關(guān)注塑料回收議題的你大概率會聽說過“化學(xué)循環(huán)”。有人說，化學(xué)循環(huán)是最前沿的，會革新塑料回收的方式。
事實真是如此嗎？
歐洲一家保護野生動物和人類免受有害化學(xué)品的危害的組織CHEM Trust委托環(huán)境咨詢機構(gòu)Euromia對此進行了研究。研究報告已于2020年12月9日發(fā)布，名為《化學(xué)循環(huán)：現(xiàn)狀》（Chemical Recycling: State of Play）。
報告發(fā)現(xiàn)，化學(xué)循環(huán)技術(shù)實際上存在一些重要問題，包括消耗大量能源、需要預(yù)分揀分類、需高質(zhì)量塑料原料，以及存在有害化學(xué)品的風(fēng)險等。
化學(xué)循環(huán)是什么？
化學(xué)循環(huán)指的是通過改變其分子結(jié)構(gòu)來回收塑料，可以分為三大類。
1. 溶劑純化
利用溶解原理，選擇性地將塑料與任何其他可污染塑料的東西分離。
塑料切碎后放入到聚合物溶解度高，而污染物溶解度較低的溶劑中。因此，污染物將保持固體狀態(tài)，并可以從液體部分中分離出來，以純化塑料聚合物。純化過程完成后，可通過沉淀的方法從溶液中提取聚合物，以實現(xiàn)回收。該方法已用于聚苯乙烯的循環(huán)再生。
2. 化學(xué)解聚
通過化學(xué)物質(zhì)將塑料聚合物分解為較小的單元。這些單體被純化后可用于制備新的塑料聚合物。該方法已用于PET等類似的較小聚合物的循環(huán)再生。
3. 熱解聚反應(yīng)
通過熱處理，通常是熱解（低氧加熱），將塑料聚合物分解成較小的單元。所得的熱解油是化學(xué)品的混合物，純化后可用作聚合物生產(chǎn)的原料，例如用于代替某些進入標準石油化工蒸汽裂解裝置的石油衍生的石腦油。
這種方法通常用于聚烯烴塑料，例如聚乙烯和聚丙烯。在某些工廠中，熱解油被燃燒而不是用于產(chǎn)生新的聚合物，但是必須注意的是，按照歐盟法律，此種情形下的燃燒油并不屬于循環(huán)再生行為?！鴪D片顯示了每種技術(shù)目前或可能用于不同聚合物以實現(xiàn)塑料價值鏈上不同產(chǎn)出的主要途徑。
化學(xué)循環(huán)技術(shù)的表現(xiàn)和可行性如何？
評估化學(xué)循環(huán)表現(xiàn)的重要因素，包括：
輸入物料的類型：是否可以處理混合塑料垃圾，還是需要對其進行預(yù)分揀分類？
循環(huán)和凈化過程中的能源消耗，以及對氣候變化的影響
輸入物料中有害化學(xué)物質(zhì)的歸宿
處理過程中使用的或產(chǎn)生的有害化學(xué)物質(zhì)，以及它們的歸宿，比如在廢物流中的歸宿
投入的物料中，實際循環(huán)再生了多少？
與常規(guī)的物理循環(huán)的性能和成本的比較
聚合物中使用多少循環(huán)再生的單體是合理的？
在實施歐盟關(guān)于再生塑料含量的目標時，這一點尤其重要。
Eunomia在深入回顧了目前可獲取到的、與多種化學(xué)循環(huán)技術(shù)相關(guān)的資料，并嘗試評估其表現(xiàn)和可行性。在評估這些技術(shù)時發(fā)現(xiàn)一個廣泛存在的問題，即：信息不足。
根據(jù)目前可獲得的有限信息，他們的結(jié)論是某些化學(xué)循環(huán)技術(shù)要優(yōu)于其他的化學(xué)循環(huán)技術(shù)。
但同時所有化學(xué)循環(huán)技術(shù)都存在共同的問題，包括消耗大量能源，對清潔及同質(zhì)化原料的需求大，以及與機械回收技術(shù)競爭產(chǎn)生的問題。
同時，很多技術(shù)無法完全處理塑料原料中的有害化學(xué)品，產(chǎn)生的廢棄物中也可能包含有害化學(xué)品，而且通常很難確定化學(xué)循環(huán)過程中使用或產(chǎn)生的有害化學(xué)品的程度 。
在循環(huán)經(jīng)濟中，化學(xué)循環(huán)是否解決了有害化學(xué)物質(zhì)的問題？
CHEM Trust多年來的立場一直是：可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟應(yīng)當是一種清潔的循環(huán)經(jīng)濟。這種循環(huán)經(jīng)濟不會一直使用有害化學(xué)物質(zhì)，并且不允許將有害化學(xué)物質(zhì)滯留在回收循環(huán)中。
他們認為，化學(xué)循環(huán)的問題是，該技術(shù)是否符合“清潔的循環(huán)經(jīng)濟”？
歐盟化學(xué)工業(yè)貿(mào)易協(xié)會CEFIC聲稱，化學(xué)循環(huán)具有“捕獲和分離可能存在于廢塑料中的所謂的遺留化學(xué)物質(zhì)和高關(guān)注度物質(zhì)（SVHC）”的潛力。
但Eunomia的研究發(fā)現(xiàn)，情況比這復(fù)雜得多。該報告發(fā)現(xiàn)以下方面的信息不足：
所用溶劑、化學(xué)試劑和催化劑的性質(zhì)、數(shù)量和毒性；
在此過程中形成和分離的廢物和副產(chǎn)品的性質(zhì)和歸宿。
考慮到這些信息的缺乏，該報告指出了三種技術(shù)的特定問題：
溶劑純化：這項技術(shù)專門（至少部分）用于從廢塑料中去除有害化學(xué)物質(zhì)。這是溶劑純化過程的兩個相關(guān)示例：
Solvay開發(fā)的聚氯乙烯循環(huán)技術(shù)（VinyLoop），可處理PVC廢物。Solvay曾建造了一家工廠，并且在經(jīng)濟上可行，一直運營至REACH法規(guī)關(guān)于鄰苯二甲酸酯（用于軟化PVC的增塑劑）的管控要求收緊。運營15年后，Solvay于2018年關(guān)閉了該工廠，因為若要采用VinyLoop工藝分離鄰苯二甲酸酯以達到新法規(guī)的要求，在經(jīng)濟上不可行。
處于試驗階段的聚苯乙烯循環(huán)技術(shù)（PolyStyreneLoop），正用于從被溴化阻燃劑六溴環(huán)十二烷（HBCD）污染了的工業(yè)絕緣廢料中回收泡沫聚苯乙烯。該公司報告說，大多數(shù)（盡管不是全部）六溴環(huán)十二烷從產(chǎn)出的聚苯乙烯中除去了。
化學(xué)解聚：單體純化后，該技術(shù)可以生產(chǎn)出相當于原生的塑料。然而，Eunomia發(fā)現(xiàn)“普遍缺乏對技術(shù)可處理的污染水平的了解，也缺乏對單體純化時如何處理污染物的了解”。
熱解聚：該技術(shù)也可以從最終的裂解裝置產(chǎn)出中生產(chǎn)出與純凈物料相當?shù)木酆衔?。但是，熱解本身會產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)混合物，并可能導(dǎo)致有毒的副產(chǎn)物的形成，例如二噁英、多環(huán)芳烴和氯化氫等。因此，熱解油必須先進行純化（和稀釋）后再用于裂解爐中，并且該純化階段將需要更多的化學(xué)物質(zhì)，并會產(chǎn)生可能有害的廢物-它還在能源和財務(wù)成本投入上有要求。
CHEM Trust的觀點
CHEM Trust執(zhí)行主任Michael Warhurst博士說：
“在CHEM Trust倡導(dǎo)的清潔、安全的循環(huán)經(jīng)濟背景下，化學(xué)循環(huán)似乎被大大高估了。用這些技術(shù)對循環(huán)再生廢物流進行凈化需要大量的分選和預(yù)處理，以及消耗大量的能源。最終結(jié)果仍可能被有害化學(xué)物質(zhì)污染，并且其中許多技術(shù)的經(jīng)濟可行性存疑。
CHEM Trust還擔(dān)心缺乏關(guān)于化學(xué)循環(huán)過程中有害物質(zhì)的使用、產(chǎn)生和歸宿的可用信息。
CHEM Trust的觀點仍然是，實現(xiàn)清潔循環(huán)經(jīng)濟的最佳方法是逐步淘汰最危險的物質(zhì)，并確保它們不會在二次材料中再循環(huán)。
《化學(xué)循環(huán)：現(xiàn)狀》報告涵蓋了化學(xué)循環(huán)的許多方面，包括如何處理回收率計算中重要且有爭議的問題。我們希望該報告將幫助其他人了解化學(xué)循環(huán)技術(shù)性能的不同方面。”
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