塑膠再生問題 “熱解技術”究竟是不是答案？

目前，全球並沒有成熟的方案處理所有型別的塑膠垃圾（尤其是與粘合劑等其他材料混合的塑膠製品）。此外，在許多市場，使用新生塑膠或一次性塑膠都比塑膠的回收利用更符合經濟效益，另外一些市場則缺乏必要的垃圾收集和分類系統。因此，一次性軟質塑膠製品（比如塑膠袋和塑膠包裝）——約佔全部塑膠消耗的50%，以及海洋垃圾的一半——它們多數最終被焚燒、填埋或者乾脆任意丟棄。

最近，波士頓諮詢公司（BCG）對全球垃圾市場、垃圾收集系統和迴圈利用管理規定開展全面的分析研究，包括機械回收和轉化技術的商業案例，以及PTF價值鏈。我們的主要結論是，雖然經濟情況和商業挑戰各不相同，但熱解等轉化技術在上述提到的所有市場型別中都是經濟可行的。在一些市場，熱解技術可以產生直接的顯著效果——例如，它有潛力處理雅加達產生的多達三分之二的塑膠垃圾。在另外一些市場，只有當政府採取行動，讓對環境有害的廉價處理方式（主要是垃圾填埋）在經濟上不那麼有吸引力時，商業應用才是可行的。

PTF化學回收和機械回收

“塑膠轉燃料”（PTF）的化學回收過程，即“塑膠再生”，可以填補“從處理到再利用”區間的巨大缺口。但想要徹底解決塑膠廢棄物問題，不但要採取明智的塑膠消耗和處理方法，而且要開發具有成本競爭力和環保的替代品。

作為迴圈經濟的支柱之一，機械回收為企業提供了可行的商業案例。但是有效的機械回收系統還需要高效的垃圾收集系統。最有效的系統可以在源頭把垃圾分離，從而降低清潔需求並達到節約水和能源的目的。工業規模的分揀系統和機械回收設施的效率和分離能力正在提升。但是建立這樣的系統需要時間和資金，通常還需要消費者行為發生徹底轉變。

在傳統的機械回收之外，提純等較新的回收技術風頭正勁。這些技術把塑膠溶解在溶劑中，透過提取新增劑和染料，使混合物分離，進而對塑膠進行淨化。這些技術與傳統的機械回收技術都用於處理相同的原料，比如PET、PS和PP，但只是剛剛興起，還沒有大規模推廣。

熱解技術

幾種新的化學回收技術正在興起，幫助解決原料成分的侷限性並降低機械回收過程的複雜性，這些新方法被普遍稱為塑膠再生。在這一過程中，聚合物被轉化成更小的分子，包括它們的成分單體、更小的烴類物質以及石油化工原料。成分單體回收普遍被視作一種特殊的回收方法，因為它把塑膠的化學成分轉化成穩定的單體分子，進而合成產生相同等級和型別的塑膠，這種工藝有時亦被稱作分解。一般透過多種技術可以將塑膠轉化成燃料或石化原料，其中最常見的是熱解技術。

熱解技術的優勢

與其他回收再利用技術相比，熱解技術有明顯的優勢，它能處理機械回收中心通常拒絕的塑膠。雖然熱解技術需要熱能，但熱解技術釋放的二氧化碳來自產生熱能的能源。因此，該技術的碳足跡遠遠低於垃圾焚燒。

由於輸入構成不同，熱解工藝的產物70%~80%是燃油，可以用於多種用途；10%~15%是天然氣，通常被回收利用，提供熱解工藝所需的熱能；只有約10%~15%的產出物是焦炭，這是一種惰性固體，可用於鋪路或被送到填埋場，但將焦炭作為燃料的情況已經出現。利用熱解工藝產生的液體作為燃料，或石化廠的投入物，可以讓塑膠獲得下一個使用週期（燃油產物），甚至可以獲得更多使用週期（天然氣產物），具體要取決於最終的用途和處理方法。

熱解技術面臨的挑戰

熱解技術也面臨著多種挑戰，最大的挑戰是規模和操作的複雜性。熱解反應器需要定期維護，停工的代價昂貴。工廠一般配備多個反應器，為了增加產量還會新增額外的平行單元。因此一些企業正在不斷探索體積更小的連續處理反應器，以實現規模化。

熱解技術還需要持續穩定的優質供料才能有效執行，目的是為了防止汙染，因此塑膠垃圾必須提前經過分揀和清潔（但清潔和處理標準沒有機械回收那麼嚴格）。

探究熱解技術的經濟效益

熱解技術究竟能否成為有意義的塑膠垃圾解決方案？在經濟上是否可行？

四個因素直接決定了熱解技術的經濟效益，可處理的塑膠垃圾數量，原料的獲取和處理成本，產能和熱解工廠的運營費用，以及熱解工藝產生的氣體和液體的潛在銷售收入，這些因素隨地域和市場的不同而存在較大差異。此外，幾個結構趨勢和環境趨勢也塑造著這些因素產生的影響和熱解技術在某個市場的可行性

為了評估熱解技術的商業可行性，尤其對能源和化工企業的可行性，BCG研究了八個具有獨特性的市場，這些市場被分為有代表性的三類：成熟市場、受到適度監管的市場、新興市場。每種市場，我們採用兩個標準來確定熱解技術的經濟可行性：

1、利潤標準：銷售熱解液體產物的收入減去原料成本、運營的現金成本、以及資本性支出。

2、數量標準：根據市場上可以處理的塑膠垃圾數量，大約能滿足多少座年產能3萬噸的工廠（一般為了獲得更高的產能，需要增加額外的平行單元）。

以12%的任意名義內部收益率（IRR）作為一家公司證明其投資合理性所需的最低門檻。分析顯示，在八個市場中，有六個市場的內部收益率超過這個門檻，其中四個市場大幅高於該水平，包括一個新興市場：雅加達。

新興的市場

新興市場的特點是塑膠垃圾收集系統不夠健全，回收目標不夠明確，缺乏降低塑膠消耗的有力管理。其中特別關注了印度尼西亞的幾個地區（雅加達、安汶和巴淡島），以及中國的廣東省和浙江省。總體而言，中國涵蓋了新興市場和中等發達市場這兩個類別：許多城市擁有發達的正規垃圾收集系統，焚燒垃圾發電的做法十分普遍。

廣東和浙江具有一些相似特徵，都是少數城市產生80%的塑膠廢棄物（廣東的九個城市每天產生2。5萬噸，浙江省六個城市每天產生將近2萬噸）。私營公司管理垃圾的收集和處理，但是機械回收則依靠由垃圾撿拾者、收集者和交易者組成的一個網路。這些省份有潛力為熱解廠提供足夠的原料供應，但原料的成本很高：兩個省份都超過了每噸200美元，導致每噸原料的運營成本超過400美元，利潤率大約是每噸40美元（即8%~9%）。

中等發達的市場

中等發達市場擁有完備的垃圾收集體系，減少垃圾填埋不會因為經濟效益的原因存在壓力，並設定了一些長期的回收目標（包括資料收集），但是缺少與減少塑膠消耗有關的嚴格監管。

美國墨西哥灣沿岸頗具代表性，這裡塑膠廢棄物既充足（每天產生約2。5萬噸）又便宜（每噸約125美元）。該地區的五個州（佛羅里達州、阿拉巴馬州、佐治亞州、路易斯安那州和得克薩斯州），只有佛羅里達州回收了較大比例的城市固體廢棄物（37%），其他州的回收率都是個位數，90%以上的城市固體廢棄物進入填埋場，預估熱解廠的利潤率可以達到每噸約135美元（或30%）。中國限制可回收物進口的決定增加了這些地方可以處理的塑膠數量，降低了潛在運營者的成本，同時分類效率的提高可能使成本進一步下降。

成熟的市場

成熟的市場擁有完備成熟的垃圾回收系統，較低的垃圾填埋率（因為監管規定或空間限制），受到嚴格監督的近期回收目標，以及降低一次性塑膠消耗的中短期規劃。研究物件包括新加坡和法國的濱海塞納省，兩個地區都擁有充滿吸引力的內部收益率（分別超過20%和25%），但卻基於截然不同的商業案例。

在新加坡，市場上提供了充足的混合塑膠原料，但收集和清潔的高成本可能對盈利能力產生較大影響。新加坡每天約產生2，200噸塑膠垃圾，50%左右來自居民。大多數塑膠垃圾直接進入了垃圾焚燒廠，只有約12%~20%進入回收分揀中心，其中只有一半被真正地回收利用，剩下的廢棄物由於受到汙染被拒絕回收。鑑於在新加坡有可能每天獲得120~300噸廢棄塑膠，一座年產能3萬噸的熱解廠可以實現必要的規模（支援熱解技術的監管改革可能讓更多塑膠垃圾免於被焚燒，為熱解工藝提供更多原料。）

在濱海塞納省，熱解原料的成本要低得多。熱解工廠運營商可以期待獲得每噸130美元的利潤，即接近30%的利潤率。但是濱海塞納省每天只產生150~190噸的城市固體廢棄物，其中多數（110~160噸）進入了焚燒廠或填埋場。為了確保一座年產能達3萬噸的熱解廠原料供應，運營商需要到濱海塞納省以外的地方尋找供應，或者從填埋場提取塑膠，這將需要清潔和分揀工序。

熱解技術規模化的實現

在所有市場，熱解技術面臨的最大挑戰都在於，必須實現一定規模才能為塑膠廢棄物問題的解決帶來顯著成效，併產生足夠的收入和利潤，證明投資的合理性。

一些主要的限制和風險必須得到解決，最直接的限制是目前的小規模（普通工廠每年處理2。5~3萬噸塑膠垃圾），以及具有挑戰性的技術操作。潛在的意外後果也需要納入考量，多家化工公司正在大力研發機械回收率更高的塑膠產品，推廣熱解這一塑膠再生方法，可能會消除這些研發努力的動機。

儘管如此，熱解技術為能源和化工公司提供了探索有盈利能力的新業務模式機會，同時改善企業的環境、社會和治理表現。熱解技術對雅加達（透過熱解技術處理超過一半甚至三分之二的塑膠廢棄物）、廣東（四分之一的塑膠廢棄物）、以及浙江（五分之一的塑膠廢棄物）等不太成熟的市場產生直接的重要影響。熱解技術在許多成熟市場也是經濟可行的，但在美國墨西哥灣沿岸等地區，存在充足填埋能力的地區，熱解技術存在著成本競爭壓力，政府必須決定是否透過司法和監管機構來減少垃圾填埋，鼓勵替代性做法。

在促進塑膠廢棄物解決方案的開發方面，政府可以發揮重要作用，透過宣傳投資新的流程和技術，對塑膠使用和處置的總體監管方面，歐洲國家在該領域處於領先地位。各國政府必須調整政策，建立完善的指導框架，參與定義一個清晰的廢棄物管理分級體系，鼓勵回收利用所有型別的塑膠。這些框架將助力開發實施那些創新的產品設計、廢棄物管理基礎設施、機械回收、以及塑膠再生技術。

在目前的解決方案分級體系之內，塑膠轉化或“塑膠變燃料”，在減輕塑膠的中短期環境影響方面可以扮演重要角色。企業、政府和機構對塑膠轉化技術的投資或支援越多，它們對解決這一全球性環境問題的貢獻能力就越大。