一文读懂化学回收全球进展

每年全球机械回收的塑料废物高达五千万吨。这个数值可能听起来很多，但其实并非如此。还有两亿吨废塑料被焚烧、填埋或是最终排入环境中。欧洲化学工业理事会（Cefic）表示，目前欧洲收集的塑料垃圾仅有15%经过回收又进入欧洲市场。

有几种方法可以改善目前的状况，比如：减少塑料制品的使用量和丢弃量；改良和提升机械回收和分类；扩大和改善我们在回收利用方面的选择；使用热解、解聚、溶解等化学回收方法。

化学回收有几个问题尚待解决：不仅要进一步完善、升级相关技术，更要破除其他行业对化学回收的抵触心理——大部分是对化学回收有误解，或者是非常反感塑料。幸运的是，情况正在逐渐好转，主要是在技术前沿方面。

热塑性塑料生产商无一不积极发展化学回收技术。“化学回收与高卫生和质量要求的产品的制造密切相关，如食品包装或者与汽车安全性相关的部件等。” 巴斯夫表示，“目前，制造这些产品几乎不可能使用机械回收料，但根据质量平衡法用化学回收的给料就有可能实现。最终的产品与石油制成的原生料性质完全一样。这就是化学回收独特的优势所在。”

先进化学回收的二氧化碳排放量目前比机械回收和生产原生料要高，但比焚烧塑料的排放量要小得多。2020年，巴斯夫生命周期研究项目显示，热解回收混合塑料的碳排放比焚烧的排放量减少50%。事实上，化学回收塑料每吨可以减少约1.5吨的碳排放。

SABIC公司表示，公司利用化学回收技术生产的环状聚合物比用化石燃料制成聚合物原生料每千克可以减少二氧化碳排放2千克。这一数值是使用生命周期评价方法（LCA）检测公司产品所得出的结论，与巴斯夫和其他公司的产品情况相类似。

用生命周期评价方法（LCA）比较热解和焚烧混合废塑料的CO₂排放量（来源：巴斯夫）

用生命周期评价方法（LCA）比较热解油和石脑油生产LDPE的CO₂排放量。用传统方式生产一吨LDPE总共需排放1,894千克二氧化碳当量。若采用热解法生产，总的CO₂排放量为-477（来源：巴斯夫）

“将先进的化学回收作为机械回收的替代技术是势在必行的。”陶氏（Dow）公司表示。陶氏认为这是又一个可能改变游戏规则的时刻，对于欧盟在2030年前将塑料包装回收率提升至55%的具有法律约束力的目标来说至关重要。

陶氏公司说，数据表明，公司对化学回收和机械回收技术的投资和运用有效且可持续。“结果表明，化学回收比原生料生产和加工减排30％至80％的二氧化碳，”公司表示，“如果回收所有的塑料废物，每年能减排3000万至1.5亿吨的二氧化碳，相当于关闭全球8至40个燃煤发电厂。”

在去年9月发表的塑料回收前沿科技的意见书中，弗劳恩霍夫塑料循环经济菁英小组（CCPRE）概述了目前正在发展的塑料机械加工和给料（化学）加工技术。

弗劳恩霍夫环境安全和能源技术研究所（Fraunhofer UMSICHT）苏尔茨巴赫-罗森贝格（Sulzbach-Rosenberg）分所所长马提亚·弗兰克教授主要开发热解回收技术。他表示：“我们相信，新的回收技术可以满足市场对高质量回收料的新需求，仍然还有发展的空间，特别是针对复合材料等成分复杂的废料。这些技术的整体生态评估也仍在进行中。”

谈及工业应用的现状，弗劳恩霍夫塑料循环经济菁英小组先进回收研究部负责人亚历山大•霍夫曼（Alexander Hofmann）说道：“目前只有少数几个大型商业（化学回收）项目。因此，我们缺少工厂长期运营的经验数据以及经济效率和质量能量平衡的可靠数据。”

除此之外，霍夫曼表示，化学回收的工业项目目前都是专门为相对纯净的废料而设计的。目前来说，混合的塑料废料或复合材料很少被视为原料来源，尽管它们具有相当大的潜力。“要想将这些物料流以工业规模加工成高质量的回收料，需要先进行技术开发。”

NTO研发PRISM（塑料回收影响情境模型）及Milena高温热解平台技术

荷兰应用科学研究组织（NTO）研发了名为PRISM（塑料回收影响情境模型）的模型。在PRISM中，TNO正在研究化学回收的不同方法。“不同技术的细节数据相对较少，因此直接比较并不容易，”塑料循环单元负责人皮耶特·英霍夫（Pieter Imhof）说，“更深层次的原因在于大多数热解技术的效率和产生的碳足迹都是类似的。目前热解装置的适用性不强，装置不多，产量只有一两万吨，可以说是微不足道的。但是在大量生产之前，还是要小规模地进行试验。”

英霍夫表示：“在 TNO，我希望参与热解开发的各方共同努力，尽可能扩大装置的给料适用范围。产生的共性问题要根据装置的不同特性分情况解决，让每种技术都可以适用于特定的原料流。”

TNO一直专注于开发名为Milena的高温热解平台技术，该技术最初用于生物质能发电，但目前正在进一步用于化学回收塑料制品。英霍夫说，它的工艺设置可与流体催化裂化（FCC）相媲美。该技术也可以与名为Olga的气体净化工艺配套使用。

Milena和Olga技术由荷兰Synova公司授权。公司可以自行或者合资生产相关的设备。2021年3月份，公司与Technip Energies签订了一份联合发展合作协议，将Synova先进的废塑料制烯烃技术以及Technip Energies的蒸汽热解技术商业化。

Plastic Energy使用热厌氧技术（TAC）生产旗下Tacoil品牌的产品

Plastic Energy是化学回收领域另一家大型独立公司，目前在西班牙设有两家商业化学回收厂，使用热厌氧技术（TAC）生产旗下Tacoil品牌的产品。这两家西班牙回收厂回收的废塑料以胶片为主，原料来自于一家废塑料管理公司，该公司之前通常会将废料送往垃圾填埋场处理。

Plastic Energy表示将继续增加其欧洲项目组合，公司目前在荷兰与合作伙伴 SABIC（沙特基础工业公司）在一家名为SPEAR（SABIC Plastic Energy Advanced Recycling）的合资企业中建设一个年产量20,000吨的工厂，并且与埃克森美孚签订了合作承购协议，近期在法国开工建设了一家年产量25,000 吨的工厂。

该公司还与道达尔（TotalEnergies）成立了一家合资企业，在道达尔位于法国的Grandpuits“零原油平台”建设一家年产量15,000 吨的回收厂，预计很快就会开工建设。这将是法国第一家利用热解生产Tacoil（一种再生油）的化学回收工厂。

该公司荷兰的工厂预计将于2022年投入生产，SABIC将建造一家处理厂来净化合资企业生产的热解油，然后再将这些热解油运用到自己的工艺流程中。法国的两家工厂都会在2023 年投入运营。Plastic Energy还与雀巢公司签署了一项合作协议，在英国开展化学回收项目。

去年10月，Plastic Energy还宣布与Freepoint Eco-systems合作开展公司在美国的第一个回收项目，计划在德克萨斯州建造一座产能33,000 吨的工厂，并与道达尔达成合作承购协议；该工厂预计在2024年年中投入使用。除此之外，Plastic Energy与马来西亚国家石油公司就马来西亚的一个回收项目签署了谅解备忘录，并表示正在努力在亚洲其他地区拓展业务。

SABIC：很多公司正在使用消费后的塑料和二手汽车轮胎为原料生产热解油

SABIC全球循环经济负责人马克·维斯特（Mark Vester）表示，越来越多的厂家开始供应热解油。在欧洲和北美有不少公司能够生产出适合石化公司加工的品质。很多公司正在使用消费后的塑料和二手汽车轮胎为原料生产热解油。

目前尚不清楚有多少塑料是使用化学回收原料生产的，但数量肯定不多，尤其是不如原生聚合物。与市场需求相比，销量也适中。品牌所有者的需求是远远超过产量的，尤其是食品和饮料市场的需求。“需求是即时的。我们这个行业有责任大批量地生产这种材料。”维斯特说。

SABIC 还在其他地区探索机会，包括与沙特投资回收公司（Saudi Investment Recycling Company）合作。两家公司正在沙特阿拉伯合作建设该国第一个化学回收设施，为SABIC当地的塑料厂生产原料。在2025年底之前还不太可能建成一家规模完整的化学回收聚合物生产工厂。“目前没有任何热解技术能用单一反应器完成这样的产量，”维斯特说，“还要看原料的来源以及制备的方法，这非常具有挑战性。我们都是先驱。”

BP和SABIC正致力于推动盖尔森基兴化工园区石化产业的循环经济（来源：SABIC）

去年3 月，BP和SABIC签署了一项新协议，共同推动盖尔森基兴化工厂石化生产的循环经济。两家公司自SABIC收购工厂的聚合物生产资产起就开始长期的合作。热解油将在BP的炼油厂进行加工，然后由SABIC在其聚合物工厂中用于生产经认证的回收产品，这是SABIC Trucircle产品组合和服务的一部分。2020年12月成功进行试验后，工厂去年年初开始使用可替代的原料来生产聚合物。

BP和拥有专有化学回收技术的全球废物解决方案公司Brightmark签署了一份谅解备忘录，共同评估在德国、荷兰和比利时开发下一代塑料废物再生工厂的条件。Brightmark和BP打算共同制定计划建立第一家欧洲工厂。BP是Brightmark位于美国印第安纳州阿什利年产量10万吨的热解厂的承购商，该厂目前正在进行最终调试。

2021年1月份，Brightmark和总部位于韩国的SK Global Chemical签署了一份谅解备忘录，建立合作伙伴关系，并在韩国建造一座年产能100,000吨的商业热解厂。双方目前正在进行可行性研究。到去年年底，他们应该可以完成对在韩国运营、扩展和开发技术的最佳方法的评估。

Shell Ventures和BlueAlp Holding宣布建立战略合作伙伴关系

2021年9月，Shell Ventures（壳牌）和BlueAlp Holding宣布建立战略合作伙伴关系，以开发、拓展和部署BlueAlp的塑料废物转化为化学给料（裂解油）的技术。作为协议的一部分，Shell Ventures收购了BlueAlp 21.25%的股权。Shell Ventures和 BlueAlp将成立一家合资公司，在荷兰建造两个新的转化装置，预计每年可转化超过30,000吨的塑料废物。这些装置计划将于2023年投入运营，并将100%的裂解油作为原料供应给荷兰和德国的壳牌裂解装置。壳牌正在探索在亚洲部署另外两个装置的授权，以供应新加坡壳牌能源和化工园区。

BlueAlp的首席技术官克里斯·范德雷（Chris van der Ree）表示，公司目前的重中之重是提高该技术的回收能力能力，然后进行技术授权。“原材料纯度层次不齐阻碍了热解油的大批量生产，”壳牌表示。壳牌计划部署自己的技术，以提高其资产中热解油的纯度。

去年10月，壳牌欧洲化学品公司还宣布了一项热解油战略合作和承购协议，热解油是由位于鹿特丹的清洁技术公司Pryme利用塑料废物生产的。Pryme 将从其位于荷兰鹿特丹的第一家工厂向壳牌供应原料。该工厂目前正在建设中，计划将于2022年投入运营，预计每年可将60,000吨塑料废物转化为热解油。

期望建成Aduro水解离技术装置

Aduro Clean Technologies是加拿大水基专利技术的开发商，该技术用于化学回收塑料并将重质原油和可再生油转化为新时代的资源和更高价值的燃料。去年11月初，Aduro Clean Technologies宣布与荷兰林堡的Brightlands Chemelot Campus 公司建立合作伙伴关系。Aduro 表示，此次合作的目标是建成一个使用Aduro水解离技术（Aduro Hydrochemolytic Technology，简称HCT) 的装置，每天生产一吨的产品，用来展示将聚乙烯废料转化为有用的化学原料，包括生产新的PE材料。

Aduro预计该项目将逐步扩大HCT的应用，升级循环PP、PS和其他类型的塑料。Aduro表示，HCT“在相对较低的温度和成本下运行的化学平台中激活了水的特性。” 这是对2011年的沥青升级工艺的进一步发展。“传统方法依赖400°C至1,100°C的高温，并在700°C至1,000°C间通过化石燃料转化产生的氢气。Aduro 水解过程所需的温度仅为240至390°C。”

Mura公司开发了另一种基于水的化学回收工艺——使用超临界蒸汽

英国Mura公司开发了另一种基于水的化学回收工艺——使用超临界蒸汽。去年4月，Mura宣布与陶氏化学（Dow Chemicals）建立合作伙伴关系，支持其HydroPRS（水热塑料回收解决方案）工艺的快速扩展。陶氏还将从位于英国提赛德的第一家工厂获取回收材料。四条年产量20,000 吨的生产线中的第一条预计将于2022年投入运营。陶氏和Mura正在寻求合作承购一些的其他欧洲项目，这些项目目前正在Mura的开发计划中。

HydroPRS工艺的核心是由Mura的主要股东澳大利亚Licella Holdings开发的Cat-HTR技术。Mura说，HydroPRS的主要优势之一是其可扩展性，因为可以利用超临界水进行高效、均匀的热传递。该技术可以实现塑料原料的均匀转化并提高碳氢化合物产品的产量。

Cat-HTR技术，由Mura的主要股东澳大利亚Licella Holdings开发（来源：Licella）

除了设在英国的第一家工厂外，Mura在德国还有四个年产量10 万吨的工厂正在开发建设中，在美国也有四个产能差不多的工厂——公司刚刚宣布在华盛顿州为在美的第一家工厂。Mura最近还宣布将第一个HydroPRS许可证出售给三菱，后者计划到2023年在其日本茨城工厂将该工艺进行商业化运营。茨城工厂未来每年可以处理20,000吨塑料垃圾——MCC正在研究未来增加产能的可能性。该项目最初的目标是回收利用工业后塑料。

Warwick Manufacturing Group UK 正在研究该工艺的LCA。

陶氏表示正在积极寻求与客户和品牌所有者建立商业合作伙伴关系，以扩大化学回收技术的规模

陶氏表示正在积极寻求与客户和品牌所有者建立商业合作伙伴关系，以扩大化学回收技术的规模。例如，三年前，陶氏宣布与Fuenix Ecogy Group合作，供应由回收塑料废料制成的热解油原料，用于陶氏位于荷兰泰尔讷普的设备生产新的聚合物。此后，陶氏宣布对 Fuenix 进行额外投资，以帮助进一步扩展这种先进的回收技术。2021年10月，陶氏和 Fuenix 宣布在韦尔特建造第二家工厂，该工厂每年将处理20,000吨塑料废物。

除了与Mura Technology的合作伙伴关系外，陶氏还与位于美国德克萨斯州泰勒的New Hope Energy签订了一项多年协议，为其提供由北美回收塑料制成的热解油原料。

当被问及如何反驳那些寻求限制使用塑料化学回收的人时，陶氏表示：“值得注意的是，许多针对化学回收的反对意见来自非政府组织。然而，我们要指出，非政府组织提到的许多关于化学回收的研究实际上并不是回收，而是将废塑料转化为柴油等燃料的技术。我们不支持将这种技术作为一种回收形式，并鼓励欧盟努力确保所有燃料都被视为不可回收。”

一位巴斯夫发言人重点介绍了2018年启动的ChemCycling项目。该公司正在与合作伙伴共同进一步开发热解技术以生产热解油。

巴斯夫现在拥有三个技术合作伙伴。2019年，巴斯夫向挪威公司Quantafuel投资了2000万欧元，该公司专门从事混合塑料废物的热解和油类产物的提纯。2020年9月，Quantafuel在丹麦Skive启动了第一座年产能约为20,000吨的热解厂。

去年早些时候，巴斯夫、Quantafuel和Remondis同意一同评估化学回收领域的合作，包括共同投资一家热解厂。Remondis将向工厂提供塑料废料，巴斯夫使用生成的热解油作为其生产原料。Quantafuel 打算提供技术并运营工厂。2022年将规划工厂的后续发展方向。

“我们认为化学回收不会在未来占据主导地位，但我们相信，如果监管架构能够给予足够的支持，化学回收可以为塑料废物的回收做出重大贡献，”巴斯夫表示，“今天，欧盟的立法框架建立在技术中立的回收定义之上，并将化学回收视为一项有助于实现塑料包装回收目标的技术。然而，化学回收如何助力实现回收目标取决于各个国家/地区的解释。例如，德国尚未把化学回收视为实现塑料包装废物回收目标的助力。化学回收有助于实现所有回收目标将会是一个重要的政治信号。此外，欧盟和国家层面需要全面认可质量平衡法。”

Eastman有两种化学回收技术，可处理不同的原料流（来源：Eastman）

化学回收的其他进展

去年9月，Quantafuel宣布了向英国拓展的计划，桑德兰的一家工厂可能会在“几年内”投入使用。Quantafuel英国分公司也在考虑其他厂址。桑德兰工厂每年将处理超过100,000吨的废塑料，这些废塑料来自英格兰北部。

在其“循环级联模型”中，Borealis拥有用于化学回收解决方案的 Borcycle C品牌。去年6月份，公司宣布与Renasci达成一项独家协议，使Borealis能够自5月以来提供商业量的化学回收基础化学品和聚烯烃。（Borealis拥有 Renasci10%的股份。）Borealis从比利时的 Renasci Oostende Recycling 获得化学回收材料。预计产量为20,000吨每年。

Renasci的ISCC PLUS认证回收中心处理的废物原料主要来自干燥的家庭废物和一些工业废料。第一步，对废物进行多次筛选，以提取最有价值的塑料材料进行机械回收。无法机械回收的废料会进行化学回收；这种化学回收的原料随后将在Borealis蒸汽裂解装置中进行加工，最初会设在在公司位于芬兰波尔沃的生产基地。

Renasci位于比利时奥斯坦德的经ISCC PLUS认证的回收中心

2021年4月，Borealis表示已开始着手另一个项目，以确保增加化学回收原料的供应。公司正在与项目合作伙伴Stena Recycling一道开展瑞典斯泰农松德的Borealis生产基地建立化学回收装置的可行性研究，并可能在2024年开始运营。Borealis还将单独与Fortum Recycling and Waste合作开展一个项目，该项目涉及向化学回收企业采购塑料废物。

2021年10月，埃克森美孚宣布计划在美国德克萨斯州贝敦建造其首个大型塑料废物回收设施，预计将于2023年之前开始运营，计划产能为30,000吨每年。一个较小的临时设施已经投入运营，并批量生产经认证的环状聚合物，将于今年年底上市。

埃克森美孚对其特有工艺的初步试验回收了1,000多吨塑料废物，并证明了具有每天50吨的处理能力。该公司表示正在制定计划，在未来五年内在全球实现约50万吨每年的化学品回收产能。在欧洲，埃克森美孚正在与Plastic Energy合作，在法国格拉旺雄圣母村建造一座工厂，预计该工厂在2023年投产时每年可处理25,000吨塑料废物，并有可能将产能进一步扩大到33,000吨每年。埃克森美孚还在评估荷兰、美国、加拿大和新加坡的工厂。

为了帮助满足增加塑料废物收集和分类的需求，埃克森美孚与Agilyx成立了一家名为Cyclyx International的合资企业，专注于开发用于收集和预处理大量可转化为原料的塑料废物的解决方案。

Agilyx公司以其解聚聚苯乙烯的技术而闻名。但在同年9月份，Agilyx公司表示，废聚苯乙烯分解成苯乙烯单体的工艺已获得专利延续。

“我们的工艺基本没有变化，”Agilyx首席技术官克里斯·福克纳（Chris Faulkner）说，“我们在同一台机器上使用相同的技术，尽管根据聚合物的不同，操作方式可能略有不同。”

2021年11月初，霍尼韦尔宣布将其UpCycle Process Technology商业化。Sacyr是一家总部位于西班牙的全球工程和服务公司，业务遍及全球 20 多个国家，将率先使用霍尼韦尔技术。两家公司将成立一家合资企业，在西班牙安达卢西亚运营一家工厂，年产能为30,000吨混合废塑料。预计将于2023年开始生产。

* 本文由荣格独家翻译自AMI《PLASTICS RECYCLING WORLD》

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