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可降解塑料可走化学回收的路径

发布时间:2021-07-14 11:25:39人气:
随着“垃圾分类”的推广和人们环保意识的提高,“可降解”塑料越来越受到青睐,很多企业也打出了“可降解”和“环保”的招牌。

随着人们对可降解塑料认识越来越深入,可降解塑料可能不是那么环境友好。

塑料在自然环境中降解一般需要数百甚至上千年,从环境容量的角度而言,塑料已经成为超级垃圾。截止到2019 年底,中国的初级形态塑料产量已累计到10亿吨。作为石油资源高度依赖进口的塑料消费大国,中国在“塑控”——调控塑料生产、消费与后端处理、处置问题所处的情形较全球大多数国家更紧迫。

可降解塑料不等于环保塑料

2020年1月,国家发改委和生态环境部联合下发《关于进一步加强塑料污染治理的意见》(以下简称“《意见》”),规定“到2020年底,直辖市、省会城市、计划单列市城市建成区的商场、超市、药店、书店等场所以及餐饮打包外卖服务和各类展会活动,禁止使用不可降解塑料袋,集贸市场规范和限制使用不可降解塑料袋”,“到2020年底,全国范围餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管;地级以上城市建成区、景区景点的餐饮堂食服务,禁止使用不可降解一次性塑料餐具”。

《意见》同时提出,在商场、超市、药店、书店等场所,推广使用环保布袋、纸袋等非塑制品和可降解购物袋,鼓励设置自助式、智慧化投放装置,方便群众生活。推广使用生鲜产品可降解包装膜(袋)。建立集贸市场购物袋集中购销制。在餐饮外卖领域推广使用符合性能和食品安全要求的秸秆覆膜餐盒等生物基产品、可降解塑料袋等替代产品。在重点覆膜区域,结合农艺措施规模化推广可降解地膜。

在塑料领域,“可降解”并非资源节约、环境友好的代名词。塑料的本质碳龄、在产品链中的位置,加上后端处理处置方式,共同决定着其全生命周期的综合环境绩效。

目前市面上的塑料包括石油基非生物可降解塑料即传统塑料PE、PP、PET等,生物基非生物可降解塑料如生物基-PE、生物基-PP、生物基-PET等,石油基生物可降解塑料如PBAT/PBS、PCL等,生物基生物可降解塑料如PLA、PHA等。

据相关人士介绍,向下游加工、制取塑料制品的过程中,每吨可降解树脂与传统树脂的能源需求基本相当。然后,塑料使用是功能决定的。在功能单位一致的情况下,新生代塑料制品的物料需求普遍较传统塑料制品要高,例如,1.5~2 公斤PBS制塑料托盘在功能上才与1公斤PP制塑料托盘相当。在功能单位下,PBAT塑料、PBS塑料的环境影响通常会更大一些。

特别是当末端处理方式为焚烧的情况下,替代既不能实现“减量”的政策预期,又支付了更高的环境成本。

根据行业专业人士研究,北京市生活垃圾焚烧处理全过程的社会成本为2253元/吨(2017 年)。其中,收集、运输和转运环节的成本为1164元/吨,焚烧排放二英致癌健康损失764元/吨,焚烧享有的各类补贴合计为325元/吨。填埋的全过程社会成本也很高,为1530元/吨(2012年),其中收集成本约占60%。

公众原本为保护环境而进行的绿色购买(可降解塑料)支付变成了损害环境的“赔偿金”。

现行塑料管控政策存在二元对立

据相关人士介绍,在2017年和2018年,我国塑料消费的38%用于包装。很多包装,如快递袋、外卖袋、奶茶等现制现售软饮料的包装杯、食品袋、购物袋、日化包装袋、吸管等,大部分为一次性用品。

像北京这样的大城市,我们生活中使用后的塑料,没有区分可降解和非可降解的,基本上都被分在生活垃圾的“其他垃圾”那一类,而且大城市其他垃圾主要以焚烧为主。

现在各地推行的升级版“禁限塑”政策,是在有条件的地方、领域使用可降解塑料替代传统塑料,但目前市场上的可降解塑料主要是化石基的,如果用后处理方式是焚烧,它的环境影响,尤其是碳排放,不仅没有减少,反而增加了。

而《意见》提出,以可循环、易回收、可降解为导向,研发推广性能达标、绿色环保、经济适用的塑料制品及替代产品,培育有利于规范回收和循环利用、减少塑料污染的新业态新模式。

相关行业人士认为,我国目前针对塑料管控的政策目标具有明显的二元性,可降解为主的源头治理与以焚烧为主的实际管理冲突明显。

不改革塑料垃圾分类机制,塑料用后命运将以焚烧为主,如果用焚烧的方式处置,可降解塑料不能从根本上解决用后塑料的污染问题。

塑料消费不仅给我国造成了严重的环境污染,也加速了石油消费增长。我国未来要逐步禁止对环境污染严重、回收困难的塑料产品消费,并对可回收利用的塑料和生活必需品的塑料消费实行“限制”与“替代”。在生产和消费两端发力,建立禁止生产的塑料种类目录。

行业相关专业人士建议,推动塑料经济从开环的线性模式走向闭环的循环模式。要做到这一点,需要在三个方面发力。第一,促进易回收的塑料实现100%回收,是减排塑料垃圾,提高回收再利用的关键。这需要塑料分类、生活垃圾分类管理从理念到机制的革新,同时加强基础建设及监管能力。

有必要将家庭塑料消费重新分类。

一类是可回收利用的生活必需塑料品,对此类塑料,管理的思路是“限制”与“替代”相结合。另一类是难回收利用和非必需的塑料品,对此类塑料,管理思路的核心是“禁止”“限制”“替代”相结合。

提高塑料在经济系统中的循环性能:

一是提高塑料的可回收性;

二是减少塑料原料对耗竭性资源特别是石油的依赖;

三是塑料需要减量和平衡发展。所谓“平衡发展”是指经济系统对塑料原料的需求100%来自其回收再利用塑料制品,虽然由于产品用途要求,少量的塑料原料需取自自然可再生资源,但是,用后富余的那部分回收再制造原料足以补偿来自可再生资源的塑料原料的消耗。

通过行业专业人士的数据调研,若对塑料全产业链管理,“十四五”时期,我国可减少传统塑料消费接近1200万吨,避免塑料焚烧将近700万吨,原料节油2600余万吨,比2018年长庆油田全年的原油产量还多5%~6%左右,减排二氧化碳高达1.2亿吨。

“十四五”中国“减塑”的总社会效益高达510亿元,这部分收益可以满足减量焚烧将近700万吨塑料的化学回收工艺的建设与运行。

厌氧消化或是目前最佳选项

一项发表于《聚合物降解与稳定性》(Polymer Degradation and Stability)的研究提出:在四种废物处理方法中,目前厌氧消化最有利于发挥生物降解材料的价值,因为它结合了能量回收和消化物(肥料)生产。

不过,现实情况是生物降解塑料并不一定能在三种生物处理过程中都实现降解,例如热塑性生物降解塑料 PBAT 就无法在厌氧消化环境中降解,聚乳酸 PLA 在温带气候的家庭堆肥下不会降解。

“可降解塑料”本质上其实依然是塑料,既然是塑料,化学回收的价值就可以完全地发挥出来,不仅在于减少焚烧产生的二噁英等污染,还可以减少碳排放50%以上,更多的是充分回收资源,终结塑料垃圾。

塑料回收再生不再作为一个以前做物理回收的,降低成本,取代新料的一个行业,它主要是以降本为目的,化学回收在观念上是完全不一样的,因为化学回收出来的就是新料,它就是做化学回收的目的,是为了治理塑料环境污染,建立整个塑料环境的闭环经济。

欧洲塑料协会(PlasticsEurope)宣布大幅增加计划中的化学品回收投资:从2025年的26亿欧元增加到2030年的72亿欧元。进一步加快对这一关键技术的投资和向循环经济的过渡,PlasticsEurope呼吁和谐且强有力的政策和监管。

目前,PlasticsEurope成员国已经投资数十亿欧元,并与创新的价值链伙伴合作,加速推进化学回收和其他领先技术解决方案的落地。成员公司计划增加对化学回收的投资,到2025年和2030年分别生产120万吨和340万吨再生塑料。

PlasticsEurope总裁兼科思创首席执行官施乐文博士(Markus Steilemann)评论说:“这一追加的投资证实了该行业解决废塑料问题的决心,并支持欧盟绿色协议的气候和可持续发展目标。”然而,这仅仅是一个起点,要充分发挥这项技术的价值,还需要大量投资。”

玛氏宠物营养部门(Mars Pet Nutrition)包装可持续性主管科林•耶茨(Colin Yates)表示:“化学回收技术能够将原本要填埋或焚烧的混合废塑料转化为食品级树脂,这将是一个重要的步骤,将帮助玛氏或其他制造商实现真正的包装循环经济。”

预计到2025年,欧盟通过化学回收生产的再生塑料将达到120万吨,PlasticsEurope正在努力实现欧盟委员会循环塑料联盟的目标,即到2025年在欧洲产品中使用1000万吨再生塑料。

北欧化工聚烯烃与循环经济执行副总裁兼首席技术官Lucrèce Foufopoulos表示,“基于循环经济的独特方法,我们相信采用和投资一系列技术,从机械回收到化学回收,为价值链提供最佳的循环解决方案,对环境的影响较小。”

“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。

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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