疫情之下，足不出戶。在家中備好一段時(shí)間的食品，成為許多城市居民必須考慮的事情?；镜陌踩衼碜阅切┍Ｙ|(zhì)期較長(zhǎng)的食品，如罐頭、香腸、榨菜、方便面、盒裝牛奶等。它們之所以能夠較為長(zhǎng)久儲(chǔ)存，實(shí)則有賴于那層妥當(dāng)?shù)氖称钒b。實(shí)際上，就連那些團(tuán)購(gòu)到的肉蛋蔬果，也是經(jīng)過了包裝處理，才能經(jīng)由物流顛簸進(jìn)入家家戶戶。

可以想像，如今上海許多居民家中，每日所產(chǎn)生的大部分垃圾，正是這一類的食品包裝。由于沾染到食物油脂，或是多層復(fù)合難以分解，在經(jīng)過消費(fèi)使用后，它們也許會(huì)被分類到干垃圾中，進(jìn)入焚燒的系統(tǒng)。

實(shí)際上，無論是否處于疫情，食品包裝都在我們生活中起著極大作用。得益于食品工業(yè)技術(shù)發(fā)展，我們有了更多保管食物的辦法。當(dāng)食物被我們?nèi)∮?，這些食品包裝便完成了使命，變成需要丟棄的垃圾。也許，在家坐享其成之時(shí)，正好順便認(rèn)真思考，我們?nèi)绾尾拍芨玫貙?duì)它們負(fù)責(zé)。

近日，芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心（VTT）發(fā)布了一份《食品包裝回收：現(xiàn)狀和展望（Recycling Food Packaging）》的報(bào)告，其中概述了歐洲和美國(guó)的回收現(xiàn)狀，以及影響回收率的社會(huì)和技術(shù)因素。報(bào)告還介紹了新近的食品包裝回收技術(shù)創(chuàng)新，并重點(diǎn)解析那些未來五年內(nèi)有望商業(yè)化的解決方案。

該研究報(bào)告受全球可持續(xù)包裝解決方案提供商 Huhtamaki普樂集團(tuán)的委托，旨在建立食品包裝回收再生系統(tǒng)，為來自行業(yè)、社會(huì)和政府的利益相關(guān)方的通力合作提供參考。Huhtamaki普樂集團(tuán)認(rèn)為，僅生產(chǎn)可回收產(chǎn)品是不夠的；它們需要被回收。憑借百年歷史和北歐傳承，Huhtamaki普樂集團(tuán)計(jì)劃，到2030年實(shí)現(xiàn)碳中和生產(chǎn)，并將100%產(chǎn)品設(shè)計(jì)為可回收、可降解或可重復(fù)使用。

今天是4月22日世界地球日，澎湃市政廳聯(lián)合Huhtamaki普樂集團(tuán)發(fā)布該報(bào)告的最后一部分，即介紹當(dāng)下已告成熟的與正在探索的塑料回收路徑，包括物理回收、化學(xué)回收與PET的回收，并總結(jié)討論擴(kuò)大包裝回收利用規(guī)模的主要障礙與市場(chǎng)前景。

塑料包裝回收

歐洲每年產(chǎn)生近3000萬噸塑料廢棄物，且數(shù)量還在增加。食品包裝占這些塑料廢棄物的近60%（?kerman 和 Sundqvist-Andberg,2021）。單獨(dú)收集時(shí)，使用過的包裝通過物理熱處理回收用于生產(chǎn)塑料顆粒（物理回收），或通過將聚合物結(jié)構(gòu)分解為化學(xué)品或單體/低聚物（化學(xué)回收），物理回收工藝在全球已成熟，而化學(xué)回收現(xiàn)在才開始全面商業(yè)化。

物理回收

塑料物理回收是指，在不明顯改變材料化學(xué)結(jié)構(gòu)（研磨、洗滌、分離、熔化、復(fù)合和造粒）的情況下，將廢舊塑料制品加工成二次原料。目前，它是歐洲回收塑料廢棄物的主要方法。對(duì)聚丙烯 (PP)、聚乙烯 (PE) 或聚乙烯、對(duì)苯二甲酸酯（PET）等，它是一種成熟的塑料材料回收技術(shù)。

為保證再生料的質(zhì)量，物理回收需精細(xì)分類成單類聚合物。因此，多層和復(fù)合包裝通常不被現(xiàn)有回收體系接受。

多層復(fù)合材料的物理回收

APK公司的Newcycling?技術(shù)，是為數(shù)不多的已具商業(yè)規(guī)模的多層塑料的物理回收工藝之一，這是一種基于溶劑的回收工藝。它能在復(fù)合材料中選擇性溶解所需聚合物，進(jìn)而從多層復(fù)合材料及其他混合塑料中提取出所需的聚合物種類，獲得可重新用于包裝的LDPE，并去除氣味和雜質(zhì)。

APK在德國(guó)擁有一家商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的回收設(shè)施，專門生產(chǎn)塑料顆粒，年產(chǎn)能8000噸。APK還計(jì)劃在2022-2023年擴(kuò)建一個(gè)年產(chǎn)能約20000噸的生產(chǎn)設(shè)施。另一個(gè)后起之秀是西班牙的Repetco公司，開發(fā)了一種使用加壓蒸汽分層的工藝，用于PE-PET復(fù)合材料的回收。該公司正在西班牙阿爾巴塞特建造一座工廠，計(jì)劃2022年底運(yùn)營(yíng)，預(yù)計(jì)年產(chǎn)能45000噸的rPET。

化學(xué)（高級(jí)）回收

化學(xué)回收（在美國(guó)也稱高級(jí)回收）目的是將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為化學(xué)原材料。它是一種化學(xué)或熱化學(xué)過程（例如熱解），其中聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)化為化學(xué)結(jié)構(gòu)單元，包括單體、低聚物和高級(jí)烴，用作制造新產(chǎn)品的原材料，而不是用于生產(chǎn)燃料或能源。化學(xué)回收工藝不如物理回收工藝成熟，但行業(yè)合作和投資正在形成。根據(jù)2019年的一份報(bào)告，有超過 40 家的化學(xué)回收工廠在商業(yè)運(yùn)營(yíng)(Closed Loop 2019）。

“化學(xué)回收”一詞，意味著經(jīng)由各種技術(shù)，即經(jīng)由熱、壓力、耗氧、催化劑和/或溶劑的某種組合，將塑料廢棄物分解成燃料或新塑料的構(gòu)件。例如，熱解和氣化使用熱量來分解塑料，并隔絕氧氣以防止燃燒。其他技術(shù)以溶劑為基礎(chǔ)，如溶劑分解。

在歐洲，一些化學(xué)回收廠已作為試點(diǎn)或小型商業(yè)工廠啟動(dòng)并運(yùn)行，生產(chǎn)的再生材料也已獲得REACH批文。圍繞塑料廢棄物的化學(xué)回收技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，未來5年將取得重大進(jìn)展。其主要基于熱解技術(shù)，即在無氧的環(huán)境熱條件下將材料氣化。這項(xiàng)技術(shù)可將生物廢棄物和塑料廢棄物分解成有價(jià)值的基礎(chǔ)化學(xué)材料，用來制造新產(chǎn)品。

化學(xué)回收工廠

Plastic Energy是主要的化學(xué)塑料回收技術(shù)供應(yīng)商之一。它在西班牙經(jīng)營(yíng)兩個(gè)示范工廠，每個(gè)工廠年產(chǎn)能5000 噸。其熱解能產(chǎn)出80-85% 的TACoil、15%的合成氣和少量的炭，都可作為工業(yè)原材料。Plastic Energy已與多家（石油）化工公司合作，建立合資企業(yè)或作為簽約用戶，如沙特基礎(chǔ)工業(yè)、埃克森和道達(dá)爾。在法國(guó)、西班牙、荷蘭和美國(guó)（德克薩斯州），至少有六家工廠正在建設(shè)或處于規(guī)劃階段，每年共可處理15000-33000噸塑料廢棄物。預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)間為2022-2024年。TACOil回收油已通過REACH化學(xué)品認(rèn)證，符合歐盟食品接觸材料法規(guī)。它已用于聯(lián)合利華的Magnum 和 Knorr品牌（圖6）。

圖6 使用TACoil原料的食品級(jí)包裝（Monreal 2020）

Brightmark公司在美國(guó)印第安納州的一座年產(chǎn)能10萬噸的熱解工廠即將完工，并在韓國(guó)建設(shè)另一座工廠。下游客戶分別為英國(guó)石油和SK Global Chemical。BlueAlp和Pryme的化學(xué)回收荷蘭工廠計(jì)劃在2023年和2022年投產(chǎn)，年產(chǎn)能分別為30000噸和60000噸（Mapleston 2021a），客戶為殼牌石油。

水基技術(shù)

除了熱解之外，水基回收技術(shù)也在不斷發(fā)展。原理是，在較低溫度中，不使用溶劑來完成回收，以降低生態(tài)足跡。總部位于英國(guó)的Mura公司與陶氏化學(xué)將在2022年完成其在德國(guó)的四條HydroPRS Cat-HTR?生產(chǎn)線中的第一條，年產(chǎn)量20000噸。Mura公司與三菱合作，預(yù)計(jì)2023年建成類似規(guī)模的工廠。該技術(shù)利用超臨界水、熱量和壓力，將廢塑料轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)原料和基礎(chǔ)油，通過分解長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔锾峁錃?，來生產(chǎn)短鏈、穩(wěn)定的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)品用于化工行業(yè)。

Aduro Clean Technologies 是擁有水基技術(shù)專利的加拿大公司，通過化學(xué)回收塑料，并將重質(zhì)原油和可再生油轉(zhuǎn)化為更高價(jià)值的燃料和其他回收化學(xué)品。Aduro將與Brightlands 合作，在荷蘭林堡建成一座示范工廠，該工廠應(yīng)用Aduro Hydrochemolytic?技術(shù) (HTC)，以每天一噸的規(guī)模，展示聚乙烯 (PE) 廢棄物轉(zhuǎn)化為化學(xué)原料的過程。與更傳統(tǒng)的精煉技術(shù)（如熱解和氣化）相比，據(jù)報(bào)道，HCT的優(yōu)勢(shì)在其較低的操作溫度（240-390°C）且不依賴氫氣生產(chǎn)，因而更受青睞（Canadian Plastics 2021）。

催化熱解

美國(guó)Anellotech公司的 Plas-TCat 技術(shù)使用一步反應(yīng)的熱催化工藝，將一次性塑料廢棄物直接轉(zhuǎn)化為基本化學(xué)品，如苯、甲苯、二甲苯 (BTX)、乙烯和丙烯，并用于塑料生產(chǎn)。該公司與R Plus Japan Ltd. 和日本的塑料廢棄物回收組織合作，預(yù)計(jì)2027年這種回收技術(shù)有望商業(yè)化。由于不使用催化劑，可無需使用蒸汽裂解器升級(jí)熱解產(chǎn)品以獲得所需成分。（混合）塑料廢棄物的非催化熱解也是同理。非催化熱解通常產(chǎn)生很大比例的蠟，從而限制其在后續(xù)（石油）化學(xué)工業(yè)中的直接使用，并令整個(gè)再生過程的環(huán)境足跡增加。

PET的回收

目前，大多數(shù)食品級(jí)再生聚合物是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。

PET 通過清洗和重新熔化進(jìn)行物理回收的方式已商業(yè)化，也可通過化學(xué)方法將其分解成其成分材料，用于制造新的PET樹脂。

分揀之后，回收PET被研磨成碎片。碎片的純度對(duì)保證再生塑料的價(jià)值至關(guān)重要。進(jìn)一步的分離技術(shù)包括水洗和氣選，以及在水中基于密度的浮選，即根據(jù)材料下沉或漂浮來分離雜質(zhì)。

完成研磨、洗滌和分離后，對(duì)材料進(jìn)行徹底沖洗，去除殘留的雜質(zhì)或清潔劑。在進(jìn)一步加工（通常是熔化和擠出）前還需烘干。

熔化過濾可以通過去除之前分選中殘留的非熔體污染物，進(jìn)一步純化材料。擠出的材料通過一系列篩網(wǎng)，形成顆粒，而未熔化的顆粒阻擋在篩網(wǎng)之外。顆粒狀的塑料尺寸均勻，可重新引入制造過程（LeBlanc 2020）。

作為物理回收的替代方案的解聚技術(shù)，雖已建立了食品級(jí)加工流程，加工效率一直提高，但仍在開發(fā)中。瑞士公司 Gr3n 正開發(fā)微波技術(shù)來解聚 PET。目標(biāo)是2024 年底前建成一個(gè)年產(chǎn)能3萬噸的示范工廠（Mapleston 2021b）。Ioniqa 在荷蘭擁有從 PET 瓶中提取單體材料的生產(chǎn)廠，年產(chǎn)能1萬噸。此過程中，PET 是一種解聚工藝，使用溶劑（糖酵解）和可重復(fù)使用的離子鐵磁催化劑（Vilaplana 等人，2014 年）。此外，加拿大 Loop Industries 的工藝，使用溶劑和催化劑進(jìn)行解聚（Essaddam 2017）。該公司正與 SK Global Chemicals合作擴(kuò)大規(guī)模，在韓國(guó)蔚山建設(shè)一家工廠，計(jì)劃2022年投入運(yùn)營(yíng)，預(yù)計(jì)產(chǎn)量70000噸/年。Loop還與蘇黎士合作，目標(biāo)是在歐洲建立一個(gè)制造工廠，預(yù)計(jì)2023年投入使用（Mapleston 2021b）。

法國(guó)的Carbios正擴(kuò)大特殊酶解聚PET工藝的應(yīng)用規(guī)模。目前正處于示范階段（單次可循環(huán)2噸），目標(biāo)是在2025年建成4萬噸/年的工廠。

PET 的工業(yè)應(yīng)用眾多，許多包裝和紡織品牌，已承諾增加再生PET在其產(chǎn)品中的比例。 其中可口可樂計(jì)劃，到2030年，在其飲料容器中使用50%的再生PET。公司越來越認(rèn)識(shí)到將PET回收到食品級(jí)產(chǎn)品中的緊迫性。再生PET原料供應(yīng)正成為一個(gè)挑戰(zhàn)，而再生工廠的PET廢棄物原料質(zhì)量普遍變低。與此同時(shí)，美國(guó)的回收率近年來一直持平或下降。

討論

有跡象表明，擴(kuò)大包裝回收的規(guī)模面臨多方面挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)越來越受到關(guān)注，我們也致力于克服它們。新指令新法規(guī)以及跨國(guó)公司，就可回收包裝以及使用回收材料和可持續(xù)設(shè)計(jì)做出承諾，一方面已建立了回收和再生的行業(yè)合作平臺(tái)，另一方面已創(chuàng)建了回收材料的潛在下游用戶群體。

然而，擴(kuò)大包裝回收利用規(guī)模的主要障礙，不僅是回收能力，還有收集和分類基礎(chǔ)設(shè)施。在許多國(guó)家，這類基礎(chǔ)設(shè)施仍然不足。

此外，收集廢棄物的基礎(chǔ)設(shè)施到位時(shí)，只有消費(fèi)者積極參與其中，并對(duì)環(huán)境意識(shí)和相關(guān)信息有基本了解，系統(tǒng)才會(huì)有效。回收利用的先決條件是對(duì)產(chǎn)生的廢棄物單獨(dú)分類收集；在這里，該系統(tǒng)很大程度上依賴于消費(fèi)者和企業(yè)對(duì)廢棄物分類的動(dòng)力。盡管有意愿，但實(shí)際對(duì)可回收廢棄物進(jìn)行分類的消費(fèi)者比例較低，而分類的可回收物通常含有大量不可回收的雜質(zhì)（CITEO 2021，HSY 2019）。

實(shí)際的回收過程，預(yù)分類必不可少。大多數(shù)回收過程會(huì)產(chǎn)生一定比例廢料，即收集到的不適合或嚴(yán)重污染的部分，例如含鹵素的部分，這些會(huì)轉(zhuǎn)移到回收物中，降低進(jìn)一步使用的價(jià)值。在廢棄物的物理回收處理中，這一比例可高達(dá)總原料的30%。廢料可通過化學(xué)回收，進(jìn)一步循環(huán)再生?；瘜W(xué)回收可用于更多不同品類原料的再生，然而，化學(xué)回收并非萬能，仍需對(duì)廢棄物預(yù)篩選，才能生產(chǎn)符合工業(yè)（再）使用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的再生產(chǎn)品。回收流程本身與下游流程（蒸餾、鹵素去除等）都會(huì)產(chǎn)生一定廢料。因此，以當(dāng)今現(xiàn)有技術(shù)，包裝回收理論上甚至不能做到完全回收。比較投放市場(chǎng)的包裝量與再生產(chǎn)品，很明顯，實(shí)際的平均回收率遠(yuǎn)低于官方報(bào)告水平。在歐盟，當(dāng)前的國(guó)家級(jí)報(bào)告，將從關(guān)注產(chǎn)生的包裝量與收集的廢棄物，轉(zhuǎn)向剔除不符合處理?xiàng)l件的收集量的比例。提高實(shí)際回收率，是整個(gè)歐盟面臨的挑戰(zhàn)。

與此同時(shí)，可回收設(shè)計(jì)也被包裝制造商重點(diǎn)提上日程，行業(yè)參與者加快了高潛力循環(huán)技術(shù)的發(fā)展。在包裝層面，目標(biāo)是設(shè)計(jì)包裝，使其具備（IK 2021）：

可被消費(fèi)者收集——這意味著，它可以被消費(fèi)者清楚地識(shí)別為塑料包裝；

可被再生工廠識(shí)別——這意味著，它最終能被分揀到相應(yīng)的可回收物部分；

可通過最先進(jìn)的回收技術(shù)被再生——因此可根據(jù)市場(chǎng)需求生產(chǎn)再生材料。

改進(jìn)回收過程（尤其是與混合塑料廢棄物有關(guān)）的關(guān)鍵，是未來的分揀技術(shù)。例如數(shù)字水印、視覺識(shí)別或光學(xué)追蹤劑。所回收技術(shù)都需要一定的投入量，才能生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的再生材料。這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生殘差，現(xiàn)有技術(shù)無法進(jìn)一步處理。未來，隨著回收量增加，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上，不同技術(shù)部署的有效層級(jí)聯(lián)動(dòng)，預(yù)計(jì)是可行的。

目前，僅有一小部分再生材料獲批用于食品接觸，主要是再生的PET，不包括紙和紙板，但回收的纖維用于制造其他包裝、軟紙巾等。

隨著目前化學(xué)回收的快速發(fā)展和新設(shè)施的建設(shè)，預(yù)計(jì)歐洲將在未來2-3年達(dá)到20萬噸/年以上的綜合產(chǎn)能，是美國(guó)的兩倍以上，這將有力拉動(dòng)再生食品級(jí)塑料市場(chǎng)。化學(xué)回收廠也將能處理多層材料，因?yàn)槌梢?guī)模的物理回收方法對(duì)多層材料幾乎束手無策。全球范圍內(nèi)，化學(xué)回收是新鮮事物，針對(duì)這一技術(shù)，提供廢棄物原料的基礎(chǔ)設(shè)施，仍有很長(zhǎng)的路要走。實(shí)際上，當(dāng)前的技術(shù)供應(yīng)商和投資者，通常與原料供應(yīng)商（廢棄物管理組織）合作，以確保其設(shè)施的原材料安全。

化學(xué)回收是更復(fù)雜的過程，與物理回收相比，通常需要更大的投資和更高的能源?；瘜W(xué)回收可能不會(huì)成為未來塑料回收的主要途徑，但可為廢塑料的回收做出重大貢獻(xiàn)，特別是對(duì)于不符合物理回收要求的部分。

為保證再生材料的可持續(xù)性，包裝行業(yè)普遍采用ISCC plus認(rèn)證。它通過質(zhì)量平衡方法，保證了包裝中使用材料的準(zhǔn)確性和完整的可追溯性，并確認(rèn)加工的材料實(shí)際來自可持續(xù)（回收或可再生）來源。

總體而言，當(dāng)今的回收行業(yè)充滿活力。隨著向可持續(xù)實(shí)踐的轉(zhuǎn)變，以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，廢棄物行業(yè)的高潛力回收技術(shù)也在加速發(fā)展。其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)的可行性都將提升，并推動(dòng)整個(gè)價(jià)值鏈條上的參與者在其商業(yè)模式中更多采用可持續(xù)的舉措。

（本文特向相欣奕老師致謝）