廢塑料化學(xué)回收系列報(bào)告之企業(yè)篇:2025年全球產(chǎn)能超300萬(wàn)噸/年
近年來(lái),由于世界多國(guó)政策支持及國(guó)際主流石化、品牌和包裝巨頭企業(yè)傾力布局等因素推動(dòng),廢塑料化學(xué)回收逐漸成為全球關(guān)注的熱門(mén)話(huà)題?泼瘜W(xué)回收研究院整理分析多年來(lái)科研和商業(yè)發(fā)展成果,特撰寫(xiě)了 “廢塑料化學(xué)回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展系列報(bào)告”,本篇為第4篇——“企業(yè)篇”。
本篇要點(diǎn):
1.化學(xué)循環(huán)是實(shí)現(xiàn)“塑料垃圾到高品質(zhì)材料”高值化閉環(huán)的主要技術(shù)路線(xiàn)。從過(guò)去以混合塑料熱解和PET解聚為主,逐步發(fā)展出包括聚烯烴裂解和PET、PA、PU、PMMA解聚等在內(nèi)的多條細(xì)分賽道,產(chǎn)物可用于包裝材料、改性塑料、紡織服裝、家居建材、汽車(chē)部件等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。
2.混合聚烯烴類(lèi)廢塑料催化裂解和熱裂解是塑料污染治理潛力和市場(chǎng)規(guī)模潛力最大的兩條技術(shù)路線(xiàn)。因其能夠處理物理回收企業(yè)難于處理的低值廢塑料,通過(guò)裂解得到塑料油,經(jīng)過(guò)深加工進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯、BTX等基礎(chǔ)化學(xué)品,聚合后得到高分子材料,從而形成完整閉環(huán)。
3.根據(jù)在建項(xiàng)目統(tǒng)計(jì),全球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)能將從2020年的萬(wàn)噸級(jí)增長(zhǎng)到2025年的數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)。世界頭部品牌、包裝、零售、化工和資源回收企業(yè)普遍認(rèn)同化學(xué)循環(huán)是完成其塑料可持續(xù)目標(biāo)的核心途徑,并在全球范圍內(nèi)迅速布局產(chǎn)能。
4.化學(xué)循環(huán)的原料最大潛力來(lái)自“兩網(wǎng)”中的“城市環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)”,其可得性和體量依賴(lài)大規(guī)模機(jī)械化垃圾分選(MRF)。垃圾分選加化學(xué)循環(huán)可實(shí)現(xiàn)廢塑料領(lǐng)域真正的“兩網(wǎng)融合”,化學(xué)循環(huán)產(chǎn)能的建立為垃圾分選提供更強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)牽引力和塑料垃圾吸納能力,是產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力,同時(shí)推動(dòng)城市生活垃圾成為碳減排的重要載體。
5.化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)模式在歐美國(guó)家及跨國(guó)公司得到驗(yàn)證,產(chǎn)能迅速擴(kuò)張,為中國(guó)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了樣本。中國(guó)化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)起步較晚,但發(fā)展?jié)摿O大,如得到資金、政策、政府支持等方面的加持,有潛力成為全世界最大的食品級(jí)PCR塑料生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。
隨著大部分國(guó)家碳中和目標(biāo)的確立,全球已經(jīng)進(jìn)入低碳可持續(xù)時(shí)代,整個(gè)化工材料領(lǐng)域正在進(jìn)行系統(tǒng)的低碳循環(huán)轉(zhuǎn)型,全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品模式會(huì)發(fā)生重大轉(zhuǎn)變,機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。塑料作為重要的化工材料,其循環(huán)利用備受關(guān)注。化學(xué)循環(huán)憑借原料適應(yīng)性廣、安全環(huán)保性強(qiáng)、產(chǎn)品不降級(jí)甚至可以升級(jí)等優(yōu)良特性,成為塑料行業(yè)低碳循環(huán)利用最受矚目的主流技術(shù)。
如本系列報(bào)告《技術(shù)篇》《市場(chǎng)篇》和《政策篇》分析,中國(guó)的廢塑料化學(xué)循環(huán)技術(shù)處于世界領(lǐng)先位置,市場(chǎng)潛力巨大,系統(tǒng)的政策支持正在逐步建立,中國(guó)有潛力成為該領(lǐng)域全球行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者、最大生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。
科茂化學(xué)回收研究院將在本篇報(bào)告中嘗試闡述化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈全貌及代表企業(yè),涵蓋品牌、零售、包裝、化工、環(huán)衛(wèi)、固廢處理、技術(shù)提供方、NGO等在廢塑料化學(xué)循環(huán)領(lǐng)域的行動(dòng)。
化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈總覽
科茂化學(xué)回收研究院對(duì)廢塑料化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的梳理見(jiàn)圖1。
圖1 廢塑料化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
01 | 物理循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
品牌商和零售商把產(chǎn)品賣(mài)給個(gè)人和企業(yè)消費(fèi)者,消費(fèi)者產(chǎn)生垃圾,環(huán)衛(wèi)企業(yè)收集垃圾。垃圾中品類(lèi)單一、較為干凈的廢塑料(以PET/HDPE/PP為主)被物理回收企業(yè)收集,經(jīng)過(guò)分選、清洗、破碎、熔融、造粒,得到降級(jí)PCR塑料(部分物理回收技術(shù)可實(shí)現(xiàn)不降級(jí)),用于重新做成產(chǎn)品,通過(guò)品牌商和零售商,回到消費(fèi)者手中,由此完成塑料的循環(huán) 。
02 | 化學(xué)循環(huán)聚烯烴產(chǎn)業(yè)鏈
混合低值廢塑料(以PP/PE為主,可包含PS)通過(guò)液化或單體工藝進(jìn)行化學(xué)回收,產(chǎn)出塑料油或乙烯、丙烯和BTX單體,由化工企業(yè)進(jìn)一步加工成 原生質(zhì)量的 PCR PP、PE、PS、PET和化纖單體,進(jìn)而做成可用于食品和醫(yī)藥等高價(jià)值領(lǐng)域的包裝物或高品質(zhì)織物、泡沫及其他材料,再回到品牌商和零售商完成閉環(huán),F(xiàn)有化工企業(yè)少有專(zhuān)門(mén)處理塑料油的裝置,需與原油或石腦油混合后加工, 通過(guò) Mass balance的方法認(rèn)證以確?勺匪菪。
03 | 化學(xué)循環(huán)化纖/PET瓶產(chǎn)業(yè)鏈
通過(guò)水解、醇解、酶解等解聚的方式回收PET、PA和PU單體,得到對(duì)苯二甲酸(PTA)、對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)、己內(nèi)酰胺(CPL)、多元醇等單體或低聚物,通過(guò)化纖企業(yè)制成原生質(zhì)量的PCR化纖、薄膜等,經(jīng)過(guò)紡織服裝企業(yè)和包裝企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)。
04 | 化學(xué)循環(huán)泡沫(PU)產(chǎn)業(yè)鏈
通過(guò)水解、醇解等方式回收PU單體,得到多元醇、二胺(可進(jìn)一步合成異氰酸酯,為PU的重要原料)等單體或低聚物,通過(guò)PU企業(yè)制成原生質(zhì)量的PCR PU,進(jìn)而經(jīng)過(guò)家居材料企業(yè)加工成泡沫、床墊、鞋具和皮革等用品進(jìn)入市場(chǎng)。
05 | 化學(xué)循環(huán)有機(jī)玻璃(PMMA)產(chǎn)業(yè)鏈
通過(guò)水解、醇解等方式回收PMMA單體,得到甲基丙烯酸甲酯(MMA)單體,通過(guò)PMMA企業(yè)制成原生質(zhì)量PMMA,進(jìn)而經(jīng)過(guò)材料企業(yè)加工成有機(jī)玻璃或與ABS共聚制成透明ABS等用品進(jìn)入市場(chǎng)。
化學(xué)循環(huán)產(chǎn)品需求企業(yè)的行動(dòng)
本系列報(bào)告之《市場(chǎng)篇》指出 ,化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了從能源替代驅(qū)動(dòng)到環(huán)境驅(qū)動(dòng),再到國(guó)際政治共識(shí)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)打開(kāi)的發(fā)展過(guò)程;瘜W(xué)循環(huán)PCR塑料由過(guò)去因不經(jīng)濟(jì)而沒(méi)有市場(chǎng),到現(xiàn)在成為跨國(guó)化工、包裝和品牌企業(yè)的重要戰(zhàn)略和KP I,真實(shí)且龐大的市場(chǎng)需求已經(jīng)形成。
作為化學(xué)循環(huán)市場(chǎng)崛起的重要節(jié)點(diǎn),2018年艾倫·麥克阿瑟基金會(huì)與聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署合作啟動(dòng)“新塑料經(jīng)濟(jì)全球承諾”,承諾簽署方包括國(guó)際領(lǐng)先的品牌、零售和包裝物巨頭企業(yè),以及政府、NGO等組織。全球承諾的簽署使塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)從可做可不做的柔性理念變成了企業(yè)可持續(xù)部門(mén)和產(chǎn)品部門(mén)的硬性績(jī)效指標(biāo),推動(dòng)化學(xué)循環(huán)PCR塑料包裝和產(chǎn)品的需求激增。
除此之外,以中國(guó)石化、利安德巴塞爾、SABIC、BASF、殼牌、?松梨诘葒(guó)際化工巨頭為主要成員的數(shù)十家跨國(guó)企業(yè)建立“終結(jié)塑料廢棄物聯(lián)盟(AEPW)”,承諾投入15億美元,推動(dòng)塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè),防止和減少?gòu)U塑料泄漏到環(huán)境中,促進(jìn)廢舊塑料循環(huán)利用,化學(xué)循環(huán)是其青睞的技術(shù)路線(xiàn)。同時(shí),多個(gè)AEPW的成員企業(yè)承諾為客戶(hù)提供PCR塑料 。建立和擴(kuò)充PCR塑料產(chǎn)能和產(chǎn)業(yè)鏈,成為近幾年國(guó)際化工巨頭的重要戰(zhàn)略。
科茂化學(xué)回收研究院概要梳理了全球主流企業(yè)和NGO在化學(xué)循環(huán)方面的行動(dòng)。
01 | 品牌企業(yè)
全球排名前列的品牌企業(yè)做出的承諾見(jiàn)表1。根據(jù)承諾,到2025年,塑料包裝中要含平均約25%PCR組分,而2020年數(shù)據(jù)則不足10%,且大部分為物理回收。這些企業(yè)所需塑料大部分為食品接觸級(jí),但物理回收較難全部滿(mǎn)足其需求,因?yàn)?nbsp;物理回收對(duì)原料單一度和潔凈度要求較高,原料有限且依賴(lài)源頭分類(lèi)和預(yù)處理,擴(kuò)大規(guī)模難度較大。同時(shí)物理回收大部分為降級(jí)回收,意味著較難滿(mǎn)足品牌企業(yè)的品質(zhì)需求;瘜W(xué)回收憑借產(chǎn)品不降級(jí)成為品牌企業(yè)非常青睞的解決方案。
表1 全球頭部品牌企業(yè)承諾
為實(shí)現(xiàn)全球承諾,部分品牌企業(yè)在化學(xué)循環(huán)領(lǐng)域積極采取行動(dòng),如加入旨在促進(jìn)塑料回收和再生的NGO、付出較高溢價(jià)采購(gòu)化學(xué)回收PCR塑料包裝等。
02 | 零售企業(yè)
全球排名前列的零售企業(yè)做出的承諾見(jiàn)表2。根據(jù)承諾,到2025年,塑料包裝中要含平均約25%的PCR組分,而2020年數(shù)據(jù)為10%左右。
表2 全球頭部零售企業(yè)承諾
為實(shí)現(xiàn)全球承諾,部分零售巨頭在化學(xué)循環(huán)領(lǐng)域積極采取行動(dòng),如使用PCR塑料購(gòu)物袋和包裝材料、加入促進(jìn)塑料包裝循環(huán)的NGO等。
03 | 包裝企業(yè)
全球排名前列包裝企業(yè)的承諾見(jiàn)表3。根據(jù)承諾,到2025年,塑料包裝中要含有平均25%~30%的PCR組分,而2020年數(shù)據(jù)為不到15%。
表3 全球頭部包裝企業(yè)承諾
為實(shí)現(xiàn)全球承諾,部分包裝企業(yè)在化學(xué)循環(huán)領(lǐng)域積極采取行動(dòng),如生產(chǎn)PCR塑料包裝、促進(jìn)廢塑料包裝的回收等。
04 | 化工企業(yè)
國(guó)際化工巨頭是化學(xué)循環(huán)最積極的推動(dòng)者,主要原因如下:
(1)品牌巨頭為兌現(xiàn)塑料包裝PCR組分的承諾,其可持續(xù)發(fā)展部門(mén)和采購(gòu)部門(mén)需在全球范圍尋找PCR塑料來(lái)源,將壓力傳遞給上游包裝企業(yè)和化工企業(yè);て髽I(yè)沒(méi)有PCR塑料產(chǎn)能,將難以滿(mǎn)足客戶(hù)需求。
(2)數(shù)十家跨國(guó)企業(yè)建立“終結(jié)塑料廢棄物聯(lián)盟(AEPW)”,承諾投入15億美元, 推動(dòng)塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè),防止和減少?gòu)U塑料泄漏到環(huán)境中,促進(jìn)廢舊塑料循環(huán)利用,同時(shí),多個(gè)AEPW成員企業(yè)承諾為客戶(hù)提供PCR塑料 。
建立和擴(kuò)充PCR塑料產(chǎn)能和產(chǎn)業(yè)鏈,成為近幾年化工巨頭較為關(guān)注的戰(zhàn)略舉措。然而化工企業(yè)較少有化學(xué)回收技術(shù)和項(xiàng)目的儲(chǔ)備,為在可持續(xù)轉(zhuǎn)型時(shí)期穩(wěn)定服務(wù)已有客戶(hù),開(kāi)拓可持續(xù)樹(shù)脂新市場(chǎng),化工企業(yè)正在積極投資或整合化學(xué)回收技術(shù)和項(xiàng)目?泼瘜W(xué)回收研究院整理部分化工企業(yè)的行動(dòng)見(jiàn)表4。
表4 全球頭部化工企業(yè)行動(dòng)
05 | 國(guó)際NGO
化學(xué)循環(huán)產(chǎn)品需求增長(zhǎng)和技術(shù)發(fā)展進(jìn)步離不開(kāi)NGO的鼓勵(lì)和呼吁。科茂化學(xué)回收研究院概要梳理的國(guó)際NGO的行動(dòng)見(jiàn)表5。
表5 國(guó)際NGO的行動(dòng)
艾倫·麥克阿瑟基金會(huì)除了發(fā)起針對(duì)品牌、零售和包裝企業(yè)的全球承諾外,還發(fā)起了“全球塑料公約網(wǎng)絡(luò)”。該網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)國(guó)家和區(qū)域組成,目標(biāo)包括可重復(fù)使用、可堆肥、可回收塑料包裝設(shè)計(jì)占比、回收率以及PCR組分等,具體見(jiàn)表6。
表6 “全球塑料公約網(wǎng)絡(luò)”
06 | 國(guó)內(nèi)NGO
在中國(guó),諸多組織也開(kāi)始大力推動(dòng)化學(xué)循環(huán),中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)(CPCIF)是典型代表之一,多家協(xié)會(huì)或機(jī)構(gòu)也紛紛采取行動(dòng)(見(jiàn)表7)。
表7 國(guó)內(nèi) NGO 相關(guān)行動(dòng)
化學(xué)循環(huán)子產(chǎn)業(yè)鏈介紹及案例
01 | 聚烯烴化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
目前化工企業(yè)少有專(zhuān)門(mén)處理塑料油的裝置,需與原油或石腦油混合加工。數(shù)年內(nèi),化學(xué)循環(huán)樹(shù)脂的主要生產(chǎn)者還是現(xiàn)有的化工企業(yè);旌霞庸ぎa(chǎn)出PP/PE/PS等,通過(guò)Mass balance認(rèn)證的方法保障PCR樹(shù)脂的可追溯性。
圖2 聚烯烴化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
2020年,冰淇淋品牌Magnum宣布推出超過(guò)700萬(wàn)個(gè)冰淇淋桶,系世界上第一個(gè)上市的食品級(jí)塑料化學(xué)循環(huán)案例,由SABIC、聯(lián)合利華和Plastic Energy共同完成。Plastic Energy用化學(xué)回收的方式提供塑料油,SABIC的化工廠(chǎng)以塑料油生產(chǎn)PCR PP,聯(lián)合利華以此原料做了夢(mèng)龍冰激凌的盒子。體量 不大,但具有劃時(shí)代意義。
圖3 全球首個(gè)閉環(huán)案例
SABIC還推出了一系列化學(xué)循環(huán)PCR樹(shù)脂產(chǎn)品案例,包括與聯(lián)合利華推出PCR PP食品容器;與包裝巨頭貝瑞(Berry)聯(lián)合推出PCR PE食品軟包裝袋;與英國(guó)零售商特易購(gòu)(Tesco)聯(lián)合推出PCR PE食品薄膜保鮮袋;與瑞士包裝企業(yè)康美包(SIG Combibloc)聯(lián)合推出PCR PP果汁包裝盒;與美國(guó)塑料保鮮容器企業(yè)特百惠(Tupperware)聯(lián)合推出PCR PP吸管和杯子;與英國(guó)烘焙食品供應(yīng)商Allied Bakeries聯(lián)合推出PCR PE面包包裝袋等等。
圖4 SABIC產(chǎn)品案例
在中國(guó),科茂環(huán)境以“低溫低壓催化裂解催化重整 ”工藝建設(shè)了首個(gè)化學(xué)回收工廠(chǎng),處理能力4萬(wàn)噸每年,將混合廢塑料轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)輕質(zhì)熱解油,并進(jìn)一步用于裂解乙烯、丙烯?泼c多家化工巨頭、包裝企業(yè)和品牌商有密切合作,正在推動(dòng)中國(guó)完成廢塑料到食品級(jí)新塑料行業(yè)閉環(huán)。
圖5 科茂環(huán)境建設(shè)的中國(guó)首個(gè)化學(xué)回收工廠(chǎng)
02 | 化纖/PET瓶化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
化學(xué)循環(huán)化纖和包裝產(chǎn)業(yè)鏈有兩條路徑,一條為PET瓶、廢紡織品(滌綸、尼龍、氨綸等)通過(guò)解聚法制成單體,聚合后制成纖維、瓶片和膜料;另一條為聚烯烴化學(xué)回收 工廠(chǎng)將廢塑料制成塑料油或雙烯苯,通過(guò)石化企業(yè)制成化纖和包裝材料單體,再制成纖維、瓶片和膜料。
聚烯烴基廢塑料通過(guò)制PCR乙烯、苯再進(jìn)一步制PET單體,最終產(chǎn)出原生品質(zhì)的PCR PET,避免了瓶到瓶原料成本過(guò)高的問(wèn)題,是一個(gè)潛力很大的方向。目前以聚烯烴廢塑料為PCR PET原料的路線(xiàn),科茂環(huán)境等企業(yè)正在與上下游伙伴推進(jìn)項(xiàng)目。
圖6 化纖/PET 瓶化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
2021年,樹(shù) 業(yè)環(huán)保年產(chǎn)7萬(wàn)噸化學(xué)回收 r-BHET生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)。其 r-BHET獲得了 ISCC PLUS認(rèn)證,系其化學(xué) 醇解回收循環(huán)再生專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)的 聚酯系列原料已獲得 SABIC、SK 化學(xué)、可口可樂(lè)等五百?gòu)?qiáng)企業(yè)高度認(rèn)可,產(chǎn)物可廣泛用于特種工程塑料、高檔化妝品、高端運(yùn)動(dòng)衣服、高端運(yùn)動(dòng)鞋材等領(lǐng)域。
同年,三聯(lián)虹普與臺(tái)華新材旗下控股子公司浙江嘉華簽署化學(xué)法循環(huán)再生尼龍材料項(xiàng)目合同,合同金額6256萬(wàn)元人民幣。該項(xiàng)目如成功實(shí)施,將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域技術(shù)空白,并一舉達(dá)到世界先進(jìn)水平。
03 | 泡沫(PU)化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
化學(xué)循環(huán)泡沫產(chǎn)業(yè)鏈有兩條路徑,一條為廢泡沫及其他聚氨酯制品通過(guò)解聚法制成單體,聚合后制成新的泡沫等產(chǎn)品;另一條為聚烯烴化學(xué)回收 工廠(chǎng)將廢塑料制成塑料油或雙烯苯,通過(guò)石化企業(yè)制成多元醇和異腈酸酯單體,再制成泡沫等產(chǎn)品。
圖7 泡沫化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
聚氨酯制品有熱固性和熱塑性之分,熱塑性聚氨酯有不少物理回收案例,熱固性聚氨酯暫無(wú)物理回收案例,化學(xué)回收是其再生利用的重要潛在方向。
2021年,科思創(chuàng)在德國(guó)開(kāi)始運(yùn)行一個(gè)軟質(zhì)泡沫化學(xué)回收試驗(yàn)工廠(chǎng),目標(biāo)是將廢舊床墊中的軟質(zhì)泡沫通過(guò)化學(xué)回收,并最終將回收的原材料再銷(xiāo)售。
04 | 有機(jī)玻璃(PMMA)化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
化學(xué)循環(huán)有機(jī)玻璃產(chǎn)業(yè)鏈有兩條路徑,一條為廢PMMA通過(guò)解聚法制成單體,聚合后制成PCR PMMA,可制成新的有機(jī)玻璃,或者與ABS混聚制取透明ABS,用于汽車(chē)領(lǐng)域;另一條為聚烯烴化學(xué)回收 工廠(chǎng)將廢塑料制成塑料油或雙烯BTX,通過(guò)石化企業(yè)制成MMA單體,聚合后產(chǎn)出PCR PMMA。
圖8 有機(jī)玻璃化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈
PMMA的需求量并不高,但其最重要的使用屬性為透明度,而物理回收較難保證透明度,因此化學(xué)回收很有可能會(huì)成為主要的回收方式,目前已在全球范圍內(nèi)擁有較多案例。
表8 全球 PMMA 化學(xué)循環(huán)案例
05 | 化學(xué)循環(huán)技術(shù)企業(yè)
化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)模式在歐美國(guó)家及跨國(guó)公司得到驗(yàn)證,世界頭部品牌、包裝、零售、化工和資源回收企業(yè)普遍認(rèn)同化學(xué)循環(huán)是完成其塑料可持續(xù)目標(biāo)的核心途徑,并在全球范圍內(nèi)迅速布局產(chǎn)能。根據(jù)在建項(xiàng)目統(tǒng)計(jì),全球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)能將從2020年的萬(wàn)噸級(jí)增長(zhǎng)到2025年的數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)。
我國(guó)企業(yè)也在積極開(kāi)展技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)能布局。作為國(guó)內(nèi)最大的樹(shù)脂生產(chǎn)商,中國(guó)石化正在著力攻關(guān)熱裂解和微波裂解等新技術(shù),同時(shí)與相關(guān)企業(yè)建立技術(shù)合作,已有百?lài)嵓?jí)中試和萬(wàn)噸級(jí)在建項(xiàng)目。科茂環(huán)境已有多個(gè)項(xiàng)目在建設(shè)中,合計(jì)年處理量68.3萬(wàn)噸,同時(shí)在20余座城市布局產(chǎn)能。下圖為科茂化學(xué)回收研究院對(duì)全球化學(xué)回收企業(yè)產(chǎn)能布局的梳理。
表9 全球化學(xué)回收企業(yè)產(chǎn)能布局
06 | 化學(xué)循環(huán)模式展望:大型化學(xué)循環(huán)基地—— 徹底的化學(xué)循環(huán)( Absolute Chemical Recycling)
圖9 大型化學(xué)循環(huán)基地
未來(lái)會(huì)出現(xiàn)大型廢塑料化學(xué)循環(huán)基地,既能夠處理附近地市每天數(shù)百?lài)嵵辽锨嵉膹U塑料,也能與現(xiàn)有的中小型化學(xué)回收工廠(chǎng)協(xié)作,同時(shí)處理廢塑料和塑料油,產(chǎn)出PCR雙烯、BTX和聚合物,供給下游樹(shù)脂企業(yè)、改性企業(yè)、精細(xì)化工企業(yè)和化纖企業(yè)。
科茂環(huán)境正在建設(shè)年處理量60萬(wàn)噸的廢塑料化學(xué)循環(huán)全球燈塔工廠(chǎng),以前沿的“高選擇性催化裂解”專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)PCR丙烯、BTX和低碳烷烴,將廢塑料全部轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)化學(xué)品。丙烯通過(guò)聚合生產(chǎn)PCR PP;烷烴可作為蒸汽裂解的原料,擁有比石腦油更高的收率,產(chǎn)出的乙烯丙烯后聚合為PCR PE/PP,也可燃燒產(chǎn)出垃圾基再生能源以自用或輸出;BTX可通過(guò)芳烴聯(lián)合裝置生產(chǎn)PX,進(jìn)而加工成PCR PET。工廠(chǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)從廢塑料到食品級(jí)新塑料的完整閉環(huán),即“徹底的化學(xué)循環(huán)”,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)凈負(fù)碳排超過(guò)120萬(wàn)噸/年和凈負(fù)能耗。
科茂化學(xué)回收研究院認(rèn)為,中國(guó)化學(xué)循環(huán)產(chǎn)能潛力為數(shù)座百萬(wàn)噸級(jí)超級(jí)工廠(chǎng),數(shù)十座30萬(wàn)~60萬(wàn)噸級(jí)大型工廠(chǎng),100~200座數(shù)萬(wàn)噸級(jí)中小型工廠(chǎng),有著全球最大的產(chǎn)能潛力。
化學(xué)循環(huán)原料來(lái)源模式
化學(xué)循環(huán)的原料來(lái)源渠道多種多樣,可以跟環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)接軌,也可以嵌入垃圾焚燒廠(chǎng)進(jìn)行焚燒前分選,還有工業(yè)農(nóng)業(yè)危廢廢塑料等多種渠道。 廢塑料的充分資源化有潛力使城市垃圾焚燒減碳25%-40%。
01 | 原料來(lái)源渠道多樣
第一種場(chǎng)景是與環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)接軌,通過(guò)大型垃圾分選裝置,在干垃圾、濕垃圾、混合垃圾、裝修垃圾中分選出低值廢塑料做化學(xué)回收,生成塑料油或新塑料原料,剩余垃圾通過(guò)焚燒或填埋處理。這可能是未來(lái)潛力最大的渠道,也是中國(guó)成為世界化學(xué)循環(huán)PCR塑料最大生產(chǎn)國(guó)和輸出國(guó)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
圖10環(huán)衛(wèi)固廢+廢塑料化學(xué)回收
相較而言,物理回收更多地依賴(lài)現(xiàn)行的廢品回收體系,化學(xué)回收能夠更好地與環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)結(jié)合,推動(dòng)“兩網(wǎng)融合”體系建設(shè)。
第二種場(chǎng)景是在焚燒前將垃圾經(jīng)過(guò)分選設(shè)備,分選出其中的低值廢塑料,進(jìn)入化學(xué)回收裝置,剩余垃圾進(jìn)入焚燒設(shè)備。歐洲已呈現(xiàn)焚燒前分選的趨勢(shì)。一是可以實(shí)現(xiàn)垃圾處置碳減排,通過(guò)碳交易產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)價(jià)值;二是高熱值塑料的分出使焚燒廠(chǎng)擁有更強(qiáng)的垃圾吸納能力,政府就不需要建造更多垃圾焚燒廠(chǎng)。這既是政府訴求,也是市場(chǎng)訴求。
圖11 垃圾焚燒+廢塑料化學(xué)回收
我國(guó)發(fā)達(dá)地區(qū)生活垃圾增量顯著且熱值提升明顯,尤其在垃圾分類(lèi)情況下,干垃圾熱值過(guò)高導(dǎo)致焚燒效率下降的情況開(kāi)始出現(xiàn)。進(jìn)行焚燒前分選,一是可更好地實(shí)現(xiàn)垃圾減量化和資源化,實(shí)現(xiàn)“無(wú)廢城市”目標(biāo);二是可以實(shí)現(xiàn)顯著的碳減排;三是減少焚燒廠(chǎng)的環(huán)保和運(yùn)營(yíng)成本壓力。某些欠發(fā)達(dá)地區(qū),垃圾焚燒廠(chǎng)或面臨“吃不飽”的現(xiàn)象,則暫時(shí)可能不適宜進(jìn)行焚燒前機(jī)械分選。中國(guó)化學(xué)回收產(chǎn)能的擴(kuò)大、有效率的產(chǎn)出,會(huì)為垃圾焚燒前分選提供重要的經(jīng)濟(jì)動(dòng)力。
第三種場(chǎng)景是在老舊垃圾填埋場(chǎng)復(fù)原開(kāi)挖后 經(jīng)過(guò)分選設(shè)備,分選出其中的低值廢塑料,進(jìn)入化學(xué)回收裝置,剩余垃圾進(jìn)入焚燒設(shè)備,或者進(jìn)行回填。填埋前分選也可能會(huì)出現(xiàn),分選出低值廢塑料和其他可回收物,剩余不可回收物和難回收物進(jìn)行填埋處理,F(xiàn)在我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)中的廢塑料體量約為4億~5億噸,因此這是目前潛力最大的存量原料來(lái)源。
圖12 垃圾填埋場(chǎng) 恢復(fù)+廢塑料化學(xué)回收
其他應(yīng)用場(chǎng)景,比如農(nóng)膜、農(nóng)藥包裝、造紙廠(chǎng)尾渣、醫(yī)療廢塑料、危廢廢塑料等,許多難以進(jìn)行物理回收的廢塑料有望成為化學(xué)回收很好的原料。其中醫(yī)療廢塑料成分以較純的聚烯烴為主,采用裂解技術(shù)可實(shí)現(xiàn)較高收率,但須經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理,微波技術(shù)是無(wú)害化處理的重要路線(xiàn)。
圖13 其他場(chǎng)景
02 | 垃圾分類(lèi) +環(huán)衛(wèi)一體化使原料可得性增強(qiáng)
我國(guó)于2017年開(kāi)始在46個(gè)重點(diǎn)城市開(kāi)展城市生活垃圾分類(lèi),并從2019年起進(jìn)一步推廣到全國(guó)地級(jí)及以上城市。各地制定了詳細(xì)的垃圾分類(lèi)方法、目錄與指南,購(gòu)置了大量的垃圾分類(lèi)設(shè)施、設(shè)備,并廣泛開(kāi)展了垃圾分類(lèi)的宣傳教育與督導(dǎo),投入了大量的人力、物力、財(cái)力,我國(guó)城市生活垃圾回收率大幅提升。
同時(shí),環(huán)衛(wèi)項(xiàng)目發(fā)展趨勢(shì)是將清掃、保潔、中轉(zhuǎn)、收運(yùn)、處理進(jìn)行一體化打包,同時(shí)涉及前端垃圾分類(lèi)及后端餐廚垃圾處理等。未來(lái) 隨著人們對(duì)生活環(huán)境要求的不斷提高,環(huán)衛(wèi)服務(wù)的業(yè)務(wù)深度和廣度還將不斷延伸。
垃圾分類(lèi)和環(huán)衛(wèi)一體化的深度融合使得垃圾從被丟棄到末端處置的過(guò)程連續(xù)且可控,有助于避免混收混運(yùn)混合處置,為下游資源化提供穩(wěn)定的初始原料,是化學(xué)回收原料的最大潛在來(lái)源之一。
03 | 分選技術(shù)使廢塑料能夠被挑選出來(lái)供下游資源化
圖14 分選:垃圾資源化的樞紐
縱觀(guān)資源再生行業(yè),為了得到高質(zhì)量和高價(jià)值的再生產(chǎn)品,需要在生產(chǎn)加工過(guò)程的進(jìn)料環(huán)節(jié)滿(mǎn)足單一材質(zhì)(高純度、少雜質(zhì))的要求。盡管化學(xué)回收對(duì)原料的單一度和潔凈度要求不高,但若能提供更高純度、更少雜質(zhì)的原料,將會(huì)得到更高質(zhì)量和更高價(jià)值的產(chǎn)品。我國(guó)生活源垃圾往往是不同材質(zhì)的混合物,除了廢紙、廢金屬、廢紡織品等混合,僅廢塑料就包含數(shù)種不同組分,如PET、PP、HDPE、LDPE、PS、PU、PA、PMMA、PC、ABS等,所以分選就成為資源化過(guò)程中必不可少且最為關(guān)鍵的前置環(huán)節(jié),甚至可以說(shuō)分選是實(shí)現(xiàn)資源化目標(biāo)的必要手段。只有通過(guò)分選后得到高純度的單一材質(zhì)物料,才有可能成為再生加工環(huán)節(jié)的合適進(jìn)料,從而生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)再生料用于新產(chǎn)品生產(chǎn),完成資源化過(guò)程。
2022年1月,發(fā)改委等部委發(fā)布《關(guān)于加快廢舊物資循環(huán)利用體系建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》(下稱(chēng)《意見(jiàn)》),《意見(jiàn)》要求:到2025年,建成綠色分揀中心1000個(gè)以上;包括廢塑料在內(nèi)的9種主要再生資源循環(huán)利用量達(dá)到4.5億噸!兑庖(jiàn)》的發(fā)布,促使垃圾分揀/分選工廠(chǎng)如雨后春筍般涌現(xiàn)。截至2022年6月,已有11家企業(yè)通過(guò)再生資源綠色分揀中心認(rèn)證。
分選行業(yè)的技術(shù)和設(shè)備非常成熟,但在中國(guó)尚未廣泛普及,下游資源化收益不高較難覆蓋分選成本是主要原因之一,因此比較依賴(lài)政策和補(bǔ)貼的推動(dòng);瘜W(xué)回收憑借卓越的經(jīng)濟(jì)性,依靠?jī)H占生活垃圾分選廠(chǎng)產(chǎn)出物15%~20%的低值廢塑料為原料產(chǎn)生的收益就有可能覆蓋整個(gè)分選系統(tǒng)和化學(xué)回收的成本。另外,在化學(xué)回收產(chǎn)能建立之前,生活垃圾分選產(chǎn)出的大部分廢塑料品質(zhì)較低無(wú)法物理回收,只能通過(guò)焚燒或填埋處理。
化學(xué)回收從大規(guī)模機(jī)械分選獲取優(yōu)質(zhì)原料,并為分選提供更強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)牽引力和塑料垃圾吸納能力,是產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。
04 | 環(huán)衛(wèi)和固廢處理企業(yè)大力布局再生資源產(chǎn)業(yè)
憑借獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、卓越的減碳屬性和對(duì)上下游產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)作用,化學(xué)循環(huán)是解決塑料污染、推動(dòng)“垃圾分類(lèi)”、“無(wú)廢城市”、“兩網(wǎng)融合”、“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“雙碳目標(biāo)”等政策落地實(shí)現(xiàn)的絕佳途徑甚至是唯一出路,受到環(huán)衛(wèi)和固廢處理企業(yè)的青睞。
表10
區(qū)別于固廢處理行業(yè)的其他領(lǐng)域(如危廢處理等領(lǐng)域較高的技術(shù)壁壘、垃圾焚燒領(lǐng)域較高的資金壁壘),環(huán)衛(wèi)行業(yè)的準(zhǔn)入門(mén)檻相對(duì)較低,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。目前整個(gè)市場(chǎng)參與的企業(yè)有數(shù)千家,其中以規(guī)模較小的環(huán)衛(wèi)企業(yè)為主,市場(chǎng)集中度CR10在15%左右。向上下游延伸,將垃圾分類(lèi)、無(wú)廢城市和兩網(wǎng)融合等串聯(lián)成為環(huán)衛(wèi)企業(yè)的必經(jīng)之路。部分頭部環(huán)衛(wèi)企業(yè)已開(kāi)始探索“垃圾分類(lèi)+環(huán)衛(wèi)一體化+再生資源”新模式,大力布局再生資源產(chǎn)業(yè),在將垃圾分類(lèi)和清運(yùn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)高值化回收實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增長(zhǎng)。
同時(shí),垃圾焚燒市場(chǎng)集中度已超過(guò)50%,未來(lái)增長(zhǎng)引擎將不再依賴(lài)焚燒項(xiàng)目擴(kuò)張,而是以垃圾焚燒廠(chǎng)為據(jù)點(diǎn),開(kāi)拓相關(guān)環(huán)衛(wèi)、餐廚、工業(yè)固廢、危廢、醫(yī)廢、再生資源等“焚燒+”業(yè)務(wù),依托焚燒廠(chǎng)建設(shè)靜脈產(chǎn)業(yè)園,部分企業(yè)嘗試探索“分選+再生+焚燒”新業(yè)態(tài)。部分企業(yè)行動(dòng)見(jiàn)表11。
表11 部分企業(yè)行動(dòng)
至此, 《廢塑料化學(xué)回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》已全部完結(jié),科茂化學(xué)回收研究院通過(guò)對(duì)廢塑料化學(xué)回收技術(shù)、市場(chǎng)、政策和產(chǎn)業(yè)鏈的研究,得到以下結(jié)論:
01 | 廢塑料化學(xué)循環(huán)技術(shù)經(jīng)過(guò)數(shù)十年積累,已具備大規(guī)模工業(yè)化基礎(chǔ)
廢塑料化學(xué)循環(huán)技術(shù)在技術(shù)水平、規(guī)模效應(yīng)、產(chǎn)品品質(zhì)、環(huán)保程度、安全生產(chǎn)等方面較以往實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足進(jìn)步,具備大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ),未來(lái)也將成為主要的碳減排技術(shù)之一,已成為國(guó)家重點(diǎn)支持鼓勵(lì)的產(chǎn)業(yè)。
02 | 廢塑料化學(xué)循環(huán)市場(chǎng)需求龐大,且最大市場(chǎng)在中國(guó)
化學(xué)循環(huán)PCR塑料已成為頭部跨國(guó)企業(yè)的重要戰(zhàn)略和KPI,真實(shí)且龐大的市場(chǎng)需求已形成。稅收、碳補(bǔ)貼等因素的加持賦予了化學(xué)循環(huán)PCR塑料數(shù)倍的短期溢價(jià),以及較高的長(zhǎng)期溢價(jià)。
化學(xué)循環(huán)將成為碳中和時(shí)代石化和環(huán)衛(wèi)固廢行業(yè)的“第二增長(zhǎng)曲線(xiàn)”,每年新增市場(chǎng)潛力千億級(jí)別,存量市場(chǎng)萬(wàn)億級(jí)別,且全球最大市場(chǎng)在中國(guó)。
03 | 廢塑料化學(xué)循環(huán)行業(yè)政策支持窗口已開(kāi),未來(lái)前景光明
廢塑料回收法定目標(biāo)逐漸清晰,化學(xué)循環(huán)PCR塑料的終端使用和專(zhuān)屬產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)正在推進(jìn),科技、金融及其他配套政策支持正在建立,廢塑料化學(xué)循環(huán)行業(yè)政策支持力度逐漸增大,未來(lái)前景一片光明。
04 | 廢塑料化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)在歐美迅速爆發(fā),為中國(guó)發(fā)展樹(shù)立了可借鑒樣板
全球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)能將從2020年的萬(wàn)噸級(jí)增長(zhǎng)到2025年的數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)。世界頭部品牌、包裝、零售、化工和資源回收企業(yè)普遍認(rèn)同化學(xué)循環(huán)是完成其塑料可持續(xù)目標(biāo)的核心途徑,并在全球范圍內(nèi)迅速布局產(chǎn)能,為中國(guó)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了樣本。
結(jié)語(yǔ)
廢塑料化學(xué)循環(huán)產(chǎn)業(yè)是連接塑料污染治理和材料領(lǐng)域低碳循環(huán)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵橋梁。下游需求的強(qiáng)大拉力,是塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)逐步從政治共識(shí)發(fā)展為市場(chǎng)共識(shí);上游供給的強(qiáng)大推力,是全球塑料污染治理和碳中和的迫切需求;瘜W(xué)循環(huán)既能解決白色污染,也能收獲經(jīng)濟(jì)回報(bào),必然會(huì)走向蓬勃發(fā)展的局面。
在產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)點(diǎn),上一階段的領(lǐng)先企業(yè),若沒(méi)有自我革命的勇氣實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,很多會(huì)像諾基亞、柯達(dá)等企業(yè)陷入創(chuàng)新者的窘境,迅速由盛轉(zhuǎn)衰。全球頭部品牌、包裝、化工企業(yè)面臨低碳循環(huán)轉(zhuǎn)型,環(huán)衛(wèi)和固廢企業(yè)面臨國(guó)家鼓勵(lì)焚燒到鼓勵(lì)資源化的政策轉(zhuǎn)變,當(dāng)前塑料回收主力軍物理回收企業(yè)面臨高值塑料原料緊缺、價(jià)值增值不高的難題。廢塑料化學(xué)循環(huán)是當(dāng)下值得重點(diǎn)投入的戰(zhàn)略方向。
為此“第七屆中國(guó)國(guó)際工程塑料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新大會(huì)”特設(shè)可持續(xù)發(fā)展——低碳零碳塑料專(zhuān)場(chǎng),與科茂化學(xué)回收研究院一同呼吁行業(yè)有識(shí)之士,積極擁抱時(shí)代變化,以大無(wú)畏的精神和不破不立的勇氣,迅速投身這一朝氣蓬勃的產(chǎn)業(yè)。
一年一次全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)?huì)
匯聚全球頂級(jí)科技力量
新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)備、新應(yīng)用
需求引領(lǐng),永續(xù)創(chuàng)新
為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新賦能
誠(chéng)邀您的蒞臨
會(huì)議同期,還將舉辦
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作者:科茂化學(xué)回收研究院