将混合废塑料转化为高品质的热解油(COMY Oil),收率在70%-90%,每吨减碳超过3吨;PTP技术则将废塑料经催化重整转变为高比例的丙烯和BTX(苯、甲苯、二甲苯),可用于生产消费后回收树脂(PCR)或其他精细化工产品,实现“废塑料炼化一体化”。目前科茂环境申请的技术专利已超80个,其中国际PCT技术专利20余个。

在产能布局方面,科茂环境两大技术均建有中试装置。目前,科茂环境已在全球范围内布局多个重大项目,拟在建商业化装置超70万吨/年,其中在山东拟建60万吨/年全球“灯塔”工厂,在俄罗斯布局10万吨/年化学循环产能。在市场应用方面,科茂环境致力于打造废塑料化学循环闭环项目,与京博集团、资生堂合作实现废塑料化学循环再生利用。科茂环境利用其化学回收技术将资生堂产品的包装废塑料转化为热裂解油,京博集团随后将这些热裂解油加工成消费后回收聚丙烯树脂,最终由包装成型企业加工成全新的化妆品包装容器,供资生堂消费使用,实现废塑料循环利用闭环。

04 | 万容科技“物理回收+化学回收”双轨并进

万容科技采取物理回收再生与化学回收再生双轨并行发展模式。在物理回收再生领域,万容科技建立了全流程数字化闭环系统。依托垃圾分类,构建了分类投放、运输、收集、处理的完整链条,实现全程可追溯。万容科技在长沙县建设物理回收示范区,年处理10万吨可再生资源,其中塑料占比20%,涵盖复合包装、农膜等难回收物,已连续稳定运行9年。万容科技通过建设PCR应用中心,获得工信部认可和全球回收标准(GRS)认证,与锦湖日丽、金发科技等企业建立战略合作,推进废弃回收物高值化利用。

在化学回收再生方面,万容科技选择了适应性较强的热裂解回收技术,针对连续进料、动态密封、温度控制、结焦清除等技术难点,开发了系列创新解决方案,已在河南建成日处理150吨废塑料热裂解示范项目,验证了技术可行性。

化信观点

随着全球塑料污染治理共识的逐步达成,全球范围内废塑料化学回收产业也将迎来快速发展的机遇。目前中国也从国家层面推出了一系列的政策来鼓励塑料化学回收产业的发展,但仍面临一定的困难与挑战。

在上游原料端,我国废塑料回收体系尚不够完善,废塑料收集困难。目前垃圾分类体系尚未完全建立,市场驱动、自发分散型回收个体回收者是回收各种废塑料的主力军,随后通过社区回收站、中转站、打包站等层层收集,最后流入再生塑料加工企业,整个环节回收效率低,回收成本高。未来在政策驱动下,随着垃圾分类制度的逐步完善,政企合作、垃圾分类+再生资源“两网融合”型回收将成为大势所趋。

在中游生产端,我国废塑料化学回收再生尚未实现规模化生产,与国际先进水平仍有差距。目前我国化学回收再生主要聚焦在热裂解、催化裂解和醇解法等技术工艺,受限于原料端不完善,技术工艺路线成熟度低,在竞争中处于相对劣势,特别是目标产品收率和纯度在产业化应用中仍需进一步提高。塑料化学回收再生企业需要加强技术创新,在实现理论突破和实验室流程打通的前提下,通过工程化开发,找到高效、低成本实现塑料化学回收的工程解决方案。

来源:中国化工信息周刊

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