化工品回收之行業聯合

文/Manja Wühr

流程工業的節能任務常常是通過對工藝的優化得以實現——消費者和政治家都在要求發展循環經濟。德國被認為是世界上垃圾回收利用率最高的國家，但是在化工品循環方面，這個國家仍然處于起步階段。另外，由于缺乏投資保障，化工品回收的發展也受到阻礙。然而，創新的中型企業正在展示循環價值創造的運作方式。

根據Conversio 研究“2019年塑料材料流程圖”，2019年德國產生了630萬t塑料垃圾。根據包裝市場研究協會（GVM）的調查，其中一半以上是包裝。只有55%的塑料包裝被回收利用。其余的塑料垃圾則被直接焚燒。這種情況不應繼續下去。因為德國在商品外包裝法中明確規定，從2022年起，塑料包裝的循環利用率必須達到63%，復合包裝的回收率應當達到70%。如何實現這一配額的問題仍未解決。

機械回收是塑料回收的主要方法，這種方法本質上是非常有效的——前提是廢物是清潔的，并且被分類。除了應用可能性有限，機械回收還有另一個缺點：即只能進行降級循環。Recenso工程公司的總經理兼化學回收試點工廠的運營商Christian Haupts先生這樣描述了目前的情況：“通過機械回收，我無法將一個輸液袋變成一個新的輸液袋。食品包裝的情況同樣如此。廢棄的食品購物包裝材料也許會被回收后成為一個鞋拔子，然后再次回收變成一個保險杠，最終會變成一個公園長椅。”而總部位于德國的包裝專家Südpack也面臨這一挑戰。它的一些用于食品包裝和醫療技術的復合薄膜目前被認為是不可回收的，因為這些塑料制品要滿足特定的功能，因此它們必須由多個聚合物層制成。與此同時，其客戶以及政治家都要求更多的回收利用。“我們希望成為首批實現塑料制品閉環回收的制造商之一。從我們的角度來看，化學品回收是一個必不可少的步驟。”Südpack的管理合伙人Carolin Grimbacher女士解釋說，“這是我們從多層薄膜中提取有價值的原材料的唯一途徑，而這些原材料目前無法通過機械回收來實現回收利用。”

對不可回收塑料進行焚燒處理的人們也開始改變思路：“利用Carboliq工藝回收原材料，使其成為可重復使用的有價值的資源，而不是單純焚燒它。”Haupts先生解釋說，“垃圾焚燒廠現在也認識到了這一點，并且正在尋找那些能在對某些餾分進行分類和預處理后產生額外效益的技術”。

什么算回收？

如果消費者、生產者和廢物回收商已經認識到了化學回收對塑料循環經濟的重要性，為什么化學回收在德國仍然停留在試點階段呢？“德國的法律現狀和法律解釋抑制了化學回收的發展。”Haupts先生解釋說。他指出，“回收”一詞的概念在《包裝法》中被定義得太過狹窄。其中，化學回收不包括在與報酬相關的回收配額中。這會造成以下后果：與機械回收不同的是，化學回收工藝不會收到任何處理費用。這意味著沒有投資的動力，且沒有必要。在歐盟廢物框架指令中對回收的定義故意保持開放。

“德國的法律現狀和法律解釋抑制了化學回收”。

——Christian Haupts,Recenso總經理

Carolin Grimbacher女士也希望看到化學回收在德國包裝法中得到認可。以高性能薄膜的制造商為例，有以下兩點主要的原因：（1）目前那些重要的、不可回收的材料無法輕易被替代。而利用機械回收所得的單一材料（如PP）并不能生產出所有的這些高性能薄膜。為了達到一定的質量，例如特定的薄膜厚度，包裝的質量、復雜性以及成本都會增加。這既不符合政策的要求，也不符合消費者的需求。（2） 由于嚴格的衛生要求，利用機械回收而得的再生材料并不能輕易地投入到食品級應用中。

化學回收遲遲沒有突破性進展的另一個原因是由于塑料的附加價值。化工廠，也就是再生油的客戶，往往進行集中運作。他們目前使用的是單一的化石來源。另一方面，塑料垃圾是一種分散的資源。因此，廢塑料裂解油化過程也是分散的。“對此，我們必須為他們構建一個橋梁。” Recenso總經理Haupts先生肯定地說。因此，決定性的步驟就是將各種液體產品提煉成一種類似化石資源且可用于化學工業的基礎化學品。“統一熱解油的質量標準是有益的。” Carolin Grimbacher女士也這樣要求到。因此，必須為封閉式的塑料循環建立全新的流程和法規。

塑料經濟的閉環循環

Südpack使用來自回收油的聚酰胺顆粒來生產多層食品包裝薄膜

2021年2月2日，煉油廠運營商Recenso工程公司，原材料貿易商Count和薄膜制造商Südpack已經證明，塑料可以實現閉環回收。當天，第一輛裝滿原油的卡車離開了Recenso位于明斯特蘭Ennigerloh的試驗工廠，這些原油是由從Südpack回收的可重復使用的材料通過化學回收制成。其目標是塑料制造商將這種油加工成高質量的顆粒。這一回收倡議的特別之處在于，所有參與者在循環過程中共同合作。

作為這些高科技薄膜的領先制造商，家族企業Südpack特別致力于可持續發展。生產高性能復合膜可不是一件容易的事。到目前為止，這些復合膜被認為是不可回收的，因此要對其進行熱回收。因此，對于Carolin Grimbacher女士來說，化學回收是對復合薄膜閉環回收的一個重要補充。“我們不只停留在概念階段。為了證明化學回收薄膜復合材料是可能的，我們已經投資了Recenso工程公司的Carboliq工藝。” Grimbacher女士說。該合作早在2020年9月就已達成，旨在將生產廢料轉化為工業規模的高質量熱解油。

以下是其工作原理：Südpack無法自行利用的生產殘留物會被送到位于Ennigerloh的試驗工廠。在此，它們會被轉化成液態烴混合物。換句話說，這些液體烴混合物是一種可用于交易的原材料，而其銷售則交由交易專家Count處理。合作還包括了物流、倉儲、套利、融資和可持續性發展咨詢等服務。

巴斯夫等原材料制造商又是使用這種回收油來生產聚酰胺顆粒，例如，Südpack公司利用這些顆粒來生產用于食品包裝的多層薄膜。通過這種方式，既可以節省一些化石原料，又不必在功能上妥協。聚酰胺使包裝具有抗穿刺性。同時，其力學性能允許生產更薄的薄膜。這對減少包裝量有重要的貢獻。

第一輛裝滿原油的卡車離開了Recenso的試驗工廠，這些原油是由從SüDPACK回收的可重復使用的材料通過化學回收制成

"我們不只停留在概念階段。為了證明化學回收薄膜復合材料是可能的，我們已經投資了Recenso有限公司的Carboliq工藝"。

——Carolin Grimbacher， Südpack公司合伙人

CARBOLIQ工藝

塑料煉油

Recenso工程公司的Carboliq工廠位于Ennigerloh廢物管理中心的所在地。該公司從塑料和纖維素廢料中提取一種油，這種油的應用與石腦油類似。該工藝的亮點是：與熱解相比，這種先進的轉化工藝不僅可以處理多層、混合甚至污染的薄膜復合材料，還可以處理高熱值的家庭和商業廢物部分。這是由一種催化劑實現的，它不僅可以選擇碳氫化合物，還可以結合部分污染物，不加壓的過程在低于400 ℃的溫度下進行。這可以防止在轉換過程中產生有害氣體。截至目前，該開發和示范工廠可以處理多達2 500 t的塑料垃圾。這產生了高達2 000 t的石油。

在美國，化學回收正在以完全不同的速度推進發展：據美國化學委員會稱，自2017年以來宣布的對先進回收工藝的投資有可能處理500萬 t/a的廢物。循環經濟投資公司Closed Loop Partners在 2019年的一項研究表明，美國和加拿大的先進回收技術的市場機會高達1 200億美元。先進回收工藝的專利申請數據也說明了這一點：2010～2019年，全球化學和生物回收工藝的創新達到9 000多個國際專利族（IPF）。其中，美國擁有36%的國際專利族（IPF），明顯領先于歐洲的26%。而德國在此僅貢獻了6.7%的份額。“在德國，人們完全低估了這種動力。僅在美國，在過去6個月里就發生了很多事情。很快地，德國將只能在這些發展領域望塵莫及。”Haupts先生表達了他的擔憂。

但在德國，這一焦點性的討論中也出現了一些改變。不僅德國化學工業協會（VCI）和德國聯邦廢棄物、水和原材料管理協會（BDE）這樣的行業協會，以及德國循環經濟倡議，北萊茵-威斯特法倫州提出了氫路線圖（IN4Climate.NRW）等倡議都在支持化學品回收，聯合政府也將目光投向了化學品回收：聯合協議中有一節就是關于循環經濟的內容，其中擬定了將化學回收納入包裝法的一個回收選項的意圖。但這一計劃何時能夠實施，時間尚未確定。