本报道是系列文章的第一篇,聚焦化学回收对废弃物行业、大宗商品及政策的影响。

化学回收正处在一个关键转折点:它需要证明自身在经济上的可行性,并具备足够的规模化能力,以满足不断变化的塑料回收行业需求。

数年前,支撑化学回收的诸多技术仍处于研发阶段,企业的工作重心是将成果从实验室推向实际应用。而如今,陶氏(Dow)、伊士曼(Eastman)、利安德巴赛尔(LyondellBasell)、埃克森美孚(ExxonMobil)、PureCycle、Cyclyx等公司每年投入数百万美元用于扩大这些技术的规模。这些企业表示,相关投资将加速减少难以回收塑料的填埋量,并将其转化为新产品的原料。

化学回收——塑料行业也称其为“先进回收”或“分子回收”——是一个涵盖多种处理技术的宽泛术语。这些技术将回收塑料在分子层面进行分解,使其成为新塑料或其他产品的“结构单元”。常见工艺包括热解、气化和解聚。

近年来,企业已投入数百万美元扩充产能,并表示随着小型实验阶段结束、新设施投产或承购协议签署,这些投资正开始产生回报。机械回收商和废弃物处理企业也在参与其中。与此同时,部分州近期通过的法律可能为设施建设提供便利。

然而,部分环境与健康专家指出,化学回收企业实际无法处理其所宣称的物料规模,这反而助长了对塑料的不可持续依赖,而非推动减少或淘汰塑料使用。他们还担心相关设施会带来有害的健康影响。

过去一年中,Waste Dive与众多废弃物与回收领域专家、研究人员、立法者、企业及其他利益相关方进行了交流,以了解化学回收将如何持续影响该行业。

围绕化学回收的争论几乎波及行业的每个角落——从监管与就业创造,到投资与大宗商品市场。业内人士表示,未来几年将决定化学回收在整个回收版图中的嵌入程度,以及众多企业的扩产计划能否达到足以兑现承诺的商业规模。

德国莱比锡一家化学回收工厂的外观
陶氏与Mura Technology正在德国莱比锡建设一座化学回收工厂,计划于2025年投入运营。陶氏还计划在美国建设其他化学回收项目。
Sebastian Willnow/Picture-Alliance/DPA/AP

规模化的故事

这场争论发生之际,美国塑料回收率长期停滞不前,立法者和地方回收机构正推动建设更多、更好的回收基础设施。与此同时,公众对主要品牌使用更多再生料的压力日益增大,促使企业公开承诺再生含量目标,其中部分目标最早需在2025年前达成。

一个由主要品牌组成的联盟已呼吁,到2030年能够获取多达80万公吨的化学回收塑料。国际社会也在关注化学回收如何在全球塑料污染治理中发挥作用。联合国正在推动一项具有法律约束力的国际塑料污染协议,相关谈判已触及各方对化学回收角色的不同看法——有人视其为处理塑料垃圾的有效手段,也有人称之为“危险做法”。

化学回收企业并未将自己定位为现有机械分选与回收行业的竞争对手,而是强调其作为重要合作伙伴的角色,旨在加速废弃物分流与回收。他们表示,化学回收可以接受机械回收商不感兴趣的某些低价值混合塑料。其工艺能够处理多种颜色的塑料——包括黑色等有时市场有限的颜色——并在将其分解至单体级别的过程中滤除染料。

“审视我们面前的问题——塑料废弃物的挑战——它确实需要一些真正创新的解决方案,尤其是能够提供规模的方案,因为挑战本身规模巨大。”陶氏碳氢化合物与业务全球可持续发展总监Manav Lahoti在去年底的一次采访中表示,“机械回收是重要组成部分,但它无法实现这些塑料的规模化回收。这正是先进回收所能做到的。”

过去两年中,许多重大化学回收公告都聚焦于规模,包括新建或扩建大型设施,以及宣布战略合作伙伴关系和承购协议。

纽约州立大学布法罗分校化学与生物工程系研究塑料回收的教授Paschalis Alexandridis表示,“可规模化”是定义当前化学回收转折点的重要关键词。众多高校研究人员正在实验室层面开发化学回收技术,并寻求与企业合作,将研究成果扩展为成熟的商业解决方案。

Alexandridis在三月份REMADE会议(一场聚焦循环经济的学术活动)上发言时指出,美国每年生产数十亿磅塑料,但其中仅有很小一部分被回收。“有人说解决方案是淘汰塑料,或者找到某种神奇化学方法——但每种这类‘方案’都无法处理每年如此大量的塑料。绝无可能。因此,我们需要多种不同方法,而且需要尽快。”

陶氏包装与特种塑料全球可持续发展总监Haley Lowry在去年底的一次采访中表示,消费者与品牌方的压力,加上加州等地近期通过的再生含量法律,是推动先进回收项目真正起飞的重要政策驱动力。

陶氏去年宣布,到2030年将“每年商业化300万公吨循环与可再生解决方案”,利用塑料废弃物及其他形式的替代原料制造新产品。该公司此前设定的目标为每年100万公吨。

“要实现这一目标,不能仅靠机械回收,也不能仅靠先进回收或生物基材料。”Lowry在三月份塑料回收会议上补充道,“我们确实在考虑推出一整套技术方案,而先进回收是我们战略中的关键组成部分。”

为此,陶氏正在建设化学回收设施,同时投资机械回收站点和混合站点,并与多家企业达成处理塑料废弃物的新协议。

埃克森美孚是另一家投入数百万美元推进化学回收技术规模化的公司。其重大项目之一是位于得克萨斯州贝敦的化学回收设施,年处理能力为4万吨,这是其到2026年底在美国、加拿大、欧洲和亚洲建成约50万公吨集体先进回收产能目标的一部分。

埃克森美孚北美先进回收商务经理Natalie Martinez在会上强调了其扩产计划。“对我们而言——以及我们认为对行业而言——真正重要的是能够以规模化的方式去做,从而创造出真正有意义的解决方案。”她说。

与此同时,伊士曼化工宣传其位于田纳西州金斯波特的分子回收设施,全面投产后预计产能可达10万公吨。该公司还计划另建两座设施:一座位于尚未公布名称的美国城市,另一座位于法国。

该工厂原计划于2022年投产。伊士曼高管在7月份第二季度财报电话会议的书面发言中表示,公司近期“在过去几个月中在加快施工进度方面取得了实质性进展,尽管爬坡时间比我们预期的要长一些。”其试点工厂则已“运行超过两年,这使得技术得以持续改进。”伊士曼目标是在年底前从试点工厂产出材料。

一个人将一袋可回收物投入休斯顿回收合作组织运营的回收箱
休斯顿回收合作组织与Cyclyx合作开展一项针对多种塑料的回收计划。Cyclyx计划在预计于2024年完工的新Cyclyx循环中心处理这些塑料,用于机械和化学回收。
Courtesy of Cyclyx

与机械回收携手

化学回收企业传递信息的一个重要部分是:他们无意与拥有稳定再生商品市场(如PET瓶和HDPE壶)的材料展开竞争。

“我们关注的是那些在机械回收体系内没有良好出路或归宿的废物流。”伊士曼特种塑料可持续发展总监Holli Alexander在今年早些时候的塑料回收会议上表示,“我们希望把蛋糕做大。”

WM等大型回收商也看到了两种技术协同运作的机会。该公司与陶氏在芝加哥地区合作开展了一项试点项目,在路边回收箱中收集塑料薄膜。WM表示,该项目每年可帮助其从垃圾填埋场分流超过12万公吨的塑料薄膜。机械和化学回收工艺均可用于转化这些材料。

“我认为美国对化学回收设施仍有强劲需求,因为机械回收商天然无法处理所有物料。”WM回收业务副总裁Brent Bell在会上表示。

塑料薄膜是适合陶氏化学回收工艺的理想原料,而WM通常不回收此类材料。Bell表示,这体现了行业日益增长的共识:化学与机械回收运营方希望获取不同种类的物料,并且可以协同将其送往合适的处理终端。

“你会听到大多数人——无论来自化学还是机械回收领域——都说机械回收应始终对可回收物拥有第一优先权。”他说,“即便是大型化学回收支持者也这样告诉我们。”

休斯顿回收合作组织是另一个例证。休斯顿市与FCC Environmental Services、埃克森美孚、利安德巴赛尔和Cyclyx于2022年共同成立该组织,旨在通过收集全市各类塑料,提高城市塑料回收率,并扩大机械与化学回收业务。该合作组织正在推进多个项目,其中包括一项扩展全市10个回收投放点可接受物料种类的计划。到今年年底,该组织计划允许居民投放所有类型的塑料,包括干洗袋、气泡膜和泡沫聚苯乙烯。

东南回收发展委员会执行董事Will Sagar表示,机械与化学回收设施在运营成本上的差异,也可能缓解未来双方对某些类型塑料的竞争。“我们并不觉得先进回收构成威胁,因为其运营成本将显著高于机械回收,因此他们不会愿意为同一包废料支付同样的价格。”他说,“机械回收商在获取优质物料方面仍具竞争优势。”

然而,Sagar补充道,随着更多化学回收商进入市场,其偏好可能影响大宗商品市场。“这可能会为废料包带来一个底价,以提供一定稳定性,因为如果PET或HDPE废料包价格跌破某一水平,先进回收行业就可能开始购入。但在透明HDPE价值高于易拉罐的情况下,这种可能性不大。”

立法政策为化学回收发展铺路

在大型企业持续聚焦投资与运营的同时,化学回收支持者正试图通过推动州及联邦立法,将化学回收重新归类为制造过程而非废弃物管理,从而为相关企业运营扫清障碍。

美国化学理事会(ACC)是该领域的重要推动者,过去几年已协助推动至少24项州级法案通过。除一项外,其余法案均在共和党占多数的州议会获得通过。

支持者表示,重新归类有助于为州内带来新业务,并可能推动州回收或废弃物分流目标的实现。在三月份的一场参议院小组委员会听证会上,俄克拉荷马州共和党参议员Markwayne Mullin呼吁进一步投资先进回收,称这些技术体现了美国创新与创造就业的精神。

这并非化学回收在过去一年中首次成为国会听证会的主题,这表明该技术正受到全国层面越来越多的关注。与此同时,部分众议院共和党人主张为化学回收技术提供更多研究资源。

然而,环保组织对这些法案表示反对,称重新归类将帮助相关设施规避环境许可或监管要求。去年,罗德岛州立法机构否决了一项类似法案,部分原因即来自环保团体的强烈批评。ACC表示,即使此类设施按制造而非废弃物管理进行监管,多数仍需遵守《清洁空气法》及其他排放规定。

在伊利诺伊州,三月份提出的一项法案凸显了州级层面围绕法规在设施许可中作用的更大张力。该法案最终未获通过,其内容本将延长一家未具名化学回收设施开工建设的时限——石化集团等支持者称此举有助于推进一个受供应链和新冠疫情延误的项目。多个环保倡导组织则表示,该法案将允许该设施规避重要的环境法规。

化学回收讨论也出现在其他类型的州级法案中,包括生产者责任延伸(EPR)讨论。一些人主张,在即将实施EPR计划的州,化学回收塑料应被计入目标。

在联邦层面,多名民主党议员已提出旨在优先推动塑料转型的立法。去年底提交国会的《保护社区免受塑料污染法案》呼吁对塑料制造业实施更严格的监管,包括对部分设施(含某些被视为化学回收的设施)实施临时许可暂停。

悬而未决的问题

行业拥有宏大构想,但挥之不去的环境问题与监管不确定性,可能对化学回收未来业务规模化形成潜在拖累。

联邦监管机构尚未就化学回收可在何处或以何种方式发展作出明确表态。2021年,美国环保署(EPA)启动了一项正式规则制定程序,以确定如何监管热解和气化装置——这些装置目前根据《清洁空气法》被归类为废弃物燃烧设施。

EPA表示,之所以需要更深入的研究,是因为在哪些运营应受此类法规管理方面存在“相当大的困惑”,尤其是公众对该技术在塑料处理中角色的质疑。环保人士认为相关法规应维持现状,但塑料行业表示,热解和气化的分类并不适用于大多数类型的化学回收。目前尚不清楚草案规则将于何时发布,截至发稿时EPA发言人未回应相关问题。

对于部分环保组织而言,联邦层面的监管行动是防止更多塑料相关行业扩大至其宣传的商业规模的必要步骤。

塞拉俱乐部(Sierra Club)和全球焚化炉替代联盟(Global Alliance for Incinerator Alternatives)等组织持续呼吁对化学回收设施实施更严格的审查与限制。