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化学回收的循环性被质疑，热解是解决塑料污染的关键技术还是被夸大的“救星”？
2024年07月18日 10:58:43
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来源: 废塑料新观察
【包装印刷产业网 行业动态】对化学回收的分析至关重要，以前一直集中在工厂是否能够达到规模，或者在某些情况下，它们是否能够处理混合塑料原料以及达到该技术的最初的预期。6月下旬发表在调查性新闻网站ProPublica.org上的一篇文章又增加了一个批评因素，声称至少有一个被归类为化学回收的过程，也被一些支持者称为高级回收，然而并没有将大部分入境原料转化为塑料。
在今年六月下旬，ProPublica记者Lisa Song报道了一篇文章，文中引用了多个消息来源，描述了从众多公司和组织收集数据，部分原因是为了确定一块废弃的塑料在进入机械回收过程或化学回收过程时会发生什么。
故事的开始
Lisa Song去年在日常工作中开始留意一个塑料杯，那是一个装水果丁的小容器，这是Lisa见过的第一款回收产品，它被吹捧为治疗危机的有效方法。塑料在自然界中难以分解，如果把所有的废塑料都做成保鲜膜，它就会覆盖地球的每一寸土地和海洋。它堆积如山，渗入我们的水中，毒害我们的身体。
科学家说，解决塑料污染的关键是减少塑料生成，然而，如今的世界每年生产约4.3亿吨塑料，这一数字在可预见的未来也只增不减。自1980年代以来，依赖塑料生产的企业，如化石燃料和化学公司，一直在努力将污染归咎于废物管理的失败——声称可以通过回收来解决塑料污染。当时的行业领导者还声称：传统的回收几乎不会对垃圾堆造成任何影响，例如，很难将脆弱的糖果包装纸变成三明治袋，也很难使曾经盛放机油的容器清洗得足够干净，可以用于食品包装。
现在，该行业正在演示着一个新的发展目标：被称为热解(pyrolysis)的“高级”回收方式，它利用热量将塑料分解，涉及其分子结构的转变和重构。因为传统的“机械”回收会产生降级或污染的塑料，这种新型的“化学”回收承诺重塑的塑料就像新的一样，它不仅可以从垃圾箱中节省难以回收的塑料，如冷冻食品包装纸，而且还可以将它们变成可以取代旧产品的新产品，并一次又一次地进行化学回收。因此，当任何一家公司使用热解技术成功制造出再生产品时，都会向全世界光荣宣布这一成果。
这不得不引发“循环性”新的思考——在真正紧迫的时候依然坚持对真理的追求。
今年，世界上几乎所有国家都在确定一项联合国条约(INC)，以应对塑料危机。当人们在考虑限制生产时，各化工企业却推动将话题转移到化学回收的新发现上。他们一直在向政府推销化学回收，并取得了相当大的成功：美国和欧洲的监管机构已经花费了数千万美元来补贴热解设施；美国一半的州已经放宽了该过程的空气污染标准，热解过程会释放苯和二恶英等致癌物质，比用原油制造塑料排放的温室气体也更多。
鉴于这一刻的高风险，Lisa开始确切地了解从这种回收技术中能得到什么，几个月来，通过跟踪新闻稿，采访专家，尝试购买通过热解制成的塑料。在所有的理论和生产工艺下，Lisa发现了一个令人不安的事实：根本没有多少高价值产品被回收利用，热解也无法遏制塑料危机。
大多数进入热解的旧塑料实际上并没有变成新塑料
在传统的回收中，塑料被变成微小的颗粒或薄片，可以再次熔化并加工注模制造回收的塑料产品。在现实生活中，回收产品上会注明回收标签，尽管回收设备中会残留少部分回收料(约15-45%)，但大多数进入该过程的塑料产品都被赋予了新的生命。
“热解”过程真正被回收废塑料的占比要低得多，因为以这种方式分解塑料非常困难，有专家表明，“自然定律和物理定律试图阻止这一过程”。废物被加热，直到变成油，其中一部分由一种叫做石脑油的液体组成，这种液体对于制造塑料至关重要。回收商希望分离石脑油中的两种成分：丙烯和乙烯，可以生成聚烯烃塑料(PP、PE)。
为了将石脑油分解成不同的化学物质，石脑油被送入一台称为蒸汽裂解器的机器中，它分离产出的丙烯和乙烯不到通入量的一半。这意味着，如果从100磅的塑料垃圾开始，预计最终会得到15-20磅的可重复使用的塑料。除此之外，如果废旧塑料很脏，这个过程的产量会进一步降低；如果技术特别先进，产量会更高，但成本更高。
Lisa联系了几家热解公司，询问他们的工艺实际生产多少新塑料，没有一家公司提供数据。美国最大的塑料游说团体美国化学理事会(American Chemistry Council)称，因为影响公司产量的因素太多，所以无法估计整个行业的这一数字。
热解生产的塑料产品中含有很少回收组分
通过机械回收，很难制造出100%回收的塑料，这样做的成本很高，而且该过程会降解塑料。例如，回收的颗粒通常与新颗粒结合，制成回收率为25%或50%的再生塑料制品。
但是，通过热解制成的产品中回收组分的占比要少得多。这是因为使用再生塑料制成的石脑油受到污染，制造商添加各种化学物质(添加剂、助剂)以使产品改性或防止它们在阳光下降解。
除此之外，回收商还可以通过稀释回收石脑油来掩盖它们性能上的缺失，用什么稀释呢？答案是用普通原油制成的非回收石脑油！这是该行业称作“革命性”的热解方法中悄无声息且方便的部分：严重依赖传统化石产品。再生塑料中至少有90%是化石燃料石脑油，只有这样，才能将其倒入蒸汽裂解器中以分离制造塑料的化学物质。
归根结底，通过热解产生的石脑油制造再生塑料产品中不会含有超过10%的回收材组分，尽管有专家和研究表明，在实际生产中，这个数值更低，仅仅为2-5%。
使用“数学技巧”使热解看起来很成功
百分之十看起来不是很令人印象深刻，一些消费者愿意为可持续性支付溢价，因此公司使用一种称为“质量平衡”的计算形式来夸大其产品的可回收性。这与Lisa发现的“抵消计划”没有什么不同，这些计划可以免除炼油厂的碳排放，国际可持续发展和碳认证等行业附属组织也编写了新的规则。
要了解其工作原理，让我们来看看一批回收的石脑油会发生什么。假设蒸汽裂解气将这批产品分成100磅的各种成分：首先你会得到一些用于制造塑料的无色气体：13磅丙烯和30磅乙烯，还会得到57磅其他化学物质；丙烯可以制造较坚固的材料如黄油桶图片、乙烯制造柔性塑料如酸奶袋图片、许多其他化学品图片不用于制造塑料，通常用于制造橡胶和油漆或用作燃料。从技术上讲，所有这些产出都含10%回收组分，因为它们是由10%的回收石脑油制成的。
但公司可以进行“数字洗牌”，将黄油桶中的所有回收价值分配给酸奶袋，这样一来，他们就可以将酸奶袋作为14%的回收(或“循环”)进行销售，即使袋子的构成没有任何物理变化。
更重要的是，通过一种称为自由归属的方法，公司可以将其他化学品的回收价值(即使它们永远不会变成塑料)也分配给酸奶袋，现在，酸奶袋可以作为33%回收组分的产品出售。
这种“数学技巧”有很多种形式。另一个版本的自由归属允许公司将整批30磅重的“33% 回收”袋进一步拆分：其中的10磅贴上100%回收的标签，将整批的价值转移到他们身上，剩下的20磅不被标记为回收。只要避免重复计算，就可以将回收石脑油的全部价值归因于赚钱的产品，公司需要这种经济激励来收回热解的成本。
这种类型的营销几乎是透明的，但消费者不会解析33%回收声明的警告，也不会了解他们所出售的绿色技术如何使化石燃料行业利益化，有环保主义者指责质量平衡只是一种花哨的“漂绿”方式。美国化学理事会表明，不可能知道特定的乙烯分子是来自热解石脑油还是化石燃料石脑油，质量平衡是一种“众所周知的方法”，已被广泛使用。
欧盟的立法已经禁止自由归属，相关机构正在讨论是否允许其他形式的质量平衡。美国和其他地区的法规远远落后于此，但随着联邦贸易委员会修订其绿色营销的一般准则，该行业认为质量平衡对先进回收的未来至关重要。
记者Lisa努力发掘行业背后的真相
当Lisa问起水果杯产品时，埃克森美孚将她引向了它的合作伙伴，但Printpack并没有回复她的询问，只有第三方生产商告诉Lisa，他们正在从事一个小型塑料碗的试点包装，其中包含第三方认证的回收成分，但没有对这些杯子做出任何标签声明，并且正在评估它们的实用性和商业利润。
化学回收是一项成熟的技术，它已经在制造产品，保护自然资源，并有可能大幅提高回收率。通过热解制成的大部分塑料被用于食品和医疗级包装，但通常不会注明品牌，Lisa还向美国化学理事会施压，要求提供其他例子：雪佛龙菲利普斯化学公司关于将回收塑料食品包装带到零售店的公告，出于竞争原因，该公司发言人拒绝讨论品牌名称、产品的可用性或产量。在另一个案例中，一家杂货连锁店出售用埃克森美孚热解工艺制造的塑料包裹的鸡肉，商店告诉Lisa，他们是一个已经停产小项目的一部分。其它六项关于热解产品的声明中，或数量很有限，或被质量平衡警告所掩盖。
Lisa还问埃克森美孚，实际使用了多少消费后的塑料？这取决于可用的内容，归根结底，先进的回收利用使我们能够将塑料垃圾从垃圾填埋场转移出来，并为塑料垃圾赋予新的生命。Lisa向其他几位运营商提出了同样的问题，欧洲的一家公司称，它使用“混合的消费后、灵活的塑料废物”，并且不回收消费前废物。
能源行业分析师利用公司关于全球热解投资的最新数据展望了三年的未来，并给出了乐观的评估：世界可以用热解制成的产品取代一年内生产的0.2%的新塑料。
简述热解技术
本文章重点介绍热解，因为它是当下流行的化学回收形式，其他类型的化学回收技术有其自身的优点和缺点。热解有不同的变化，蒸汽裂解产生一系列乙烯和丙烯产量。为了评估热解和质量平衡的效率，Lisa阅读了数十份同行评审的研究、报告、行业演示文稿、广告和新闻报道。她还与十几位专家进行了事实核实，他们对热解、质量平衡和回收有不同的看法。他们中的一些人提供了试图制造塑料的公司的整体产量的估计。所有这些信息都汇集了传统热解工艺的收率约为15%至20%，而更先进的技术收率为25%至30%，本文中展示的是传统流程，因为这是最常见的场景。
文章采取简化的专业用语和数学计算。例如，跳过了这样一个事实，即少量进入蒸汽裂解装置的石脑油被消耗为燃料；文中将适用于蒸汽裂解装置的热解油馏分称为“热解石脑油”，但是从技术上讲，它只是一种类似石脑油的产品。随着新技术的发展，这些过程可能会随着时间的推移而改进。但是，蒸汽裂解的性质、原料中的污染、使用的原料类型以及财务和能源成本存在硬性限制和权衡。
(信息来源：ProPublica.org)
关键词：
热解,塑料污染
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