塑料回收：创新与自动化技术使循环经济成为可能

回收塑料始于 20 世纪 70 年代，即这种材料被普遍接受进入日常生活的 20 年后。 但是，过去的回收利用能力跟不上当时的塑料消费量，也跟不上当今世界快速发展的步伐。

1950 年，全球塑料产量约为 200 万公吨。 根据 Statista 的数据，2020 年全球塑料总产量约为 3.67 亿公吨 - 由于新冠疫情对塑料行业的影响，比前几年略有减少。

随着新型塑料的流通，人们可能以为大部分塑料都能得到妥善回收——但事实并非如此。 在年生产的塑料中被回收利用的只占很小一部分， 大多数被送入垃圾填埋场并最终进入环境 - 既增加了全球陆地和海洋的废弃物总量，也加剧了污染。

自 1992 年以来，高收入国家将其半数以上用于回收的塑料垃圾出口到了数百个低收入国家进行加工，其中大部分销往中国。 这种做法被认为是管理塑料废物的有效途径，防止其进入垃圾填埋场或者被焚烧。

但中国于 2018 年实施的的“国门利剑”政策正在改变这一格局。 该政策出台之前，中国生态环境部表示，在2017年的高峰期，中国进口了4227万吨脏污及混合可回收物，但其中大部分因为过于肮脏而无法回收。 Yale Environment 360 在 2018 年的一份报告中指出，即使在禁令之前，该国进口的塑料中仅不到 13% 得以回收利用或燃烧。 其余的进口塑料被送入垃圾填埋场并最终进入江河，而中国实施新政策的主要原因之一是减少对此类难以分类和回收利用的低质量塑料的进口。

联合国 2021 年 10 月的一份报告显示，塑料污染对所有生态系统的威胁越来越大，随着中国和其他国家不再接收全球半数的垃圾，到 2030 年，塑料垃圾将成倍增长。 美国回收了不到十分之一的塑料垃圾，欧洲做得稍好一些，回收率约为三分之一。但现在，发达国家积压的塑料垃圾与日俱增，形势十分严峻。

回收再利用

针对上述问题，正常的解决方案应该是提高回收率。 但遗憾的是，并非所有塑料均可回收，且大多数塑料无法多次回收。 传统机械回收方法无法回收大多数旧塑料——比如外卖食品包装盒，或者人造黄油和酸奶桶，这些塑料垃圾的绝大多数都将被焚烧或送往垃圾填埋场。

聚丙烯塑料同样难以回收。 更为人所知的是“树脂5号”，它被用于洗发水瓶、塑料杯、汽车零件和医疗器械。 使用传统方法回收塑料时，需要去除塑料中的污染物、颜色和气味——整个过程成本高昂且复杂，而且往往效果不佳。

事实上，每年生产的 1700 亿磅的聚丙烯塑料中，只有不到 1% 被回收再利用。 这意味着巨大的市场潜力，即进一步回收利用帮助其融入循环经济。 通过在产品生命周期结束时回收资源并将其重新投入生产，循环经济将产品对环境的压力降至最低。 具体而言，在回收和再利用现有产品方面，主要目标也是减少环境中的碳含量。

创新解困

回收创新技术的广泛应用可以促进从材料设计到分离和再加工的闭环循环经济，并为旧塑料带来新生命。 例如，化学回收技术可以增强或取代目前使用的机械加工。 运用高温或化学反应（或同时运用）将旧塑料转化为翻新塑料、燃料或其他新的化学品或产品。

这些技术减少了大量不可回收塑料，防止其泄漏到环境中。 为去除旧塑料的颜色、气味和其他污染物，必须用到先进的技术并向全球推广。 艾默生提供的数字化转型解决方案在将报废塑料转化为新产品方面发挥了不可或缺的作用，能够显著缓解浪费和污染，并降低塑料生产成本。

两家公司通过引入新的聚丙烯使用方法，展示了塑料回收利用的潜力。 PureCycle 利用创新技术将聚丙烯废弃物转化为几乎全新的聚丙烯，并将其重新使用，而 ReNew ELP 优化回收利用，需要将报废塑料还原为其原材料，投入新用途和应用。

新聚丙烯与旧聚丙烯别无二致

总部位于佛罗里达州奥兰多的 PureCycle Technologies 利用创新技术将聚丙烯废弃物转化为几乎全新的聚丙烯，并将其重新投入使用。 由该工艺由宝洁公司开发，能够去除颜色、异味及污染物，将回收材料转化为具有媲美原生材料特性的超纯再生聚丙烯树脂，进而用于制造全新的塑料制品。 

““再生塑料通常呈灰色，带有异味，且含有引发监管顾虑的污染物，”宝洁公司（Procter & Gamble）可持续材料开发高级研发总监、PureCycle 所采用的溶剂纯化工艺的发明者约翰·雷曼（John Layman）说道。

根据 Layman 的说法，这是目前少有的能够改善聚丙烯回收的技术，这对 PureCycle 和环境都有好处。 “如今，消费者越来越期望他们购买的产品对环境负责，”他说。 “这项新技术实现了双赢，提升了我们的创新能力，同时也带来了环境效益。” 

PureCycle 可以生产近乎全新的聚丙烯塑料原料，适用于多种应用，包括最初应用的医疗、化妆品、食品和饮料包装以及纺织和汽车零件。 PureCycle Technologies 首席制造官 Dustin Olson 表示：“这为扭转全球聚丙烯回收率低的局面提供了一条途径，并为所有聚丙烯应用中的塑料供应开辟了新的机会。”

为了生产这种先进的聚丙烯，PureCycle 与艾默生合作，利用艾默生的 Plantweb 数字生态系统及其智能传感器和调节阀、运营软件和云数据管理系统来建造新设施。

根据 Olson 的说法，与需要应对从传统平台向数字化转型的传统制造设备不同，这些设备具有“原生数字化”的优势。 公司制定了快速发展计划，拟在未来 15 年内建造 50 座工厂，艾默生的数字化技术将有效推动该计划的落实。 Olson 表示：“在艾默生的帮助下，每台 PureCycle 设备都有望引入先进的数字自动化技术，从而加快项目完成、实现完全集成的系统和优秀的运营绩效。”

（宛若）新生

总部位于英国的 ReNew ELP 进一步深化了回收理念，其工艺可将聚丙烯还原为原始化合物。 该公司使用超临界蒸汽，将水加热并加压到临界点以上，使其同时具有液体和气体的特性。 这种超临界蒸汽分解了塑料碎片的聚合物结构 ，将难以回收的塑料转化为可用于制造新塑料的碳氢化合物原料 。

许多消费后的塑料（例如受污染的物品或柔性多层塑料包装）无法通过传统的机械回收方法进行回收，因此非常适合 ReNew ELP 的工艺。 这是因为 Mura Technology 公司开发的超临界 HydroPRS 蒸汽和蒸馏系统将塑料还原为生产塑料的原始化学品和油。 此外，无需分离原料，所有塑料，无论是否受到污染，均可采用该工艺。

在全球范围内减少塑料产生的污染需要加速向新工艺的过渡、不断创新并努力实现长远的可持续发展目标。

新工艺依靠先进的数字化技术和软件来创建可扩展的生产模型，因此 ReNew ELP 选择艾默生作为其数字化合作伙伴，以确保实现安全、高效、创新的工艺流程。 艾默生为 ReNew ELP 提供项目和运营方法以及控制和安全系统，以确保工厂高效运行及员工安全。

ReNew ELP 董事总经理 Richard Daley 先生表示：“通过将报废塑料转化为化学品和油，ReNew ELP 有可能消除不必要的一次性塑料，并为循环塑料经济制造原材料，从而创造可观的价值。”

该公司已启动由华威大学制造工程学院进行的生命周期评估，以确定其全新回收工艺的环境影响和全球变暖潜力 (GWP)。 这项评估还将对比焚化手段，确定先进回收技术的二氧化碳减排量。  初步研究取得了喜人的结果，表明 GWP 将显著降低。

艾默生全球销售集团总裁 Roel Van Doren 表示：“通过合作项目工程、先进的数字化解决方案和生命周期服务，艾默生将帮助 ReNew ELP 创建支持可持续性实践的解决方案，推进我们保护资源的目标。”

在全球范围内减少塑料产生的污染需要加速向新工艺的过渡、不断创新并努力实现长远的可持续性目标。 先进的数字化技术，如：艾默生提供的Plantweb数字生态系统解决方案，加上创新和协作的项目工程，可以帮助PureCycle和ReNew ELP等公司创建安全、可靠、高效的长期解决方案，确保产品可同时造福环境和企业。 值得信赖的数字化合作伙伴与创新技术的结合，将大幅减少每年高达 1700 亿磅聚丙烯塑料的产量，并引领我们走向更美好的未来。