汪軍博士：塑料化學(xué)回收的深入思考和行動(dòng)

固廢網(wǎng)訊:“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”

——塑料化學(xué)回收的深入思考和行動(dòng)

作者：汪軍 博士(CSPA秘書(shū)長(zhǎng)、CPRRA副會(huì)長(zhǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人、APR PET技術(shù)委員會(huì)、聚烯烴技術(shù)委員會(huì)、硬材料包裝委員會(huì)及膜材料委員會(huì)成員)

一、引言

如果有人問(wèn)你，二十世紀(jì)人類(lèi)最偉大的發(fā)明是什么? 當(dāng)今改變?nèi)祟?lèi)生活最廣泛的產(chǎn)品是什么?你也許不會(huì)想到塑料。

但是請(qǐng)環(huán)顧一下四周，有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)你其實(shí)是被塑料包圍著。無(wú)論你在哪，塑料，這個(gè)人類(lèi)創(chuàng)造的材料它一定在你身邊。自從上世紀(jì)五六十年代塑料被規(guī)?；a(chǎn)以來(lái)，它已經(jīng)取代了大部分其它材料，被用到了人類(lèi)生活生產(chǎn)的各方各面。全球2018年生產(chǎn)的塑料總量按體積計(jì)算的話已經(jīng)超過(guò)了鋼的產(chǎn)量，達(dá)3.6億噸（塑料平均密度約1.1；鋼18.3億噸，密度7.8）。全球累計(jì)生產(chǎn)的塑料到2019年達(dá)到90億噸，相當(dāng)于1000座北京景山的重量。

隨著塑料大規(guī)模的生產(chǎn)和使用，大量廢塑料也不可避免地產(chǎn)生了，這些廢塑料是如何處理的呢？艾倫麥克阿瑟基金會(huì)（EMF）和麥肯錫公司對(duì)塑料最大應(yīng)用領(lǐng)域包裝行業(yè)做的一份報(bào)告顯示，2016年全球有7800萬(wàn)噸塑料用于包裝行業(yè)，其中只有14%被回收了，這里面真正被再生成產(chǎn)品的是10%，其它4%在再生過(guò)程中流失了；40%的包裝廢塑料被填埋；32%泄露到環(huán)境中；剩余的14%被焚燒。包裝行業(yè)是塑料回收再生做得最好的領(lǐng)域，其它塑料應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車(chē)、農(nóng)膜、建筑、電子電器等領(lǐng)域產(chǎn)生廢塑料的回收再生率更低，大部分都是被填埋、焚燒或泄露到環(huán)境中了。

近年來(lái)塑料的環(huán)境污染問(wèn)題由于2015年科學(xué)雜志的一篇關(guān)于年塑料入海量的文章而再次引起大眾的關(guān)注，科學(xué)雜志也在今年7月2號(hào)的一期中開(kāi)辟了專(zhuān)區(qū)介紹塑料污染。

同時(shí)各主流媒體也大量報(bào)道了海洋生物誤食塑料碎片或被塑料纏繞致死的案例，極大地刺激了普通民眾的眼球，一場(chǎng)全社會(huì)治理塑料污染的呼聲響遍全球，各國(guó)政府、環(huán)保組織、行業(yè)協(xié)會(huì)及整個(gè)塑料產(chǎn)業(yè)鏈都開(kāi)始認(rèn)真深入思考解決塑料污染的方案，正是在這個(gè)大背景下，塑料的化學(xué)回收開(kāi)始出現(xiàn)。

二、塑料化學(xué)回收旨在解決什么問(wèn)題

塑料回收再生（Recycling）早在上世紀(jì)七十年代就已經(jīng)被提出作為解決塑料污染的方案，即現(xiàn)在被稱(chēng)為物理回收(Mechanical Recycling)的概念。那是第一次塑料污染危機(jī)的時(shí)候，人們開(kāi)始意識(shí)到塑料在環(huán)境中的堆積是一個(gè)問(wèn)題，會(huì)造成環(huán)境污染，因此塑料行業(yè)提出了塑料回收再生的概念，并開(kāi)始在歐美等國(guó)推動(dòng)塑料回收基礎(chǔ)設(shè)施和渠道的建設(shè)。

在1974年美國(guó)密蘇里州的大學(xué)市（University City）成為提供道邊回收系統(tǒng)的首批城市之一，到1981年，新澤西的Woodbury市成為美國(guó)第一座強(qiáng)制實(shí)施塑料回收的城市，到1988年美國(guó)提供道邊回收設(shè)施的城鎮(zhèn)達(dá)1050個(gè)， 1992年達(dá)5404個(gè)。塑料回收再生概念的提出和執(zhí)行，緩解了人們對(duì)塑料污染危害的意識(shí)，塑料工業(yè)在小受沖擊后進(jìn)入了指數(shù)級(jí)的發(fā)展時(shí)期。

圖一：世界塑料年產(chǎn)量| 來(lái)源 歐洲塑料市場(chǎng)研究組 PlasticsEurope Market Research Group

在一個(gè)個(gè)回收項(xiàng)目不斷增加的同時(shí)，一些國(guó)際環(huán)保組織和塑料制造/塑料回收業(yè)的良知企業(yè)也逐漸意識(shí)到塑料物理回收，即將塑料破碎、清洗，然后加工成其它塑料制品，這種模式無(wú)法真正解決塑料的污染問(wèn)題，物理回收只是把廢塑料中價(jià)值比較高的部分，如PET和HDPE挑出去回收再生了，那些低價(jià)值的部分，如高污染的廢塑料、塑料薄膜材料或復(fù)合塑料材料都無(wú)法在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上有效地進(jìn)行物理回收。塑料回收很大程度上只起到了起到了個(gè)概念宣傳作用，它讓人們安心大量使用塑料，尤其是一次性塑料，而對(duì)產(chǎn)生大量的廢棄塑料不再感到內(nèi)疚，認(rèn)為它們都被回收利用了。普通消費(fèi)者不知道的是，實(shí)際上塑料只有很小一部分（9% 左右）被回收了，如引言中所介紹，他們事實(shí)上被塑料生產(chǎn)和使用企業(yè)大量的關(guān)于塑料物美價(jià)廉的正面宣傳，卻竭力避免塑料污染的負(fù)面報(bào)道所誤導(dǎo)。

與此同時(shí)，一個(gè)開(kāi)始經(jīng)濟(jì)崛起的中國(guó)挽救了當(dāng)時(shí)的塑料產(chǎn)業(yè)，源源不斷的廢塑料被運(yùn)到了中國(guó)，大大減小了這些廢塑料輸出國(guó)的環(huán)保壓力。在那些國(guó)家塑料似乎被回收了，因?yàn)檫@部分出口廢塑料是被統(tǒng)計(jì)到該國(guó)的塑料回收數(shù)據(jù)中的，那里的人們的確也沒(méi)有看到廢塑料壓城現(xiàn)象。而在世界的另一端，中國(guó)的確從進(jìn)口的廢塑料中進(jìn)一步提取出了有用的材料，支援了國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，塑料回收產(chǎn)業(yè)也為許多人帶來(lái)了生活收入。然而，超量的洋垃圾不可避免地破壞了中國(guó)的生態(tài)環(huán)境，2017年起中國(guó)開(kāi)始對(duì)洋垃圾說(shuō)NO了。幾乎是瞬間，國(guó)際上廢塑料出口國(guó)一下子感到了垃圾圍城的壓力，他們處理低價(jià)值廢塑料能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的短板問(wèn)題馬上突出出來(lái)，大量塑料的負(fù)面報(bào)道開(kāi)始出現(xiàn)，普通民眾開(kāi)始感受到了塑料污染的危害。必須盡快找到塑料物理回收的補(bǔ)充手段來(lái)應(yīng)對(duì)這些無(wú)法或很難物理回收的廢塑料，化學(xué)回收應(yīng)運(yùn)而生。

圖二：塑料的化學(xué)回收再生（化學(xué)循環(huán)）和其他各級(jí)塑料循環(huán)的關(guān)系

三、化學(xué)回收的誤解

人類(lèi)是個(gè)急躁的物種，面對(duì)危機(jī)我們往往傾向于趕快撿起一個(gè)好像是解決方案的東西就大肆鼓吹，不去做更深入的探索推敲，這在塑料污染應(yīng)對(duì)上明顯地體現(xiàn)出來(lái)了。

一方面是公益組織對(duì)塑料的轉(zhuǎn)移目標(biāo)、以偏概全的負(fù)面攻勢(shì)。

明明是塑料污染帶來(lái)危害，他們宣傳成是塑料的危害；

明明是塑料中極小部分化學(xué)品的危害，他們宣傳成是整個(gè)塑料的毒害；

明明是極小比例的海龜魚(yú)類(lèi)被廢塑料傷害死亡（實(shí)際上死于海洋塑料的海洋生物的量比人類(lèi)捕殺的動(dòng)物的量小很多），他們宣傳成好像所有海洋生物都已經(jīng)無(wú)法生存。

在給公眾造成這種危機(jī)感后，他們簡(jiǎn)單地給出粗暴的結(jié)論——塑料是壞的，讓我們禁止塑料。全然不思考一下塑料給他們生活帶來(lái)的好處，不想想如果不用塑料而又不想回到古代生活，能用什么材料來(lái)替代塑料的應(yīng)用？而這種替代，如果達(dá)到現(xiàn)有塑料的規(guī)模體量，它是不是會(huì)產(chǎn)生更大的危害？對(duì)于這些塑料外行的公益組織來(lái)說(shuō)，也許尋找真正的解決方案不是他們的職責(zé)，“喚醒大眾”是他們的目標(biāo)。

在當(dāng)前一片禁塑的呼聲下，塑料產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)也焦急了，尤其是上游的石化行業(yè)。當(dāng)他們看到現(xiàn)有的塑料物理回收不能完全解決塑料污染問(wèn)題，塑料正在被一個(gè)前所未有的強(qiáng)大社會(huì)輿論宣傳成負(fù)面形象而開(kāi)始在一些范圍領(lǐng)域被禁止時(shí)，他們意識(shí)到了這對(duì)他們現(xiàn)在及將來(lái)的生意是一大危機(jī)，尤其是將來(lái)的生意。因?yàn)閷?duì)石化企業(yè)而言，雪上加霜的是，在當(dāng)前全球減碳要求的大背景下，石油作為最大的碳排放來(lái)源可以預(yù)見(jiàn)地將會(huì)被大大限制制成燃料產(chǎn)品，石化產(chǎn)品的出路會(huì)更傾向于塑料產(chǎn)品，如果塑料這條出路再被限制或堵死，石化企業(yè)將無(wú)路可走，因此他們也急促地尋求物理回收以外的其它塑料回收手段，統(tǒng)稱(chēng)為化學(xué)回收 (Chemical Recycling) 或先進(jìn)回收 （Advanced Recycling)，并希望把它宣傳成為救世的良方。由于急躁，現(xiàn)有的化學(xué)回收宣傳難免夾帶過(guò)度的承諾和誤解，主要體現(xiàn)在下面幾方面：

誤解一：化學(xué)回收可以處理所有那些物理回收無(wú)法回收的廢塑料并可無(wú)限循環(huán)

化學(xué)回收機(jī)理與物理回收不同，它主要靠把塑料高分子降解為小分子，在這個(gè)層面，小分子比較容易分離提純，把有用的分子和廢塑料中的污染物，如填料，顏色，雜質(zhì)分子等分離，然后把提純的小分子通過(guò)化學(xué)方法轉(zhuǎn)化成有用的化學(xué)品或高分子單體，單體再聚合成為高分子塑料。這個(gè)過(guò)程中，a. 化學(xué)循環(huán)對(duì)原料雜質(zhì)的容忍度比物理回收高，b. 做出的產(chǎn)品和塑料新料一樣，質(zhì)量比物理回收的高， 而且c. 這個(gè)化學(xué)回收可以多次地循環(huán)，不像物理回收一樣每次回收再生都會(huì)降低塑料性能，這些是化學(xué)回收的優(yōu)勢(shì)。但這些優(yōu)勢(shì)都是有個(gè)限度的，不能無(wú)限地拔高，把塑料的化學(xué)回收說(shuō)成可以處理任何廢塑料不論其污染程度如何，而且可以無(wú)限次循環(huán)。這些宣傳的確聽(tīng)起來(lái)非常吸引人，但他們實(shí)際上是起了誤導(dǎo)的作用。

首先化學(xué)回收不是能夠處理任何廢塑料，它對(duì)廢塑料的來(lái)源是有相當(dāng)?shù)囊蟮?，這些要求不一定比物理回收再生對(duì)來(lái)料要求低。比如對(duì)于物理回收PE或PP， 來(lái)料要求當(dāng)然是PE或PP含量越高越好，一般是高于90%，對(duì)于10%的其它雜質(zhì)材料物理回收可以承受，雖然可能再生產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)受影響；對(duì)于化學(xué)回收如果來(lái)料是PE和PP混合料，例如50/50，這在物理回收是不能接受的，但化學(xué)回收是可以的，但另一種情況，如果是HDPE/PVC 90/10的來(lái)料，它是有可能物理回收再生的，但對(duì)于化學(xué)回收就會(huì)有很大問(wèn)題，里面的PVC裂解產(chǎn)物會(huì)或毒化化學(xué)回收反應(yīng)的催化劑，或腐蝕化學(xué)反應(yīng)裝置，或需要配置其它處理裝置。所以化學(xué)回收不是對(duì)廢塑料來(lái)料沒(méi)有要求，只是要求和物理回收要求不同而已。很多物理回收做不了的廢塑料有可能成為化學(xué)回收的來(lái)料，如塑料復(fù)合膜，回收的農(nóng)膜等，但要具體情況具體分析，不能一概而論。

其次，化學(xué)回收也不是可以無(wú)限次數(shù)的循環(huán)，從塑料降解，小分子產(chǎn)品分離純化，到單體聚合回到高分子塑料，每一步轉(zhuǎn)化都是有損耗的，而且現(xiàn)有的裂解技術(shù)能使產(chǎn)品真正能達(dá)到塑料生產(chǎn)要求，即達(dá)到塑料到塑料的循環(huán)，這個(gè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率是很低的，一般小于50%；塑料到油轉(zhuǎn)化可能到達(dá)70-80%。也就是說(shuō)半定量地講化學(xué)回收如果模糊地套用物質(zhì)平衡（mass balance)概念，這概念后面解釋?zhuān)瑢?shí)際上也只能循環(huán)5-6次，從塑料到塑料循環(huán)的嚴(yán)格意義講，化學(xué)循環(huán)次數(shù)很少能做到超過(guò)3次，這與物理回收再生差別不大。物理回收雖說(shuō)理論上也可以達(dá)到5-6個(gè)循環(huán)次數(shù)，但實(shí)際上物理回收很少能做到超過(guò)3次，不是因?yàn)樗芰媳旧硇阅芟陆档綗o(wú)法使用，而是其它的一些與物理回收相關(guān)聯(lián)的負(fù)面因素影響了其應(yīng)用，如顏色變得過(guò)黃或發(fā)黑，影響產(chǎn)品美觀。

所以化學(xué)回收根本談不上無(wú)限次地塑料循環(huán)，這和毒理學(xué)中的 “拋開(kāi)劑量談毒性是耍流氓”是一個(gè)道理。

誤解二：化學(xué)回收就是裂解（Pyrolysis)

化學(xué)回收成為熱點(diǎn)，主要是大型石化企業(yè)的推動(dòng)。石化企業(yè)在不斷擴(kuò)大塑料的生產(chǎn)規(guī)模，一個(gè)主要原因是在全球關(guān)注氣候變暖，在巴黎協(xié)議要求控制溫度升高、限制碳排放的壓力下，石化企業(yè)石油煉油出售油汽產(chǎn)品將面臨越來(lái)越大的挑戰(zhàn)，碳排放最大的三大領(lǐng)域：交通、發(fā)電和基礎(chǔ)工業(yè)產(chǎn)生碳排放的主要來(lái)源都是石化油的焚燒。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)減少石化油的使用是必然趨勢(shì)，石化企業(yè)必須尋找另外的產(chǎn)品出路，塑料就是他們的唯一選擇。如果這條路在當(dāng)前的禁塑氣氛下走不通，他們的生意將會(huì)受到巨大沖擊。解決塑料污染，為生產(chǎn)塑料打開(kāi)一條綠色通道就成為了石化企業(yè)下大力氣要做的一件事。

終止廢塑料聯(lián)盟(AEPW)的成立，各大石化公司大力投資化學(xué)回收，如BASF， SABIC， DOW， SHELL等等就是他們努力的明證。幾乎所有國(guó)外石化企業(yè)都加入了AEPW并已經(jīng)發(fā)布了投資化學(xué)回收生產(chǎn)化學(xué)回收塑料的行動(dòng)和計(jì)劃。由于這些大石化企業(yè)的塑料生產(chǎn)主要是集中在聚烯烴（PE和PP，只有BASF除外），所以他們推動(dòng)的化學(xué)回收也主要是經(jīng)廢塑料裂解成石腦油的聚烯烴化學(xué)回收路線。這些石化工業(yè)規(guī)模巨大、技術(shù)工藝復(fù)雜，加上塑料裂解化學(xué)回收路線與石化生產(chǎn)路線相比還很難到達(dá)到可以看得見(jiàn)的規(guī)模，這些石化企業(yè)需要借用一些抽象的概念，如物質(zhì)平衡（Mass Balance)來(lái)宣傳化學(xué)回收（后面會(huì)詳細(xì)介紹物質(zhì)平衡概念），這造成了在化學(xué)回收概念在接受度上的很多問(wèn)題，政府和塑料產(chǎn)業(yè)鏈（如品牌商，零售商，消費(fèi)者等等）對(duì)化學(xué)回收無(wú)法形成一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)而予以廣泛支持。

其實(shí)化學(xué)回收并不只是聚烯烴的裂解路線的回收再生，也包括PET和PS的降解到單體（或預(yù)聚體）的化學(xué)回收。這部分化學(xué)回收路徑相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)也相對(duì)成熟，加以宣傳會(huì)更易于政府公眾理解，這樣關(guān)注PET、PS的化學(xué)回收可以幫助化學(xué)回收走出真正規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的第一步，然后再擴(kuò)展到聚烯烴的裂解化學(xué)回收，這也許是更有效地推動(dòng)化學(xué)回收再生的一條路。

誤解三：化學(xué)回收的產(chǎn)品是裂解油

化學(xué)回收很大一部分是依賴于一個(gè)古老的技術(shù)：裂解，但是塑料裂解制油不是化學(xué)回收。如前所述，國(guó)際上裂解重新成為熱點(diǎn)，是國(guó)際上的石化巨頭把它和塑料循環(huán)再生聯(lián)系起來(lái)了，裂解成為塑料再生的一個(gè)步驟，后續(xù)的是裂解油精煉成化學(xué)品和聚合物單體，而不是以裂解油為最終產(chǎn)品。塑料裂解產(chǎn)油在近幾年的化學(xué)回收的概念出現(xiàn)前已經(jīng)存在，其主要目的是把廢塑料裂解產(chǎn)生一些油品作為燃料使用。各國(guó)都有這樣的嘗試，但都沒(méi)有成功，許多國(guó)家，包括中國(guó)甚至有政策限制塑料煉油，原因有三：1）塑料煉油沒(méi)有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。從廢塑料到油，然后油又最終被燒掉，二氧化碳被排放出來(lái)，這和直接焚燒塑料利用熱能比沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，對(duì)塑料的資源利用也和焚燒是上也是五十步和百步關(guān)系，不能達(dá)到最好的資源利用。理想的塑料資源利是把塑料里的碳原子留在塑料中，而塑料作為材料不斷地被利用，而不是變成二氧化碳排放掉；

2）裂解油沒(méi)有成本優(yōu)勢(shì)，自身缺少競(jìng)爭(zhēng)力。前面說(shuō)過(guò)石油煉油將要在現(xiàn)在減碳的大環(huán)境下面臨巨大壓力，減量生產(chǎn)燃料油將成為必然，那么為什么還要從一個(gè)成本更高，技術(shù)尚未完全成熟，規(guī)模尚小的塑料煉油途徑來(lái)生產(chǎn)油品？

3）塑料煉油生產(chǎn)的挑戰(zhàn)。塑料油的質(zhì)量目前沒(méi)有保證，此產(chǎn)品如何歸類(lèi)到煉油產(chǎn)品中也存在問(wèn)題，任何國(guó)家都不太可能會(huì)為這么小規(guī)模的塑料油單獨(dú)制定一個(gè)獨(dú)立于石化油之外的塑料油標(biāo)準(zhǔn)。況且廢塑料如果停留在煉油階段，不與塑料閉環(huán)和治理塑料污染聯(lián)系起來(lái)成為塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一部分，它只會(huì)是一個(gè)小化工，而且是一個(gè)產(chǎn)生易燃易爆產(chǎn)品的高危小化工，很難得到政策的支持。這方面歐美國(guó)家的態(tài)度已經(jīng)很明確，尤其是歐盟，不支持塑料到油的工作，也不認(rèn)為塑料到油是化學(xué)回收，只有塑料到化學(xué)品和塑料才是要支持的化學(xué)回收。

誤解四：化學(xué)回收僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題

應(yīng)該承認(rèn)，任何一個(gè)解決人類(lèi)危機(jī)的方法手段最開(kāi)始都是從技術(shù)開(kāi)發(fā)開(kāi)始，但技術(shù)本身不是解決方案，解決方案是社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的、環(huán)境的，技術(shù)只是其中的一個(gè)部分。當(dāng)前化學(xué)回收被塑料產(chǎn)業(yè)鏈作為一個(gè)解決塑料污染的方法提出，并在歐美等國(guó)家引起了政府和社會(huì)的重視，這是一個(gè)可喜的現(xiàn)象。然而如今產(chǎn)業(yè)鏈的上游石化企業(yè)一味強(qiáng)調(diào)裂解/降解 （pyrolysis and depolymerization) 技術(shù)在此方案中的作用，忽視上下游企業(yè)的合作和其它的非技術(shù)的關(guān)鍵因素是非常片面的。與塑料以往的“開(kāi)采-生產(chǎn)-使用-拋棄”的線性生命周期模式不同，化學(xué)回收是要停止“拋棄”，把使用后的廢塑料作為新的“開(kāi)采”原料，從而建設(shè)一個(gè)閉環(huán)模式。在過(guò)去線性模式中的“理所當(dāng)然”的因素在閉環(huán)模式中不復(fù)存在，其中最大的一個(gè)差別就是原料的開(kāi)采。線性模式中，石油（或天然氣）是”開(kāi)采“的原料，它是大自然無(wú)償賜給人類(lèi)的，它具有價(jià)廉和規(guī)模巨大兩大特性，石化企業(yè)的投資主要在石油開(kāi)采、煉油（refinery）、裂化（cracking）等工藝流程上，而無(wú)須對(duì)原料（即石油或天然氣）的生產(chǎn)和收集進(jìn)行投資，這些原料大自然經(jīng)過(guò)百萬(wàn)年的地質(zhì)的化學(xué)、物理演變已經(jīng)產(chǎn)生并儲(chǔ)備在地底下了；在閉環(huán)模式中，這種原料不復(fù)存在，閉環(huán)模式的原料是塑料裂解油，它是需要經(jīng)過(guò)廢塑料的收集、分選、裂（降）解、純化而制得的，整個(gè)過(guò)程是有成本的，而且其規(guī)模設(shè)施與石油/天然氣開(kāi)采相比也要小得多，效率也低得多，不重視這方面技術(shù)和非技術(shù)的開(kāi)發(fā)投入，只片面強(qiáng)調(diào)裂（降）解技術(shù)是淺視和窄視的。

另外由于塑料裂解油的價(jià)格高于石油，如何建立一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的塑料化學(xué)回收閉環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，在塑料產(chǎn)品成本上與線性模式競(jìng)爭(zhēng)，不需要依靠外部力量的推動(dòng)來(lái)彌補(bǔ)高成本的劣勢(shì)，這些外部力量包括政策的補(bǔ)貼和公眾的環(huán)保意愿，換句話說(shuō)就是如何建立一個(gè)塑料化學(xué)回收的商業(yè)模式也是重要考慮的，商業(yè)模式的重要性要超過(guò)裂（降）解技術(shù)本身。

誤解五：化學(xué)回收包括溶劑提取回收

這只是一個(gè)小的命名的誤解，溶劑提取回收是用特殊溶劑有選擇地溶解塑料，而不溶解塑料中的其它雜質(zhì)，如油墨、助劑、填料或其它不相容塑料(如在一些塑料復(fù)合膜中 PET 是與 PE 不相容的雜質(zhì)塑料），過(guò)濾掉這些不溶解的雜質(zhì)，再把溶劑揮發(fā)掉或把塑料從溶液中沉淀出來(lái)，干燥造粒再生塑料。這個(gè)過(guò)程類(lèi)似于從沙子和鹽的混合物中用水提取鹽一樣。任何具有高中化學(xué)知識(shí)的人都知道這是一個(gè)物理過(guò)程，應(yīng)該歸入物理回收一類(lèi)，只是由于一開(kāi)始一些尋求塑料常規(guī)物理回收以外的新型回收方法的做投資的外行認(rèn)為，使用了化學(xué)溶劑就是化學(xué)方法，所以把它也稱(chēng)為化學(xué)回收，后來(lái)就約定俗成把溶劑提取回收也叫做化學(xué)回收，并以先進(jìn)回收（Advanced Recycling)來(lái)統(tǒng)稱(chēng)那些真正的化學(xué)回收和溶劑提取回收。

四、化學(xué)回收需要深度挖掘

化學(xué)回收是在塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)下出現(xiàn)的一個(gè)新方案，它借鑒了許多已有的概念、技術(shù)，以便于人們理解接受，但其本身是有許多方面需要深入挖掘的，現(xiàn)在粗糙的概念和技術(shù)的拼湊不是化學(xué)回收，也成為不了解決塑料污染的一個(gè)有廣泛前景的方案。

1. 技術(shù)的挖掘

化學(xué)回收依靠塑料熱裂解，但它與以前的塑料熱降解不是同一個(gè)概念，塑料熱降解只是化學(xué)回收中的一個(gè)步驟。在化學(xué)回收中，對(duì)熱降解是有降解要求的，需要將塑料高分子降解成目標(biāo)分子，以實(shí)現(xiàn)后續(xù)的化學(xué)品或塑料的再生目的。在聚烯烴的化學(xué)回收中， 就是要求降解產(chǎn)物是石腦油，從而可以進(jìn)一步經(jīng)蒸汽裂解步驟制成化學(xué)制品或烯烴單體（乙烯、丙烯）；在PET或PS的化學(xué)回收中就是要將塑料熱裂解成它們的單體或預(yù)聚體。這是對(duì)塑料熱裂解的一個(gè)更高層次的技術(shù)要求。以前的熱裂解以煉油為目的，對(duì)于產(chǎn)物沒(méi)有什么大要求，只是到達(dá)塑料分子鏈打破，固體塑料降解成為液體則可，這部分液體油就成為產(chǎn)品，一般作為燃料燒掉，所以對(duì)產(chǎn)品的細(xì)致度和精確度都沒(méi)有什么要求。化學(xué)回收對(duì)裂解產(chǎn)品是有很高要求的，現(xiàn)在絕大部分熱裂解技術(shù)，尤其是對(duì)聚烯烴的熱裂解技術(shù)，都達(dá)不到這個(gè)要求，無(wú)論中外的熱裂解企業(yè)在技術(shù)精細(xì)化方面都還有很長(zhǎng)的路要走。

2. 物質(zhì)平衡（Mass Balance）概念的挖掘

化學(xué)回收是一個(gè)大石化企業(yè)都在積極采納并投入建設(shè)的方向，而這些大石化企業(yè)生產(chǎn)塑料的最主要原料還是來(lái)自石油，塑料裂解來(lái)源的原料只占總體生產(chǎn)原料的很小一部分，不足以支撐單獨(dú)的化學(xué)回收塑料再生生產(chǎn)線。如何解決這一問(wèn)題？由BASF首先提出，現(xiàn)被廣大石化企業(yè)接受的方法是使用物質(zhì)平衡的概念來(lái)涵蓋石油基和塑料基原料。

物質(zhì)平衡的概念是在石化企業(yè)生產(chǎn)中，把石油基原料和塑料裂解來(lái)源的原料進(jìn)行混合，混合原料進(jìn)入這些企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)流程中，所有設(shè)備工藝都維持不變，生產(chǎn)中的產(chǎn)品按物質(zhì)平衡的概念計(jì)算再生含量，即在原料中加入多少比例的塑料裂解來(lái)源的原料，就認(rèn)為產(chǎn)品中含有多少比例的再生料（源自廢塑料裂解的原料）。對(duì)于只有一個(gè)產(chǎn)品的一步轉(zhuǎn)化的工藝路線，如PET和PS的化學(xué)回收，這個(gè)概念至此還算清楚，比如苯乙烯單體有5%來(lái)自PS熱裂解制備，95%來(lái)自石油基，最終聚合的PS產(chǎn)品中說(shuō)含有5%再生塑料似乎可以理解。

然而石化企業(yè)想使用的物質(zhì)平衡概念遠(yuǎn)比這復(fù)雜，他們最想要的是使用物質(zhì)平衡概念來(lái)幫助他們推廣他們經(jīng)由多步驟多產(chǎn)品工藝流程生產(chǎn)出的塑料，而在此過(guò)程中物質(zhì)平衡的概念就引起了許多混亂而降低了它的接受程度。

一般石化企業(yè)是把塑料熱裂解的油與石腦油混合，比如10/90的比例，10噸塑料油和90噸石腦油（來(lái)自石油），這是他們物質(zhì)平衡的開(kāi)始。石腦油經(jīng)蒸汽裂解制得各種化學(xué)品（括乙烯）、輕燃?xì)夂蛷U料等，其中乙烯聚合成為聚乙烯。如果按原則上的物質(zhì)平衡，我們可以接受這部分聚乙烯含10%的再生料。然而，這不是石化公司想要用的物質(zhì)平衡，他們想要用的是把所有的塑料油成分從概念上都軌歸到聚乙烯產(chǎn)品里。

前面提到，由于這是一個(gè)多過(guò)程多產(chǎn)物的流程，聚乙烯并不是唯一的產(chǎn)品，如果說(shuō)這個(gè)流程其實(shí)生產(chǎn)了10噸聚乙烯、80噸其它化學(xué)品、5噸輕燃?xì)狻?噸廢料，按真正的物質(zhì)平衡，10噸聚乙烯里只含有1噸再生聚乙烯，即10%。但是現(xiàn)在石化公司想要聲稱(chēng)的是他們這10噸聚乙烯都可以認(rèn)為是再生的，他們通過(guò)把物質(zhì)平衡的概念高度抽象化，聲稱(chēng)我原料用了10噸塑料裂解油，我的產(chǎn)品里就有10噸再生產(chǎn)品，你不用管我把這10噸放在哪里。他們這么做是有經(jīng)濟(jì)考量的，因?yàn)樗芰狭呀庥偷膬r(jià)格高于石腦油，而且塑料油可能會(huì)影響這個(gè)流程的轉(zhuǎn)化率，造成整個(gè)產(chǎn)品的價(jià)值降低，這樣的成本損失他們要通過(guò)產(chǎn)品提價(jià)從他們的客戶那掙回來(lái)。

所有這些產(chǎn)品中，只有塑料的買(mǎi)家（最終就是品牌商），愿意出高價(jià)購(gòu)買(mǎi)含再生原料的塑料，以實(shí)現(xiàn)他們的可持續(xù)性發(fā)展承諾；其他產(chǎn)品（如化學(xué)品）的買(mǎi)家是不愿意買(mǎi)高價(jià)產(chǎn)品的，提價(jià)只會(huì)趕他們會(huì)去別家購(gòu)買(mǎi)。這么一來(lái)，這些石化企業(yè)就要把再生含量最大化地轉(zhuǎn)移到聚乙烯產(chǎn)品中以實(shí)現(xiàn)利益最大化，來(lái)對(duì)沖由于進(jìn)行化學(xué)回收帶來(lái)的成本增加。他們的手段就“借用”了物質(zhì)平衡的概念，說(shuō)是借用，實(shí)際是改變了物質(zhì)平衡內(nèi)涵，而僅僅維持表面文字上相同的。當(dāng)然，現(xiàn)在這個(gè)概念無(wú)法得到除石化企業(yè)外產(chǎn)業(yè)鏈其它企業(yè)的廣泛的認(rèn)可。

3.商業(yè)模式的挖掘

人類(lèi)現(xiàn)在面臨的塑料污染的危機(jī)不是人類(lèi)第一次的面對(duì)危機(jī)也不會(huì)是最后一次，但解決它的方案會(huì)是一個(gè)商業(yè)模式的第一次出現(xiàn)。人類(lèi)生產(chǎn)生活的危機(jī)來(lái)自兩方面，一是源頭的自然資源的不足，二是終端的廢棄物過(guò)多產(chǎn)生。這兩方面的危機(jī)多次不斷出現(xiàn)，如古時(shí)的糧荒、水荒；以及中世紀(jì)歐洲城市的遍地污水、糞便、垃圾和一百多年前發(fā)生在倫敦和紐約的大馬糞危機(jī)。以前的解決方法基本上是頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳，即分別在源頭開(kāi)源和終端節(jié)流找到解決方案。而我們今天面臨的塑料危機(jī)卻來(lái)自兩個(gè)方面，既有化石基資源的接近耗竭的危機(jī)，又有塑料垃圾的無(wú)處不在的污染危機(jī)，過(guò)去的直線思維可能無(wú)法提供全方位解決方案，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想便應(yīng)運(yùn)而生。

塑料的化學(xué)回收從理論上講就是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)良好方案，它把終端和源頭聯(lián)系了起來(lái)，以大規(guī)模地回收塑料垃圾，將其變成石油化工的原料來(lái)源，讓資源在一個(gè)閉環(huán)中盡可能地循環(huán)，這是一個(gè)全新的解決危機(jī)模式。

然而正因?yàn)槠湫?，如何建立一個(gè)合適的商業(yè)模式使其自行運(yùn)轉(zhuǎn)也是需要深入挖掘和探討的。由于是閉環(huán)體系，產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)企業(yè)就必須緊密合作，必須考慮到和上下游企業(yè)的關(guān)系，而不僅僅如以前一樣只關(guān)注自己所在的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。在以前，石化企業(yè)只要關(guān)注石油開(kāi)采和塑料粒子的生產(chǎn)，不需要考慮塑料的生命周期，包括塑料的回收和降解；而下游的回收再生企業(yè)也只是把廢塑料做物理回收，再轉(zhuǎn)化成塑料制品，他們也沒(méi)有機(jī)會(huì)和上游石化企業(yè)直接溝通?；瘜W(xué)回收打破了這種局部的界限，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)系不再是單向的了，原來(lái)的下游回收商也成為了上游石化企業(yè)的供應(yīng)商，他們收集廢塑料給裂解企業(yè)，裂解企業(yè)供應(yīng)裂解產(chǎn)物給石化企業(yè)，這時(shí)候石化企業(yè)不能再如以前一樣認(rèn)為他們的原料供應(yīng)（石油或石腦油）不成問(wèn)題，塑料裂解油當(dāng)前不可能具有石油產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，石化企業(yè)必須考慮如何和回收再生企業(yè)合作，一起建設(shè)廢塑料回收的渠道和規(guī)模，而且和塑料裂解企業(yè)合作制定裂解油必須達(dá)到的產(chǎn)品指標(biāo)并投資這些企業(yè)提高他們的產(chǎn)能以與自己的原料規(guī)模匹配，這些都是原來(lái)石化企業(yè)不用考慮的商業(yè)模式。

回收企業(yè)也將面臨如何收集新的廢塑料流，而且回收流要具有規(guī)?；徒y(tǒng)一性，不能再依靠分散的拾荒大軍靠”人民戰(zhàn)爭(zhēng)“來(lái)完成回收工作，必須依靠工業(yè)化收集，這樣才能提供性能一致的塑料裂解原料；塑料裂解企業(yè)也要不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，以適應(yīng)石化企業(yè)對(duì)其產(chǎn)品的質(zhì)和量的要求，這將完全不同于他們以前做小化工煉油的概念。整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都要進(jìn)行合作調(diào)整，共同創(chuàng)造出一個(gè)新的多贏的商業(yè)模式。沒(méi)有商業(yè)在閉環(huán)的驅(qū)動(dòng)，化學(xué)回收做不起來(lái)。

4.政策的支持

化學(xué)回收作為一個(gè)新興的行業(yè)，它的成長(zhǎng)發(fā)展一定需要政府的大力支持，無(wú)論中外都是如此。這方面歐盟做得比較領(lǐng)先，這和歐盟國(guó)家資源相對(duì)有限、塑料污染壓力更大有密切關(guān)系。在環(huán)保問(wèn)題上，歐洲國(guó)家一直走在世界前列，例如他們的塑料回收再生（物理回收）和焚燒比例都比其它國(guó)家高。

2019年12月歐盟委員發(fā)布的“歐洲綠色方案（European GreenDeal）”中提出要在2050年把歐洲建成第一個(gè)實(shí)現(xiàn)碳中和的大洲，并在2020年3月指定了具體的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)行動(dòng)計(jì)劃（Circular Economy Action Plan）”，將解決塑料污染和海洋泄露作為工作重點(diǎn)，加速技術(shù)轉(zhuǎn)型，將化學(xué)回收看作一個(gè)提升塑料回收再生的有希望的技術(shù)。當(dāng)前歐盟雖然還沒(méi)有制定關(guān)于化學(xué)回收的法律條例，但是一些提案已經(jīng)產(chǎn)生，包括將化學(xué)回收列入塑料回收的大概念（與物理回收并列），并在厘清一些有關(guān)化學(xué)回收的概念，例如如何計(jì)算化學(xué)回收帶來(lái)的回收率；在生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度(EPR)中如何應(yīng)對(duì)化學(xué)回收。

美國(guó)也開(kāi)始對(duì)化學(xué)回收進(jìn)行深入研討， 其環(huán)保署（EPA） 于2020年11月發(fā)布的國(guó)家回收目標(biāo)為到2030年達(dá)50%，經(jīng)過(guò)公開(kāi)征詢公眾意見(jiàn)后，在最新的改版中趨于將化學(xué)回收計(jì)入回收范圍。同時(shí)美國(guó)已經(jīng)有包括德州，賓州，佛羅里達(dá)州在內(nèi)的十幾個(gè)州已經(jīng)在立法上對(duì)化學(xué)回收做出了鼓勵(lì)性的政策改動(dòng)，將化學(xué)回收設(shè)施按制造企業(yè)進(jìn)行規(guī)范，而不是作為固廢處理企業(yè)規(guī)范。在美國(guó)對(duì)固廢處理企業(yè)的規(guī)范比對(duì)一般制造商要嚴(yán)格許多。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)在化學(xué)回收的概念才剛剛開(kāi)始，許多向政府的宣傳介紹工作在開(kāi)展?？梢钥隙ǖ氖钦咧С质峭苿?dòng)化學(xué)回收在中國(guó)成長(zhǎng)壯大的關(guān)鍵因素，如果有了政策的支持加上制度的優(yōu)越，中國(guó)很有可能在塑料化學(xué)回收領(lǐng)域?yàn)槭澜缣峁┲袊?guó)的方案，引領(lǐng)世界潮流。中國(guó)具有化學(xué)回收發(fā)展所必須的規(guī)模和市場(chǎng)，也有迫切的需要發(fā)現(xiàn)并廣泛實(shí)施治理塑料污染的優(yōu)秀解決方案的愿望和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，化學(xué)回收在中國(guó)落地開(kāi)花是可以期待的。

5.大眾的接受

塑料為人類(lèi)生活帶來(lái)了諸多的便利，成為了普通消費(fèi)者生活不可或缺的東西，它的發(fā)展壯大最終都是由消費(fèi)者買(mǎi)的單。當(dāng)然，理性的消費(fèi)者也是注意到了塑料污染對(duì)環(huán)境的破壞以及直接或間接對(duì)他們生活帶來(lái)的影響，他們也是愿意為保護(hù)環(huán)境做出貢獻(xiàn)的，然而他們首先要了解這些環(huán)境保護(hù)措施真實(shí)和實(shí)際的意義，才可能為其買(mǎi)單?，F(xiàn)階段塑料的化學(xué)回收對(duì)普通消費(fèi)者還是一個(gè)相當(dāng)新的概念，還沒(méi)有真正的商業(yè)產(chǎn)品面試，極小規(guī)模的市場(chǎng)宣傳產(chǎn)品除外?；瘜W(xué)回收概念還主要是石化企業(yè)提出的一個(gè)概念，它的許多環(huán)保優(yōu)勢(shì)還在被不斷驗(yàn)證、解釋和接受或調(diào)整的過(guò)程中，包括生命周期分析（LCA），物質(zhì)平衡，塑料污染控制效果等等， 如何在產(chǎn)品包裝上向消費(fèi)者介紹等商業(yè)行為或規(guī)則制定也在起步探討階段。這中情形在歐美國(guó)家如此，在國(guó)內(nèi)就更是如此，大眾對(duì)化學(xué)回收的認(rèn)知還需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的教育和宣傳的過(guò)程。

五、化學(xué)回收在中國(guó)

塑料化學(xué)回收的發(fā)展在歐洲是最領(lǐng)先的，美國(guó)也緊隨其后對(duì)塑料的化學(xué)回收進(jìn)行了推動(dòng)。這些工作主要是先有塑料行業(yè)發(fā)動(dòng)，包括裂解企業(yè)，石化企業(yè)和品牌企業(yè)，然后是行業(yè)協(xié)會(huì)的參與，整合各方資源并起到向政府和公眾宣傳的作用，再后是政府的介入，包括政策的導(dǎo)向和標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

原標(biāo)題:重磅 | 汪軍博士：塑料化學(xué)回收的深入思考和行動(dòng)