Plastik to żywica syntetyczna wytwarzana z ropy naftowej i chwalona jako „jeden z największych wynalazków ludzkości XX wieku”. Szerokie zastosowanie tego „wielkiego wynalazku” zapewniło ludziom wielką wygodę, jednak utylizacja odpadów z tworzyw sztucznych stała się drażliwym problemem dla całej ludzkości. Według statystyk jedynie 9% z ponad 10 miliardów ton odpadów tworzyw sztucznych wyprodukowanych na świecie od lat 50. XX wieku nadaje się do recyklingu. Biorąc za przykład opakowania z tworzyw sztucznych, jeśli nie zostaną nałożone żadne ograniczenia, do 2050 r. masa odpadów z tworzyw sztucznych w morzu przewyższy masę ryb, obliczoną na podstawie obecnej ilości odpadów. Gospodarka recyklingiem tworzyw sztucznych jest ważnym sposobem na osiągnięcie szczytu emisji dwutlenku węgla i neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla, a także jest podstawowym znaczeniem przyspieszenia zielonej transformacji trybu rozwoju, przyspieszenia budowy systemu recyklingu odpadów oraz promowania priorytetu ekologicznego, oszczędzania i intensywnego, zielonego i niskiego poziomu -rozwój węglowy zaproponowany w raporcie XX Kongresu Krajowego KPCh. W tym artykule zapoznasz się z podstawową sytuacją dotyczącą recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych w kraju i za granicą.
Znaczenie przyspieszenia budowy systemu recyklingu odpadów tworzyw sztucznych
Popraw korzyści ekonomiczne
Według ostrożnych szacunków Programu Środowiskowego Narodów Zjednoczonych koszt środowiskowy nieefektywnego cyklu opakowań z tworzyw sztucznych na całym świecie wynosi około 40 miliardów dolarów, a około 95% wartości materiałów opakowaniowych z tworzyw sztucznych marnuje się w wyniku jednorazowego użycia, co spowoduje bezpośrednie straty gospodarcze w wysokości od 80 do 120 miliardów dolarów rocznie.
2. Zmniejsz białe zanieczyszczenia
Zanieczyszczenia odpadami z tworzyw sztucznych nie tylko zanieczyszczają środowisko naturalne, ale także szkodzą zdrowiu ludzi i zwierząt. Najnowsze badania pokazują, że cząsteczki tworzyw sztucznych znajdują się w ludzkich naczyniach krwionośnych i łożysku kobiet w ciąży. Według raportu opublikowanego przez World Wide Fund for Nature w 2019 roku przeciętny człowiek na świecie spożywa tygodniowo 5 gramów plastiku, co odpowiada wadze karty kredytowej.
3. Zmniejsz zanieczyszczenie emisją dwutlenku węgla
Emisja dwutlenku węgla w całym cyklu życia 1 tony odpadów tworzyw sztucznych, od produkcji do końcowego spalenia, wynosi około 6,8 tony, całkowita emisja węgla na każdym etapie cyklu fizycznego odpadów tworzyw sztucznych wynosi 2,9 tony, a całkowita redukcja węgla w procesie fizycznym cykl wynosi około 3,9 tony; Całkowita emisja węgla w każdym ogniwie cyklu chemicznego wynosi 5,2 tony, a redukcja emisji dwutlenku węgla wynosi około 1,6 tony.
4. Oszczędzanie zasobów ropy
Przy ciągłym postępie technologii recyklingu oczekuje się, że stopień recyklingu tworzyw sztucznych wzrośnie z 30% do ponad 60% w 2060 r., oszczędzając 200 milionów ton zasobów ropy, co będzie miało ogromny wpływ na wzór rafinacji przemysł.
5. Poprawa konkurencyjności przedsiębiorstw
Wkrótce zostanie nałożony unijny podatek od opakowań i graniczny podatek od emisji dwutlenku węgla. Szacuje się, że ilość produktów z tworzyw sztucznych pobieranych w Chinach osiągnie 70 miliardów juanów w 2030 r., podczas gdy zysk przedsiębiorstw produkujących żywicę w Chinach ma wynieść 96 miliardów juanów do 2030 r., a intensywność podatku sięgnie 3/4. Jeśli jednak przedsiębiorstwa dodadzą do wyrobów z tworzyw sztucznych pewną część materiałów pochodzących z recyklingu, możliwe będzie obniżenie lub nawet zwolnienie podatków, poprawiając w ten sposób konkurencyjność i wpływ marki przedsiębiorstw.
Recykling odpadów tworzyw sztucznych w Chinach
Chiny to największy na świecie kraj zajmujący się produkcją, konsumpcją i eksportem tworzyw sztucznych. W ostatnich latach, wraz z ciągłą poprawą warunków życia ludzi, z roku na rok zwiększa się także produkcja odpadów z tworzyw sztucznych. W 2021 r. tworzywa sztuczne będą stanowić 12% odpadów stałych w Chinach. Jednocześnie, wraz ze stopniowym wzrostem świadomości ludzi w zakresie ochrony środowiska, systematycznie wzrasta również udział recyklingu tworzyw sztucznych. Według raportu OECD 2020 oczekuje się, że stopień recyklingu odpadów tworzyw sztucznych w całym cyklu życia wzrośnie z 8% w 2019 r. do 14% w 2060 r.
W branży chemicznego recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych skupia się wielu gigantów
Nexus: W ciągu pięciu lat planuje się utworzenie co najmniej 12 dużych fabryk zajmujących się chemicznym recyklingiem odpadów foliowych z różnych źródeł.
BASF: BASF zainwestował 20 milionów euro w norweską firmę Quantafuel, aby dalej rozwijać i ulepszać proces wykorzystania zmieszanych odpadów tworzyw sztucznych do produkcji oleju popirolitycznego.
SABIC: Wielostronna współpraca mająca na celu zwiększenie produkcji certyfikowanych polimerów cyklicznych odzyskiwanych z odpadów tworzyw sztucznych oraz udział w projekcie morskiego odzysku chemicznego tworzyw sztucznych.
Total Energy: podpisał długoterminową umowę handlową z Vanheede Environment Group na dostawy surowców pochodzących z recyklingu pokonsumenckiego (PCR)
ExxonMobil: Po rozbudowie zakładu w Teksasie stanie się on jednym z największych zaawansowanych zakładów recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych w Ameryce Północnej.
Mura: Zastrzeżona technologia HydroPRS pozwala uniknąć wytwarzania „węgla” i maksymalizować produkcję produktów węglowodorowych.
Dow: Aktywnie poszukuje partnerów biznesowych z klientami, aby jak najszybciej rozszerzyć skalę technologii odzyskiwania środków chemicznych.
Braskem (największy producent poliolefin w obu Amerykach): Potwierdzono, że produkcja wartościowych półproduktów, takich jak związki aromatyczne i monomery, jest wysoka.
Punkt widzenia eksperta
Cykl tworzyw sztucznych przyspiesza zieloną transformację trybu rozwoju
Fu Xiangsheng, wiceprezes Chińskiej Federacji Przemysłu Naftowego i Chemicznego
Od chwili swoich narodzin tworzywa sztuczne wniosły istotny wkład w postęp cywilizacji ludzkiej, zwłaszcza w zakresie zastępowania stali i drewna, oszczędzania energii i redukcji emisji. Ale teraz stał się globalnym konsensusem w sprawie kontroli zanieczyszczeń tworzywami sztucznymi. Gospodarka recyklingiem tworzyw sztucznych jest ważnym środkiem zmniejszającym zanieczyszczenie środowiska tworzywami sztucznymi.
Gospodarka recyklingu tworzyw sztucznych dzieli się na cykl fizyczny i cykl chemiczny. Recykling fizyczny to praktyczna ścieżka kaskadowego recyklingu odpadów tworzyw sztucznych. Recykling chemiczny może zapewnić ponowne wykorzystanie odpadów tworzyw sztucznych o wysokiej wartości, a wiele przedsiębiorstw w kraju i za granicą poczyniło ważne osiągnięcia.
Niektórzy stosują metody depolimeryzacji lub rozkładu w celu redukcji odpadów tworzyw sztucznych do monomerów i ponownej polimeryzacji w celu realizacji cyklu chemicznego. Przyjmuje się, że pierwsi producenci DuPont i Huntsman w ostatnich latach opanowali „technologię rozkładu metanolu”, polegającą na rozkładaniu odpadów poliestrowych (PET) butelek po napojach na monomery tereftalanu metylu i glikolu etylenowego, a następnie ponownej syntezy nowej żywicy PET, uzyskując zamknięty cykl chemiczny pętli.
Inne to zgazowanie odpadów tworzyw sztucznych do gazu syntezowego lub piroliza do produktów naftowych, resynteza chemikaliów i polimerów. Na przykład firma BASF opracowuje proces krakingu termicznego, który przekształca odpady tworzyw sztucznych w gaz syntezowy lub produkty naftowe i wykorzystuje ten surowiec do produkcji różnych chemikaliów lub polimerów na zintegrowanej bazie Ludwigshafen o jakości odpowiadającej klasie spożywczej; Eastman realizuje odzysk chemiczny szeregu odpadów tworzyw poliestrowych za pomocą technologii regeneracji poliestrów, która może zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o 20% ~ 30% w porównaniu z tradycyjnymi procesami; Planowane oddanie projektu do użytku we wrześniu 2023 r. polega na wykorzystaniu gazyfikatora ze złożem fluidalnym do zgazowania odpadów tworzyw sztucznych o niskiej czystości i niełatwych do recyklingu oraz produkcji metanolu z otrzymanego gazu syntezowego. Metoda ta pozwala kompleksowo zmniejszyć emisję dwutlenku węgla o 100 000 ton na 60 000 ton odpadów tworzyw sztucznych. Chińska Petrochemiczna Akademia Nauk, Nauka i Przemysł Lotniczy oraz inne przedsiębiorstwa również osiągnęły etapowe wyniki w zakresie recyklingu tworzyw sztucznych.
Cykl chemiczny nie jest problemem trudnym z technicznego punktu widzenia, ponieważ większość reakcji chemicznych jest odwracalna: można je rozłożyć, jeśli można je zsyntetyzować, i można je zdepolimeryzować, jeśli można je spolimeryzować. Obecnie największą przeszkodą są względy ekonomiczne. To koszt i cena. Dlatego same rozwiązania techniczne nie wystarczą, ale wymagają także promocji polityki, a także konsensusu społecznego i globalnych działań.
Przyspieszenie stosowania i popularyzacji technologii odzysku chemicznego
Li Mingfeng, prezes Instytutu Badawczego Technologii Nafty i Chemicznej Sinopec
Recykling chemiczny odpadów tworzyw sztucznych uznawany jest w kraju i za granicą za niskoemisyjną, czystą i zrównoważoną metodę recyklingu. W ostatnich latach międzynarodowi giganci chemiczni przyspieszyli swoje działania w dziedzinie recyklingu tworzyw sztucznych. LG, Saudi Basic Industry Corporation, BP i inne przedsiębiorstwa o międzynarodowej renomie przeprowadziły badania nad recyklingiem tworzyw sztucznych. Wśród nich najważniejszy jest odzysk chemiczny. Ponieważ odzysk chemiczny ma zastosowanie w przypadku zmieszanych odpadów tworzyw sztucznych o dużej zawartości zanieczyszczeń i nie można go fizycznie odzyskać, w branży uważa się go za przyszły kierunek rozwoju technicznego. Obecnie w Chinach jedynie 12% odpadów tworzyw sztucznych poddawanych jest recyklingowi metodami fizycznymi, a metody chemicznej prawie nie ma, więc nadal jest ogromne pole do rozwoju.
Promowanie odzysku chemicznego będzie z pewnością wspierane przez technologię. Technologia pirolizy odpadów z tworzyw sztucznych jest kluczową technologią podstawową, z której będą korzystać prawie wszystkie przedsiębiorstwa. Jednakże rozwój technologii pirolizy odpadów tworzyw sztucznych jest bardzo trudny, ponieważ istnieje ponad 200 rodzajów surowców z tworzyw sztucznych, w tym tworzywa sztuczne ogólne, tworzywa specjalne i tworzywa konstrukcyjne, co sprawia, że wymagania techniczne różnych przedsiębiorstw rafineryjnych i chemicznych są bardzo złożone. Obecnie, chociaż technologia chemicznego odzyskiwania odpadów z tworzyw sztucznych w Chinach osiągnęła szybki rozwój, nadal znajduje się na etapie rozszerzania się z małej skali do pilotażu lub demonstracji przemysłowej. Szybka realizacja przełomów technologicznych wymaga intensywniejszych badań i rozwoju technologicznego oraz szerszej współpracy.
W 2021 r. kierowany przez Akademię Nauk o Ropach Naftowych, 11 jednostek, w tym Joint Engineering Construction Company, Yanshan Petrochemical, Yangzi Petrochemical, Maoming Petrochemical, Chińska Akademia Nauk o Środowisku, Pekiński Instytut Technologii Nafty i Chemicznej, Uniwersytet Tongji, Rzeka Zhejiang Jangcy Instytut Gospodarki i Technologii Delta złożył wniosek o utworzenie „Centrum Innowacji Technologii Przemysłowych w zakresie Chemicznego Recyklingu Odpadów Tworzyw Sztucznych” Uniwersytetu im. Federacji Petrochemicznej i pomyślnie zdobył licencję. W następnym kroku CAS będzie polegać na centrum w zakresie wdrażania innowacji w ramach współpracy przemysłowo-uniwersyteckiej i badawczej, będzie dążyć do stworzenia platformy badawczo-rozwojowej w zakresie technologii utylizacji odpadów tworzyw sztucznych o wysokiej wartości, nadających się do różnych rodzajów tworzyw sztucznych i różnych źródeł, opracowywania technologię kierunkowej konwersji odpadów z tworzyw sztucznych, prowadzić badania nad rozwojem i zastosowaniami przemysłowymi nowego procesu chemicznego odzyskiwania odpadów z tworzyw sztucznych i różnych procesów łączenia technologii, a także sprawić, że technologia chemicznego recyklingu odpadów tworzyw sztucznych osiągnie wiodący międzynarodowy poziom.
Spraw, aby odpady z tworzyw sztucznych nadawały się do recyklingu
Guo Zifang, wiceprezes Sinopec Pekińskiego Instytutu Badań Chemicznych
Aby pomóc w osiągnięciu celu, jakim jest „podwójny węgiel”, ciężko pracowaliśmy nad produktami „nadającymi się do recyklingu i wykorzystania” i głęboko zaangażowaliśmy się w dziedzinę recyklingu polimerów.
Jeśli chodzi o „nadające się do recyklingu”, większość tworzyw sztucznych opakowaniowych dostępnych na rynku jest wielowarstwowych. Te tworzywa sztuczne to nie tylko poliolefiny, ale różne składniki, które powodują wiele trudności w recyklingu. Aby uzyskać produkt „nadający się do recyklingu”, bardzo ważnym krokiem jest wybranie jednego surowca do produkcji opakowań z tworzyw sztucznych, którego przedstawicielem jest BOPE (polietylen o dwuosiowej wytrzymałości na rozciąganie). Ta jednomateriałowa struktura opakowania jest porównywana z tradycyjną strukturą opakowania z wielu różnych materiałów. Bardziej sprzyja recyklingowi tworzyw sztucznych.
Jeśli chodzi o „użyteczność”, odzysk fizyczny i odzysk chemiczny to dwa główne sposoby recyklingu odpadów tworzyw sztucznych. Zawsze kierujemy się zasadą „chodzenia na dwóch nogach” i opracowujemy różnorodne trasy techniczne, aby zapewnić możliwość wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu. W zakresie odzysku fizycznego współpracowaliśmy ze znanymi krajowymi uniwersytetami i przedsiębiorstwami, aby rozwiązać kluczowe problemy w zakresie ciągłego przetwarzania i ponownego wykorzystania folii z tworzyw sztucznych pochodzącej z recyklingu, technologii wtórnego odzysku tworzyw sztucznych samochodowych i osiągnęliśmy wstępne wyniki. W zakresie odzysku chemicznego samodzielnie opracowaliśmy technologię pirolizy mikrofalowo-plazmowej, wykorzystując odpadowy polimer jako surowiec do krakingu, a wydajność trietylenu jest porównywalna z tradycyjnym procesem krakingu parowego benzyny ciężkiej. Jednocześnie przyspieszyliśmy prace badawczo-rozwojowe w zakresie krakingu katalitycznego i skupiliśmy się na osiągnięciu wydajnego odzysku chemicznego różnych odpadów tworzyw sztucznych. Opracowaliśmy także wielofazowy rozpuszczalnik, który można wprowadzić do tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu, aby poprawić zdolność wiązania różnych polimerów, tworząc materiały o wyższej wydajności i stabilności, i oczekuje się, że umożliwi ponowne wykorzystanie tworzyw hybrydowych bez rozkładu, co może być stosowane w sprzęcie gospodarstwa domowego, budownictwie, transporcie i innych dziedzinach.
Recykling i ponowne wykorzystanie odpadów polimerowych jest ważną częścią przemysłu polimerowego w tworzeniu i ulepszaniu ekologicznego, niskoemisyjnego systemu gospodarczego w zakresie rozwoju o obiegu zamkniętym. W przyszłości Pekiński Instytut Technologii Chemicznej będzie nadal skupiał się na opracowywaniu, stosowaniu, recyklingu i recyklingu nowych materiałów, pracował na rzecz poprawy wydajności i jakości recyklingu fizycznego, promował badania i rozwój oraz industrializację nowej technologii recyklingu chemicznego, pomóc w budowie nowego modelu gospodarki recyklingu tworzyw sztucznych i zbudować ekologiczny łańcuch przemysłowy o zamkniętym obiegu gospodarczym.
Stale rozwijaj ekologiczne i przyjazne dla środowiska materiały ulegające degradacji
Li Renhai, dyrektor ds. produkcji bezpieczeństwa w Yizheng Chemical Fibre Company i szef zespołu badawczo-rozwojowego projektu materiałów biodegradowalnych
Obecnie rozwój biodegradowalnych tworzyw sztucznych wciąż stoi przed wieloma wyzwaniami. Niedawno oficjalnie opublikowano raport z badań na temat oceny oddziaływania na środowisko i wsparcia polityki w zakresie tworzyw sztucznych ulegających rozkładowi, opracowany wspólnie przez Sinopec i Uniwersytet Tsinghua. Dzięki szczegółowym badaniom i analizom w raporcie badawczym po raz pierwszy zaproponowano system wskaźników oceny degradowalnych tworzyw sztucznych, w których rdzeniem jest podatność na degradację, w porównaniu z tradycyjnymi tworzywami sztucznymi, a także przeanalizowano wykonalną ścieżkę wykorzystania degradowalnych tworzyw sztucznych z wymiaru społecznego i ekonomicznego. Wierzymy, że niniejszy raport z badań stanowi wskazówkę przewodnią pozwalającą na prowadzenie wysokiej jakości rozwoju przemysłu tworzyw biodegradowalnych. W raporcie z badania wskazano takie problemy, jak sprzeczności strukturalne w stosowaniu produktów z tworzyw sztucznych ulegających biodegradacji oraz niska opłacalność stosowania produktów z tworzyw sztucznych ulegających biodegradacji w obszarze ogólnych źródeł utrzymania.
Sinopec to największy na świecie producent żywic syntetycznych. Zawsze opowiada się za ekologicznym rozwojem i przywiązuje wagę do badań, rozwoju i stosowania degradowalnych tworzyw sztucznych. Jest to pierwsze przedsiębiorstwo członkowskie na terenie Chin kontynentalnych. Yizheng Chemical Fibre kontynuuje badania i rozwój szeregu zielonych, przyjaznych dla środowiska, nadających się do recyklingu, recyklingu i degradacji materiałów polimerowych poprzez wspólne badania i produkcję, wzmacnianie badań technicznych, poprawę zdolności produkcyjnych oraz dążenie do rozszerzenia rynku folii rolniczych i innych rynków, osiąganie wyższych jakość i bardziej efektywny zrównoważony rozwój oraz w dalszym ciągu zwiększać wpływ przemysłowy marki Sinopec na biodegradowalne elementy materiałowe „Ecorigin”. Dalsze promowanie przejścia materiałów biodegradowalnych z „produktu” na „standard” i z „produktu” na „markę” i stwórz nową, ekologiczną i czystą wizytówkę Sinopec.
Czas publikacji: 8 marca 2023 r