一文读懂废塑料化学回收的前世今生

近年来,由于世界多国政策及国际主流石化、品牌和包装巨头企业大力投资等因素推动,废塑料化学回收成为全球关注的话题。

化学回收发端于上世纪60年代,其发展经历了由最初的能源替代驱动到环境保护驱动,再到国际政治共识驱动各国政策支持,使PCR塑料由过去因不经济而没有市场到现在成为跨国化工、包装和品牌企业的重要战略和KPI。如下表所示:

1.能源恐慌、石油危机、燃油缺乏导致世界多国寻找替代能源,但由于技术落后并未推广:

20世纪60年代,亚、非、拉石油生产国建立石油输出国组织“欧佩克”(OPEC),使发达国家意识到石油安全性问题,于是开始寻找替代能源。70年代到90年代,三次石油危机使油价暴涨,对能源市场产生长远影响,迫使主要石油进口国积极寻找替代能源。

美国、日本等国家的公司对废塑料制燃油技术进行大量研究,建立不少小规模装置,但得到的油品质量差,用途极为有限,而且装置常出现结焦等问题,不能长期连续运转,这些技术没有广泛推广和应用。

1992年后,随着改革开放和市场经济发展,中国石油消费需求急剧增长,燃油价格高涨。在市场驱动下,中国的废塑料制燃油技术开发掀起一波热潮,国内多地建有小规模的废塑料炼油工厂(土法炼油),但由于技术落后、产品质量差、环境污染重、安全隐患高,废塑料化学回收没有得到合法的大规模推广和工业级应用。

20世纪90年代以来,面对全球日益严重的白色污染问题,可持续发展和循环经济思想得到全球普遍认同。循环经济“资源-产品-再生资源”的发展模式是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革,具有“低能耗、低排放、高效率”的特征,是应对环境污染、促进资源循环的重要战略。

“3R原则”是循环经济的核心组成部分,包括废塑料在内的废弃物回收利用成为发展循环经济不可或缺的环节。以德国为代表的部分发达国家把垃圾定义为资源,并用法律形式确定循环经济的优先顺序。

在此情况下,出现了以资源利用最大化和污染排放最小化为主线的循环经济模式。废塑料化学回收技术发展的根本推动力开始由纯粹的能源替代向环境保护转变。

1.国际机构、NGO进行大量研究、宣传和扶持,进一步推动技术进步和市场扩大:

国际机构和NGO在塑料污染现状、发展规律和应对策略方面进行大量技术研究、理念宣传和资金扶持。例如:世界自然基金会发布《通过问责制解决塑料污染问题》,艾伦·麦克阿瑟基金会的发起“新塑料经济全球承诺”,世界银行给予政府和解决塑料垃圾的企业绿色信贷和资金扶持,都从不同层面推动了技术进步和市场呈现。

2018年,艾伦·麦克阿瑟基金会与联合国环境规划署合作启动“新塑料经济全球承诺”,签署人包括占全球塑料应用总量20%的国际品牌巨头企业的CEO、高管,以及政府、NGO、大学、行业协会、投资者等组织。

全球承诺的签署使塑料循环经济从可做可不做的理念变成了企业可持续部门和产品部门的绩效指标,推动PCR塑料的市场需求急剧增加。如下表所示:

2. 世界政治首脑在塑料污染的重大危害性方面达成共识,多国针对塑料污染治理达成诸多国际公约。2015年9月,超过150位世界领导人出席联合国可持续发展首脑会议,193个成员国通过《2030年可持续发展议程》,提出17个可持续发展目标,其中3个目标涉及塑料污染。塑料污染已成为与气候变化、臭氧层破坏、生物多样性锐减等同样重大的全球环境问题。

这是世界政治首脑第一次在塑料污染方面达成共识。此后,塑料污染问题不断得到国际重视,在达沃斯世界经济论坛、联合国大会、G7峰会、国际重要组织和会议中,“塑料循环经济”、《海洋塑料》、等理念和公约被提出,塑料污染治理已成全球共识,如下表所示:

3.多国和地区制定应对塑料污染的政策法律,鼓励塑料回收和使用PCR塑料,推动技术进步和市场扩大。欧盟于2018年1月率先出台《循环经济中的欧洲塑料战略》,提出塑料循环经济的目标:

①到2030年,欧盟市场上的所有塑料包装都能够以具有成本效益的方式重复使用或回收;

②呼吁各利益攸关方作出自愿承诺,确保到2025年欧盟市场的新产品中含有1000万吨再生塑料;同年5月,出台《包装和包装废弃物指令》,到2025年12月31日,至少50%的塑料包装要被回收,到2030年12月31日,至少55%塑料包装的要被回收,并且规定回收不包括焚烧和填埋。

③除此之外,欧洲各国还出台有利于推动PCR塑料的税法,例如:英国塑料包装税将于2022年4月1日实施,对少于30%再生塑料的包装征收每吨200英镑税款。

4.在政策加持和包装、品牌巨头庞大的市场需求下,以化工巨头为主的跨国企业大力投资化学回收:

①品牌巨头为兑现塑料包装中含有一定比例PCR组分的承诺,其可持续发展部门和采购部门需在全球范围寻找PCR塑料来源,将压力传递给上游包装企业,包装企业又将压力传递给上游化工企业,若化工企业没有PCR塑料产能,则难以满足客户需求;

②以利安德巴塞尔、SABIC、BASF、壳牌、陶氏、埃克森美孚等化工巨头为主要成员的40多家跨国企业建立“终结塑料废弃物联盟(AEPW)”,承诺投入15亿美元,帮助终结环境中的塑料垃圾,同时承诺为客户提供PCR塑料。建立和扩充PCR塑料产能和产业链,成为近几年化工巨头的重要战略。

③然而化工企业较少有化学回收技术和项目的储备,为在可持续转型时期稳定服务已有客户,开拓可持续树脂新市场,化工企业正在积极投资或整合PCR塑料的技术和项目。此外,品牌和包装企业为完成其全球承诺,同时以合理价格获得PCR塑料产能,也在积极投资或与化学回收企业合作,如以下两表所示:

近年来,化学回收市场不断打开,但短期内技术和产能仍会稀缺,形成规模化市场尚需时日。

1.市场逐渐打开:化学回收PCR塑料与石油基塑料品质相同的特征,使化学回收技术成为食品和药品包装等高品质塑料需求者在可持续塑料时代难以绕过的技术。在需求急剧增加、刚性政策溢价加持下,化学回收PCR塑料供不应求,短期内PCR塑料价格是石油基塑料价格数倍。随着技术进步、规模效应上升、产能不断扩大,化学回收PCR塑料价格仍然存在环保溢价,但可能下降到更合理的位置。这是一个变革的时代,机遇与挑战并存。

2.技术和产能稀缺:PCR塑料的需求日趋强劲,化工企业在化学回收技术及其工业应用方面却没有做好准备充分,主要原因有:

①废塑料化学回收与传统石油化工、煤化工产业,在原料预处理、进料、加热、反应、设备和催化剂方面差异很大,有许多坑需要踩;

②数十年中虽有技术探索,但对废塑料回收和应用不是化工企业的战略重点,缺乏在时间和资源上长期且聚焦的投入,难以在经济性上实现技术突破。

③目前技术领先的化学回收企业,大多聚焦技术积累10年甚至20。

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