环保
永续回收塑料：新型技术让废塑循环利用
“先进回收”技术承诺将脏乱的混合废塑料转化为全新的塑料，一次又一次。这是迈向创造循环经济、应对气候变化的重要一步。
我花了很多时间在厨房里仔细检查塑料片，试图辨别它们是否可回收。如果可以，它们会和玻璃、罐头、纸板和纸一起放入袋子里。如果不是，或者我不确定，我会把它们放在一个塑料袋(不可回收)里，塞进楼梯下的橱柜里。我的目的是把它们存放在附近超市的不可回收塑料容器里。但通往垃圾填埋场的道路铺满了好意。有时我会感到恼火，直接把它们扔掉。
我的强迫性分类是否真的有所作为，我不知道。我希望可回收的材料最终能够被回收利用。至于其他的东西，大约占我塑料垃圾的一半，我不知道它们的命运。我猜想它们被称为“不可回收”是有原因的。
希望很快我就不必再浪费宝贵的时间来处理这类垃圾了。一系列“先进回收利用”技术正在逐渐推广，它们承诺可以回收任何类型的废塑料，并将它们转化为极其有用的东西：塑料。目标是创建一个循环经济，不再需要用原油生产新塑料，而是无休止地回收我们现有的塑料。塑料，曾经被正确地妖魔化为现代世界的祸根，可能会再次变得很棒。
可供使用的塑料太多了。自1950年代以来，我们生产了超过100亿吨……的东西。其中超过80亿吨变成了废物。其中大部分仍然堆积在垃圾填埋场和环境中，而且洪水还在不断涌来。据印度孟买塑料回收商APChemi的首席执行官Suhas Dixit说，目前世界每年产生约3.5亿吨塑料垃圾。
2017年，由加州大学圣芭芭拉分校的Roland Geyer领导的团队分析了所有曾经生产过的塑料的命运。这项工作仍然为我们提供了对这些材料的最佳总体概况——但它并不漂亮(见下图)。约55%被直接送往垃圾填埋场或丢弃，8%被焚烧，只有6%被回收——其中大部分随后又被丢弃到垃圾填埋场。
不用说，这一切都是对环境的灾难。燃烧或在垃圾填埋场分解的塑料会向大气中释放大量的温室气体。每年约有1000万至1500万吨塑料进入海洋，形成了像大太平洋垃圾带这样的非正式垃圾场。这种挥霍无度在很大程度上助长了我们时代的三大全球危机：气候变化、生物多样性丧失，当然还有废物和污染。人们也越来越担心塑料对人类健康的影响。
我们之所以坚持使用这些东西，是因为它们非常有用。这是因为它们存在于各种各样的化学形式中，可以完成几乎任何工作。它们共同的特点是都是从单体开始的：具有两个反应端的微小分子。在适当的条件下，它们会像火车车厢一样连接起来，形成长长的重复链，称为聚合物。例如，从名为乙烯的单体开始，你就会得到聚乙烯。它坚固、透明、灵活，是世界上最丰富的塑料，主要用于制造饮料瓶。其他塑料是“共聚物”，由两种或两种以上的单体组成。成品塑料还含有添加剂——润滑剂、阻燃剂、颜料等。
塑料垃圾
到目前为止，我们为清理自己的行为所做的努力几乎只是蜻蜓点水。“塑料回收利用一直是一次彻头彻尾的失败，”非营利组织Beyond Plastics的总裁Judith Enck说，该组织总部位于佛蒙特州的本宁顿，旨在结束塑料污染。现有的塑料回收利用技术是基本和费力的。塑料垃圾被分类成不同的类型，有时是手工分类，其中最好的被送往机械回收利用。这包括清洗、切碎或研磨、熔化和挤出或压实塑料成颗粒，这些颗粒可以熔化后再使用。
对于某些类型的塑料来说，这非常有效。例如，对于未经回收的废聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)，这是一种很好的方法，它占塑料垃圾的约7%。据Dixit说，其中高达90%被回收利用。但是，大量的塑料垃圾不适合机械回收利用。而且经过这种处理的塑料不如新塑料好。即使经过清洗，它也不总是完全干净的，因此不能用于食品包装。例如，回收的PET几乎不可能再次用于饮料瓶。“这些机械回收的废物可能被污染，因此你永远不会得到食品接触批准，”德国赫尔特的新政治和生态创新研究所(nova-Institute)的Lars Krause说。这意味着回收的PET主要被降级用于室内装饰、地毯和保温材料。
这个过程也会使塑料略微降解，每个循环都会产生稍差的产品，直到它不再对任何东西有好处。因此，机械回收利用只是推迟了塑料最终进入垃圾填埋场或焚化炉的日子。
去年，我参观了一家使用这种方法的公司，亲眼目睹了这是一项多么肮脏的业务。Pure North位于冰岛的赫韦拉格迪。在其位于城镇边缘工业园区的工厂里，它接收捆好的肮脏农业薄膜和磨损的塑料管道，对其进行清洗、切碎、熔化、制成颗粒并出售。但利润率非常低，只有某些类型的塑料才值得以这种方式回收利用。该公司无法处理“消费后”塑料垃圾——丢弃的食品包装等杂乱无章的东西——因为分类和清洁的成本太高。复杂的塑料混合物，如地毯和服装中发现的，根本无法处理。
理论上，先进回收利用可以做得更好，因为它不是机械的，而是化学的。在最好的情况下，它可以将捆好的肮脏混合塑料废料转化为与从原油中提取的纯化学物质无法区分的纯化学物质。然后，这些化学物质可以被重新制成与原始版本在化学和物理上相同的塑料，或用作其他工业化学品。一旦它们达到了短暂的“后生”的尽头，它们就可以再次被回收利用。“塑料可以一次又一次地回到原始状态，”新罕布什尔州朴茨茅斯一家塑料回收技术公司Cyclyx International的Bill Cooper说。
先进回收利用
最成熟的先进回收利用技术称为热解，它是应用热量——高达500°C——在缺氧的情况下分解塑料成其组成部分。这通常会产生一系列最终产品，包括油、柴油、石脑油、蜡和单体。它还会产生“合成气”，这是一种由一氧化碳和氢气组成的极其有价值的混合物，可以被重新合成多种有用的化学品。简而言之，这可以让你回到起始材料行业所需要的状态。
还有一种气化方法，它使用更高的温度将废塑料完全转化为合成气。Krause说，这是一个比热解更长、更耗能的过程，但具有更大的可扩展性。根据nova-Institute的分析，一个大型热解厂每年生产约4万吨，而气化厂可以生产五倍的产量。
这两种工艺都需要应用热量，这在一定程度上削弱了它们的绿色证书——但创建原始塑料也是如此。具体需要多少热量取决于工艺的具体性质。“热解”和“气化”这两个总称涵盖了多种不同的技术。
在过去的几年里，这两种工艺都发展迅速。最初，它们主要是将废塑料转化为柴油、航空燃料和其他用于燃烧的液体的一种方式。美国化学委员会(ACC)的Joshua Baca说：“大约5到7年前，人们非常重视创造燃料。”这比简单地将它们倾倒在垃圾填埋场要好，因为它可以替代原本需要从原油中提炼的燃料。
然而，时代变了，现在人们更加重视真正的循环利用——换句话说，无休止的回收利用。“世界已经发生了重大变化，今天，先进回收利用正致力于创造一种将创造新塑料的原料，”Baca说。而且不仅仅是塑料：根据nova-Institute的数据，先进回收设施的约四分之一的产量是“二次有价值化学品”，用于替代从原油中提取的原始化学品。
目前，欧洲是先进回收利用的全球领导者。nova-Institute最近的一项分析发现，在欧盟27个国家以及英国、瑞士和挪威，有超过100种先进回收利用技术正在运行或开发中。其中许多已经超出了图纸阶段：该大陆已经拥有数十座工厂，年综合生产能力为27万吨，nova-Institute预测，到2026年这一数字将翻倍以上。
一家名为Enval的公司在英国彼得伯勒附近建立了一座热解厂。该工厂专门处理由塑料和金属薄膜制成的柔性包装，这种包装通常用于果汁等容器，由于其混合成分，通常很难回收利用。该公司声称其典型工厂每年可以回收2000吨这种材料。然而，Enval最近被收购，该工厂也关闭了。新业主表示，他们希望在今年年底之前在英国建成一家工厂。
美国也在参与这场比赛。据Baca说，自2017年以来，美国公司已经向先进回收利用投资了超过70亿美元，目前已有50多种由回收塑料制成的产品摆上了货架，包括Herbal Essences洗发水瓶、费城奶油芝士桶和Magnum冰淇淋包装。
更有希望的是一种称为溶剂分解的更先进的方法。同样，这个术语涵盖了一系列技术，但它基本上涉及将塑料溶解在液体中并从中回收有用的化学物质。溶剂分解所需的热量比热解和气化少，因此更环保，而且产生的有毒副产品更少。
扩大规模
先进回收利用的增长在很大程度上得益于雄心勃勃的新回收利用目标，既是自愿的，也是强制性的。例如，ACC的成员承诺，到2030年，在美国使用的所有塑料包装在原则上都将可回收或可重复使用，到2040年，100%的塑料包装将实际被重复使用或回收。此外，人们还期望联合国将在今年晚些时候就塑料污染问题达成具有法律约束力的条约，这将大幅减少原始塑料的生产，并加剧建立循环塑料经济的压力。
然而，先进回收利用并非万能药。它仍然会消耗能源，而且与机械回收利用不同的是，它有可能产生有毒废物，科罗拉多州博尔德的回收公司Eco-Cycle的Kate Bailey说。每个单独的过程都需要对其绿色证书进行彻底的审核。
一个仍然处于起步阶段的领域是最终产品的净化。“最简单的步骤是解聚，”Krause说。但这样会留下汤一样的添加剂、填充剂和其他化学物质，需要分离出来，这可能是最大的挑战。
有毒废物问题正成为一个热门话题。“这些项目极具争议，”Bailey说。“要做好面对大量公众反对的准备。”例如，在俄亥俄州的扬斯敦，居民们正在努力阻止一家热解厂，他们说这家工厂会排放有毒废物。
数量也是一个问题。在欧洲，那里这项技术最为普及，塑料垃圾的数量和先进回收利用工厂处理这些垃圾的能力之间仍然存在巨大的差距。即使nova-Institute的产量翻倍预测成真，这也只会使该大陆的废物流的六分之一实现循环利用。
最后，但并非最不重要的一点是，塑料回收利用总的来说存在形象问题。“公众感到沮丧，”Bailey说。“他们不相信塑料回收利用，特别是塑料回收利用，正在发生什么，他们不再相信‘所有塑料都是可回收的，只要收集起来，我们就会分类’这种说法。”
反对的声音越来越高，Beyond Plastics等组织加大了他们的宣传力度。根据该组织总裁Enck的说法，先进回收利用只是石化工业为了继续照常营业而采取的“游说和营销策略”。胡说八道，Krause说。活动人士的目标是彻底淘汰塑料，但这不会发生。塑料瓶里的精灵已经放出来了。
“塑料在使现代生活成为可能方面发挥了关键作用，”Baca说。感谢先进回收利用，我们可以继续过现代生活。他说，如果它发挥了潜力，那么今天无法回收的90%的东西可以被重新用于塑料生产。我期待着有一天我可以把所有的塑料都扔进回收箱，确信它们会有一个有意义的“后生”。再一个，再一个，再一个。
本文译自 New Scientist，由 BALI 编辑发布。
