“凈零”排放趨勢下塑料循環經濟前景分析

梁曉霏

(中國石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540)

塑料工業是國民經濟的支柱產業。塑料制品以其輕便、耐用和價格低廉等優點，在社會生產和日常生活中都得到廣泛應用。然而廢塑料治理一直是個世界性難題，僅少量高值廢塑料可通過再生資源回收體系回收，大部分低值廢塑料無法得到有效的分類收集和妥善處理，對環境及資源的影響日趨突出。當前，在“凈零”排放趨勢下構建塑料循環經濟體系，推動塑料產業的綠色低碳發展已成為全球共識。

1 塑料循環經濟概述

目前社會上普遍認可的關于循環經濟的定義是：循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以“低消耗、低排放、高效率”為基本特征，符合可持續發展理念的經濟增長模式，是對“大量生產、大量消費、大量廢棄”的傳統增長模式的根本變革。

塑料的生命周期從上游原料(原油、天然氣等)開始，經過系列加工過程到單體，再聚合成塑料，制成塑料制品在工業上或生活中使用，最后是塑料廢棄物的處理(見圖1)。概括起來，塑料的完整生命周期主要包括生產-銷售-使用-廢棄-處理-再利用等環節。對塑料廢棄物的處理方法基本可分為填埋、焚燒和回收再生利用等3種方式。

圖1 塑料生命周期

填埋具有方法簡單、成本低、不需復雜的儀器設備等優點，是最快的處理方式。但填埋需要占用土地資源，且不能使廢塑料資源化利用，土壤和地下水也會受到不同程度的污染，不是一種好的處理方式，不符合可持續發展原則。

焚燒法又稱能量回收，是指將廢棄塑料直接焚燒或制備成垃圾衍生燃料后發電或發熱。焚燒發電或發熱的處理方式優于填埋。廢棄塑料經焚燒后，其體積減少90%，質量減輕80%，其熱值為83 kJ/kg，接近于燃料油。若僅從能源利用的角度，燃燒使用過的塑料比燃燒煤炭、石油、天然氣等更為高效。但是無序焚燒會產生多環芳烴、一氧化碳、二噁英呋喃等有毒氣體，造成嚴重的大氣污染，而且焚燒爐渣還會造成很難處理的微塑料污染[1]。也就是說焚燒也不能一勞永逸地解決塑料污染問題。

回收再生利用包括物理和化學回收再生利用。物理回收再生利用是通過機械轉化(不包括化學反應)對塑料進行再利用加工來實現循環利用的方法；化學回收再生利用是通過熱裂解或化學分解等技術，將廢舊塑料中的有機成分轉化成小分子烴(如氣體、液態油或固體蠟)等石油化工原料再利用的方法。

按照循環經濟標準，物理和化學回收再生利用是理想的廢塑料處理方式。

2 廢塑料回收利用現狀

據聯合國環境署調查統計數據，1950—2017年全球塑料累積總產量達9.2 Gt，其中仍在使用的塑料為2.9 Gt，占31.5%；焚燒量1.0 Gt，占10.9%；填埋和丟棄量5.3 Gt，占57.6%。還在使用的2.9 Gt塑料中，其中回收再生的塑料量為0.7 Gt，僅占7.6%[3]，塑料循環使用量非常低。預計到2050年，全球塑料累積量將達到34.0 Gt，如果廢塑料處理方式還是像現在這樣，將產生約23.3 Gt的塑料垃圾。發展塑料循環經濟已迫在眉睫。

目前不同國家廢塑料處理方式大相徑庭。美國、歐盟、中國、日本、印度這些具有代表性的塑料消費國家和地區的廢塑料處理方式見表1。從表1可以看出：日本廢塑料處理方式最為豐富，這與他們成熟的垃圾分類密不可分。在廢塑料回收方面，歐盟做的最好，其次是中國，然后是日本，美國較差，印度最差。但是，2018年以前，美國、日本、德國等發達國家回收的廢塑料基本都出口到了中國。

表1 全球主要國家與地區廢塑料處理方式

中國在全球塑料循環體系中發揮了關鍵作用。1987—2017年期間，我國累計進口廢塑料0.17 Gt，占世界總出口量的72%[2]。期間中國沒有向其他國家輸出過廢塑料，本土處理率達100%，為世界廢塑料污染治理做出了巨大貢獻。伴隨著廢塑料進口貿易帶來的污染物流動，中國承接了來自發達國家的環境污染轉移，付出了巨大的生態環境和人類健康代價。2017年7月我國出臺《禁止洋垃圾入境推進固體廢物進口管理制度改革實施方案》，自2018年開始，中國全面禁止進口廢舊塑料，進口量急劇下降，2018年降至51 kt，2019年進口量幾乎為零，中國市場基本消除廢塑料的進口來源。禁止洋垃圾進口政策出臺之前，2016年進口廢塑料7.35 Mt，約占中國當年回收利用廢塑料總量的39%；2012年進口廢塑料更是高達8.88 Mt，進口金額達64億美元。2019年我國廢塑料回收18.90 Mt(基本是本國產生的廢塑料)，回收金額約為1 000億元，廢塑料回收率約為30%，填埋與焚燒的比例合計達到63%。

禁止固體廢物進口政策實施后，國內部分再生塑料企業到東南亞、日韓、歐美等國家與地區投資建廠，將我國廢塑料回收處理的經驗和技術帶到世界各地。我國再生塑料行業正在逐步從“全球廢塑料資源+國內再生加工”的傳統模式轉變為海外投資再生加工與國內廢塑料循環再生利用的雙驅模式，再生塑料行業的全球影響力和貢獻進一步增強。

3 塑料循環經濟發展需要全產業鏈協作

從圖1可以看出，塑料循環經濟是個“系統性工程”。塑料循環經濟順暢運轉需要科學的政策引導、創新的技術突破、理性的市場需求和新興的消費推動，更需要全社會的共同努力和全產業鏈、供應鏈、價值鏈的協同和合作。當前廢塑料回收再生率低的根本原因是與塑料循環經濟相關的各個環節都存在一些問題。其中垃圾分類環節、再生利用環節是制約塑料循環經濟發展的關鍵，而這兩個環節存在的問題與政策支持不到位有很大關系。

3.1 垃圾分類環節存在的問題

對廢塑料進行回收、分類和預處理是物理再生和化學再生的前提。生活來源的廢塑料大多以混合態存在，是與生活垃圾混在一起丟棄的，垃圾分類做的好與壞，決定了廢塑料的回收率和再生塑料價值的高低。中國垃圾分類起步較晚，消費者垃圾分類意識不強，較西歐、日本等國還有一定的差距。20世紀90年代中期北京等城市才提出垃圾分類的概念，隨著2016年12月《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》的發布，中國才正式全面啟動垃圾分類工作；2019年6月，住建部等部委發布《關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》，垃圾分類政策才從試行階段向強制實行過渡；2019年7月1日，上海市正式實施《上海市生活垃圾管理條例》，成為第一個強制進行垃圾分類的城市。此后，北京、杭州等重點城市相繼發布具體管理條例，將垃圾分類納入監管框架。當前，上海等城市都采取垃圾分類“四分法”，即將生活垃圾分為有害垃圾、廚余垃圾、可回收垃圾和其他垃圾，對可回收垃圾沒有進一步細分[3]。回收垃圾中廢塑料的收集、分類和處理主要是受利益驅動的自覺行為，存在分揀粗放，缺少精細化分揀技術等問題，在廢塑料的收集、分類、預處理等方面還存在諸多技術瓶頸。

3.2 回收再生技術存在的問題

作為塑料廢棄物回收再生的兩條主要路徑，物理回收和化學回收各有優勢，物理回收適合處理高價值、品類單一、較為干凈的廢塑料；化學回收可以處理低價值、混合和受污染的廢塑料。但是目前廢塑料的回收利用以物理回收利用為主，化學回收占比不足1%。現有的廢塑料回收利用技術均不能獨立實現廢塑料處理資源化、減量化和無害化的目的。

3.2.1 物理回收再生技術存在的問題

物理回收不改變塑料化學組成，主要通過收集-粗略分類挑選-簡單清洗破碎-熔融加工等制備再生塑料制品，包括直接再生和改性再生。直接再生利用技術在國內外應用廣泛，其制品已被應用于工農業、建筑業、漁業和日用品等多個領域。其中建筑填料、垃圾袋等再生塑料的使用比例高達80%或以上。這種方式的優點是成本低廉、工藝簡單；缺點是再生料制品的力學性能大幅下降，不宜制作高檔次制品。改性再生技術通過添加輔料提高再生塑料的綜合性能，對原料純度要求較高，無法很好地處理不同類別混合或受污染的生活塑料垃圾。

物理回收技術有其局限性，主要針對1～7類塑料分類中的1類聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、2類聚乙烯(PE)，尤其以PET回收為主。PET瓶的回收率和再利用率都已經達到非常高的水平。2020年中國回收利用的廢塑料中PET占45%，高密度聚乙烯(HDPE)占30%，聚丙烯(PP)占5%，其他廢塑料占20%。物理回收的PET、HDPE等高價值廢塑料擁有較高性價比并得到廣泛應用。

熱敏塑料、復合材料和在高溫下不能流動的塑料(如熱固性塑料)不能進行物理回收，這些難以物理再生利用的塑料制品占比高達60%以上。此外，物理回收過程中的機械、熱等作用會導致再生塑料性能下降，不再適合制作高檔次的塑料制品，其應用范圍受到一定的限制，因此多為降級回收。

塑料物理循環的關鍵一步就是成規模地將用后的塑料收集起來進行分揀，然后按不同類別再生。最大的瓶頸是收集分揀，當前大規模的基礎設施建設、回收渠道、大型分揀設施還不夠完善。再生加工利用環節機械化和自動化程度也較低。

3.2.2 化學回收再生技術存在的問題

化學回收是通過裂解或解聚等技術，將廢舊塑料中的有機成分轉化成小分子烴(如氣體、液態油或固體蠟)等石油化工原料。PE、PP、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等加聚類塑料適合裂解法；聚酰胺(PA)、PET、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)等縮聚類塑料適合解聚法。

裂解法主要有熱裂解和催化裂解兩個方向。熱裂解根據最終產物形態的不同分為氣化工藝、羰化工藝和液化工藝，氣化工藝分為有氧反應和無氧反應，得到的主要產物是合成氣或C1～C4石油氣。羰化工藝是高溫熱解，主要產物是焦炭、活性炭等固體；液化工藝主要產物是蠟、輕/重油、燃料氣。催化裂解的最終產物一般也是蠟、輕/重油、燃料氣。隨著催化程度加深及反應可控性提升，產物由重油和蠟向輕油過渡，最終發展到乙烯、丙烯和苯-甲苯-二甲苯混合物(BTX)等高價值組分，化學回收的產品從主要適宜做燃料，到越來越多組分適宜做塑料、纖維或精細化學品。解聚法是指縮聚類塑料在酸、堿、水、醇、催化劑等作用下，由高分子縮聚物降解成低聚物和/或單體的化學回收方法，得到的產物主要是對苯二甲酸二甲酯(DMT)和精對苯二甲酸(PTA)等單體。以上各類化學回收技術的經濟效益見表2。對加聚類廢塑料化學回收而言，液化工藝因其經濟性較好成為當前主流技術，工藝正從熱裂解向深度催化裂解發展，單體工藝是未來的發展趨勢。

表2 化學回收技術經濟效益分析

化學回收的優點：一是可以處理低價值、混合和受污染的廢塑料，產物質量與石油基塑料相同，可應用于食品和醫藥等高價值領域，在原料適應性和產品應用方面與物理回收形成差異和互補關系；二是可代替焚燒處理塑料廢棄物，將碳固化在產品中，而不是釋放到大氣中，從而大幅減少碳排放。國際化工巨頭和化學回收企業LCA報告顯示，廢塑料化學回收相對于焚燒處置塑料廢棄物可減少碳排放50%左右，即化學回收處置1 t廢塑料可減少碳排放2 t以上。

早期因柴油荒在中國山東等地催生的“土法煉油”造成了嚴重的環境污染安全隱患。2007年，原國家環境保護總局明文規定“不宜以廢塑料廢原料煉油”，土法煉油被禁止。近年來隨著各國對塑料污染治理特別是塑料循環利用的重視，國內外大型石化集團、研發單位紛紛投身到現代廢塑料化學循環的技術與產品開發，并取得顯著進展及突破。江蘇淮安京城環保科技有限公司建成6 kt/a環保管式催化裂解催化重整的中試裝置，浙江科茂能源科技有限公司建成年處理量40 kt的催化裂解廢塑料化學回收工廠，并正在建設數十萬噸級的催化裂解烯烴重組法工廠。

然而，由于化學回收處理的往往都是低價值、混合和受污染的廢塑料，摻雜或附著有機質、塑料改性劑、油墨、化學纖維等雜質，因而工藝流程非常復雜，技術難度高、能耗高、成本高，也無有針對性的扶持政策和專屬量產品標準，從經濟性角度難以推廣應用。此外，化學回收技術也需要依托較高的垃圾和塑料分離分選水平和預處理工藝，否則難以進行規模化生產。

因上述種種原因，加上國家層面沒有政策鼓勵化學回收消費后回收塑料的終端使用，跟成熟的物理回收技術相比，目前市場上化學回收技術的應用還處于起步階段。

3.3 影響循環經濟發展的其他原因

限制塑料循環經濟發展的還有其他諸多原因。如我國仍處在社會環境保護意識初步覺醒的階段，廣大居民對于履行環境保護的責任認知水平較低，支付意愿較低；再生資源企業有十幾萬家，長期以來都是“小、散、亂”格局，從業者普遍素質較低，多數企業沒有大量資金的投入，沒有形成規模化生產；城鄉發展不均；生產者責任延伸制度還處在起步階段，產業鏈中應該承擔環境責任的企業，沒有真正履行責任等等[4-7]。作為塑料循環經濟的推動者，政府部門在產業鏈規劃、投入和立法配套方面也還不到位。

4 “凈零”排放趨勢下塑料循環經濟全球多元主體協同共治氛圍初步形成

全球氣候問題促使各國紛紛提出“凈零”排放目標，更加重視發展循環經濟。2017年中國廢塑料進口“禁令”的出臺，促使歐美日發達國家開始重視廢塑料本土再生利用的問題，紛紛提出塑料循環經濟目標，從而將塑料全生命周期各個環節的積極性都調動起來，并帶動發展中國家重視發展塑料循環經濟。中國作為廢塑料回收利用的先行者，在發達國家的帶動下，政府進一步加強立法和政策支持，推動塑料再生閉環建設邁上更高層次。全球已初步形成多元主體協同共治氛圍。

4.1 歐美日紛紛提出塑料循環經濟目標，從政策層面推動“塑料循環經濟”發展

2017年中國廢塑料進口“禁令”出臺后，歐盟率先于2018年4月提出了循環經濟一攬子計劃，提出了2025年和2030年廢塑料再生利用率的目標，隨后美國、日本、英國等國也相繼提出了廢塑料再生利用率目標。歐盟又在2020年3月通過了《歐盟循環經濟行動計劃》第二版，計劃將在未來10年內減少歐盟的碳足跡，使可循環材料使用率增加一倍。為此歐盟啟動了一系列措施，包括改善塑料制品的設計，促進塑料制品的回收和分類收集；促進可堆肥和可生物降解塑料的使用，減少一次性塑料的使用，限制使用微塑料和可氧化降解塑料，控制海洋垃圾的產生；推動投資和創新行動，促進塑料行業的創新發展。這些措施旨在使歐盟制造更加耐用、更加持久、維修性更高的消費產品，以最大程度地使用回收材料，減少資源浪費。

4.2 品牌巨頭紛紛作出承諾，推動塑料循環經濟落地

在歐盟提出廢塑料再生利用率具體目標后，2018年10月，艾倫麥克阿瑟基金會(Ellen MacArthur Foundation)首次推出《新塑料經濟全球承諾書》，應用循環經濟原則確立了從源頭上制止塑料廢物和污染的愿景。簽署者的共同目標是到2025年實現100%可重復使用、可循環再造或可堆肥的塑料包裝。目前已有400多家企業和政府組織簽署了新塑料經濟全球承諾，這400多家機構覆蓋了全球塑料包裝行業20%的產值，到2025年，參與者對包裝中的再生成分的總需求將超過5 000 kt。

回收公司、包裝和消費品品牌巨頭陸續做出承諾，使塑料循環經濟從可做可不做的理念變成了企業可持續部門和產品部門的績效指標。回收公司承諾，到2025年，廢塑料處理量翻兩倍；包裝商品公司和零售商也承諾，到2025年，將其包裝中的可回收成分平均提高22%。國內蒙牛乳業、阿里巴巴等下游應用企業也表示未來他們將積極關注可再生塑料的應用，探索更多行之有效的減塑環保措施。

印度是第一個簽署《新塑料經濟全球承諾書》的亞洲國家，并于2021年9月啟動了《印度塑料公約》，將印度塑料價值鏈中的企業聚集在一起，確立了一次性塑料2030年目標行動計劃清單。目前印度共有27家企業和組織作為創始成員加入了該協議，包括主要的快消品品牌商、制造商、零售商和回收商。

4.3 石油化工巨頭致力于推動廢塑料化學回收技術發展

塑料產業鏈更前端的石油化工巨頭更傾向于從塑料全生命周期進行評估，從保護環境以及探索提升塑料廢棄物的價值出發，認為從碳足跡角度講，化學回收技術是發展方向，是打造“塑料制塑料”閉環的關鍵一環，致力于推動廢塑料化學回收技術發展。2019年1月，26家全球石油化工巨頭發起成立“終結塑料廢棄物聯盟(AEPW)”。創始成員包括巴斯夫、殼牌化學、雪佛龍菲利普斯化工、埃克森美孚、沙特基礎工業公司、道達爾、利安德巴塞爾、三菱化學控股等公司。AEPW至今已有逾50個成員，聯盟成員共同承諾投資超過10億美元開發安全、規模化且經濟可行的解決方案，并將繼續擴大規模，以最大限度地減少和管理塑料廢棄物。部分公司在塑料循環經濟方面的策略與行動見表3。國內中國石油、中國石化、中國海油于2018年開始涉足廢塑料回收領域，目前尚在實驗室研究階段，未有工業化生產線。中國石化于2019年7月加入AEPW。

表3 大型石油化工公司在塑料循環經濟方面的策略與行動

AEPW成員企業還與全球頂尖孵化器Plug and Play(璞躍)攜手，從循環經濟、海洋垃圾處理、塑料再利用等多維度切入塑料問題，力求用前沿科技和創新思維實際踐行，幫助產業鏈上的各企業解決塑料廢棄物問題。目前，全球已經有14個項目得到了聯盟的批準，覆蓋印度尼西亞、印度、菲律賓等區域。在中國，AEPW與與璞躍中國在2020年11月啟動了終結塑料廢棄物上海創新平臺，福海蘭天、新星、科茂能源等12家優秀的初創企業進入加速營。

4.4 《巴塞爾公約》等限制臟塑料跨境轉移

2019年5月初，187個國家在瑞士日內瓦召開會議通過了《巴塞爾公約》(全稱為《控制危險廢料越境轉移及其處置巴塞爾公約》)修正案，把臟塑料垃圾加入進出口限制對象。這是首個有關塑料垃圾的國際性法律限制。該修訂協議于2021年1月1日起生效。新公約生效后，美國等發達國家將自行處理塑料垃圾。

2021年12月15日，包括中國在內的世貿組織67個成員聯署發布《塑料污染和環境可持續塑料貿易非正式對話部長聲明》。聲明主要包括：加強減少塑料污染方面的全球努力，提高塑料貿易統計透明度，加強能力建設與技術援助，加強國際合作，開展專題討論，交流經驗，確定最佳實踐等。

4.5 中國政府加強立法和政策支持，推動塑料再生閉環建設

近兩年尤其是國家提出“雙碳”目標以來，以2020年1月國家發展改革委員會和生態環境部印發《關于進一步加強塑料污染治理的意見》為開端，到新修訂的《固體廢物污染環境防治法》實施，再到《“十四五”循環經濟發展規劃》《“十四五”塑料污染治理行動方案》等等。通過以上法規、政策及標準的制定和實施，中國政府將主要從6個方面推動廢塑料治理和回收利用，推動塑料循環經濟閉環建設。

一是分步驟、分領域禁止或限制使用不可降解塑料袋、一次性塑料制品、快遞塑料包裝，推行塑料制品綠色設計、塑料制品消費減量，推廣塑料替代產品等，從源頭減量。

二是加強塑料垃圾清理整治，推進城市再生資源回收網點與生活垃圾分類網點融合，合理布局生活垃圾分類收集設施設備，加強江河湖海塑料垃圾清理、船舶航運塑料污染防治、景區塑料污染防治、農業農村塑料垃圾治理等，規范塑料廢棄物的回收和清運。

三是提升塑料垃圾無害化處置水平。“十四五”時期，我國將全面推進生活垃圾焚燒設施建設，補齊焚燒處理能力短板，大幅減少塑料垃圾直接填埋量；同時，加強現有垃圾填埋場的綜合整治，規范日常作業，防止歷史填埋塑料垃圾在環境中泄漏。

四是加快推進廢塑料回收利用體系建設。將加快建立分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理的生活垃圾管理系統，加強再生材料應用市場的開發，完善再生塑料有關標準，鼓勵塑料廢棄物同級化、高附加值利用，鼓勵開展廢塑料化學循環利用，推進低值廢塑料熱裂解等技術的推廣應用，推動塑料回收由“能源回收型”向“資源回收型”轉變，構建塑料循環利用新發展格局。

五是逐步規范市場秩序。健全循環經濟法律法規標準，完善循環經濟統計評價體系，加強財稅金融政策支持，強化行業監管。

六是強化塑料循環利用行業精準管控，加大對小散亂企業和違法違規行為的整治力度，防止二次污染，培育對廢塑料等主要再生資源循環利用的龍頭骨干企業，推動塑料廢棄物再生利用產業規模化、規范化、清潔化發展。

5 塑料循環經濟前景展望及建議

(1)全球在塑料循環經濟發展方面已形成合力，隨著全球廢塑料回收再生技術提升和產能增加，回收的塑料將會成為石化生產的下一個低成本原料優勢，塑料循環利用行業空間未來將得到大幅拓展。根據麥肯錫公司預測，到2030年，廢塑料回收率有望達到50%，其中物理回收占比22%，化學回收占比17%，增長空間巨大，為石化和塑料行業帶來高達600億美元的利潤增長，約占同期利潤增長的2/3。

(2)隨著化學回收技術從廢塑料中提取出的價值越來越高，未來可能會有更多原本適宜物理回收利用的廢塑料轉向化學回收利用。

(3)中國塑料制品產量占全球產量的近30%，居世界首位，隨著“雙碳”目標的確立，配套政策的落地，相關技術和產業鏈將會日趨成熟，國內塑料循環經濟也將迎來黃金發展期。

(4)鑒于我國垃圾末端處置尚處于從鼓勵填埋到鼓勵焚燒過渡的階段，廢塑料化學回收剛剛進入政策制定早期,物理回收政策體系相對成熟，建議按照循環經濟的指導原則做好廢塑料的分類處置、梯次利用。優先發展物料回收技術，完善單一材料廢塑料回收加工技術，突破混雜廢塑料回收加工難題，提升再生塑料的價值，同時加快培育化學回收試點企業，完善化學回收扶持政策及標準體系。對無法物理回收和化學回收利用的污染嚴重的廢舊塑料，通過垃圾焚燒用于發電，將廢塑料的梯次利用與塑料工業的整體發展無縫銜接，實現塑料工業全產業鏈的循環持續發展。

(5)國內煉化企業應發揮自身技術、生產、管理等方面的優勢，積極投身于廢塑料的化學回收技術開發和應用，創新本地化回收利用模式和推廣應用模式，建議借鑒國際巨頭的普遍做法，與技術提供方、廢塑料回收企業建立三方戰略聯盟，開展廢塑料化學轉化試驗示范。