废塑料是在民用、工业等用途中，使用过且最终淘汰或替换下来的塑料的统称。大多数废塑料的自然降解时间通常可达近百年，常常造成大面积污染且难以通过环境自净的方式去除。同时，绝大多数塑料生产消耗石油、天然气等化石资源，废塑料直接废弃也造成严重的资源浪费。
2019年，全球产生的废塑料约3.5亿吨，回收利用的仅有5500万吨。因灵活的可加工性、良好的耐用性和优异的性价比，预计未来人类对塑料的需求依旧不会减少。据预测，2035年塑料的产量将比2019年翻一番，2050年将翻两番。但目前塑料的回收率远低于金属90%的回收率和纸张59%的回收率。传统塑料带来的污染问题愈发严重，如何解决塑料污染问题，提升塑料回收利用率，是全球范围内社会与经济领域的重点议题。
中国的塑料循环经济时代已经到来
2022年5月31日，生态环境部发布了新版《废塑料污染控制技术规范》（以下简称《规范》）。这是为了规范和指导新时代的废塑料污染控制工作，在2007年制定的《废塑料回收与再生利用污染控制技术规范（试行）》基础上做的一次较大幅度的更新。《规范》中首次明确认可废塑料化学再生方法，针对化学回收技术的部分内容进行要求。
6月13日，在日内瓦举行的世界贸易组织第12届部长级会议上，中国常驻世界贸易组织代表李成钢表示，“可持续性是中国经济和社会发展的目标之一，近年来中国出台了一系列限制塑料污染的政策。世贸组织在协调成员采取集体行动应对塑料污染方面可以发挥独特作用，中国将继续与其他成员共同努力，坚持发展优先，推动各方将共识转化为世贸组织框架下的实际行动。”此表态明确反映了中国政府在参与全球塑料污染治理上的态度和决心。
8月16日，国家发改委联合生态环境部等21个塑料污染治理专项工作机制成员部门和单位，召开2022年全国塑料污染治理工作电视电话会议。会议要求，在塑料污染全链条治理基础上更加聚焦薄弱环节和重点领域，科学稳妥推进源头减量替代，大力推进规范回收、利用和处置，着力解决农膜、外卖、电商、快递等重点领域问题，深度参与全球塑料污染治理。
以上近期一系列顶层政策的发布及国内外重要会议中政府的表态，证明无论是政策制定者还是行业参与者，业界已经形成明确共识，解决塑料污染是一项全球性的共同挑战。只有改变现有塑料行业的线性思维，让塑料循环起来，让产业链形成闭环，才能从根本上解决塑料污染问题。很多人把新冠疫情前的2019年当做中国经济上半场和下半场的分水岭，其实塑料行业也到了“塑料线性经济时代”和“塑料循环经济时代”的分水岭。
塑料循环经济模式的核心特征可以概括为“控源头、重回收、抓末端”，其中废旧塑料回收是通过技术手段实现环境保护、资源再利用和节约能源的重要途径。塑料回收从技术类型上可划分为物理回收和化学回收，化学回收可以由化工企业深度参与，被视为下一个十年中塑料污染治理的核心抓手之一。
化学回收是物理回收的有效补充和升级
目前主流的物理回收是指不破坏塑料的高分子结构，仅将废旧塑料经过清洗、破碎后直接进行造粒成型加工的方法。物理回收的工艺较为简单，所需步骤少，设备也不复杂，一般可以接受市面上绝大部分常见塑料。即使从业者规模较小，物理回收在商业上也是可行的，因此也是当前废塑料回收的最主流方式。
但是物理回收的局限性也非常明显：分拣难且利用率低，安全和污染隐患大，只能处理高价值、品类单一、较为干净的塑料。首先，物理回收会影响回收材料的质量，比如部分经过着色处理的塑料，其分子链会缩短，无法再用于制造高端产品，目前大部分物理回收的塑料都只能降级利用，利用率不高。其次，我国多数物理回收企业处于小规模、无序的生产经营模式，安全问题突出。由于大部分废旧塑料加工者分散，仍然停留在低、小、散、乱的状态，处于生产、住房、仓库一体化的三合一家庭作坊式生产经营模式，生产场地狭小简单，易燃材料乱堆乱放，存在诸多隐患，安全难以保证。同时，在加工废塑料的过程中，会产生大量的污染物，由于大多数再生塑料颗粒制造企业没有意识到污染问题，缺乏必要的污染控制条件，废水、杂质和残留废物未经处理直接排放、焚烧或丢弃，对周围环境造成严重污染。
化学回收是指将塑料中的高分子碳链转化为小分子，产生燃油、化工产品、电力或者其他产品。化学循环是将塑料废弃物经过一系列的化学反应重新生成塑料和其他有价值的化学品的过程，化学回收则是将塑料废弃物经过一系列的化学反应生成油、气、炭等中间化学品的过程。废塑料化学回收产业链如图1所示。废塑料回收后，料根据不同的材料进行不同方式的化学回收，再次出售至品牌及零售商。
化学回收是对于物理回收的有效补充。与机械方法相比，化学回收将回收废塑料的聚合物链拆分成单体，可以实现废塑料的高价值利用。因此，即使是不够清洁、已着色、含有添加剂或外来材料的废料也可以作为有价值的原材料进行回收，再转化成新的塑料，从而实现材料的循环闭环。化学回收不仅可以回收更多的废旧塑料，而且可以减少对化石燃料的依赖，在保护环境、解决塑料污染危机的同时，还可以减少碳排放。
虽然相比物理回收，化学回收有诸多优势，但是由于技术路线的多样化和商业模式的经济性问题，发展仍存在诸多瓶颈。
化学回收技术多样，裂解法商业化前景高
当前塑料化学回收技术可分为裂解法和缩聚法两大类。热塑性塑料根据聚合反应不同，分为加聚类塑料（PE、PP、PVC等）和缩聚类塑料（PET、PU、PC等）。加聚反应是不可逆反应，而缩聚反应大多是可逆反应，加聚类塑料化学回收方法统称为裂解法，缩聚类塑料化学回收方法统称为解聚法。
裂解法是指加聚类塑料分解成小分子化合物或单体的化学回收方法，主要有热裂解和催化裂解两个方向，具体包括气化裂解法、微波裂解法、加热裂解法、共混裂解法、超临界水法、加氢裂解法、催化裂解法等。在以上各条路线中，加热裂解法是主流工艺，商业化程度较高。其原理是指固体有机物在隔绝氧气条件下加热分解，最终生成可燃气、液体油和固体炭。其中液化工艺可产出蜡油、重油、柴油、汽油等多种油品，比气化和炭化工艺经济效益好，这也是液化工艺比气化和炭化工艺发展好的主要原因。
解聚法是指缩聚类塑料在酸、碱、水、醇、催化剂等条件下，由高分子缩聚物降解成低聚物和/或单体的化学回收方法。解聚法会用到溶剂，故又称为溶剂解法，通常采用萃取工艺。根据溶剂性质的不同，又可分为水解法、醇解法、其他溶剂解法等。解聚法产品可导入化纤产业和塑料产业制化纤和塑料。可用萃取工艺处理的废旧塑料一般可用于物理回收，原材料质量较好，故成本较高，经济效益一般。
将商业化程度较高的裂解法化学回收技术工艺进行代际的划分，以催化深度、C和H元素利用效率及环保程度为划分标准，可分为五代技术工艺（见表1）。不同代际技术随着催化程度加深及反应可控性提升，产物由重油和蜡向轻油过渡，最终发展到乙烯、丙烯和BTX（苯、甲苯和二甲苯）等高价值组分。化学回收的产品也从主要适宜做燃料，到越来越多组分适宜做塑料。截至目前最先进的五代技术，其单个工厂年废塑料处理能力可达到数十万吨。
当前化学回收技术的商业化仍处于早期阶段，部分技术未来面临淘汰，部分技术可能会在不同场景中得到广泛应用。比如中高温热裂解技术，适宜高度污染或与有机物混杂的废塑料，以垃圾减量化为主，废塑料资源化为辅；催化裂解适宜处理相对重度混杂的废塑料，以废塑料资源化为主，垃圾减量化为辅；第三代管式催化裂解催化重组技术经若干生产线并联，适合每日处理量在百吨级废塑料体量的中小型城市；第五代高选择性催化裂解烯烃重组技术适宜具备化工项目落地条件的大型城市或能够覆盖方圆数百公里的区域。
化学回收的挑战和机遇
我国是世界上塑料产量最大的国家，2021年我国的塑料产量占到全球塑料产量的约30%。2021年我国产生废塑料约7000万吨，其中回收量为1900万吨，废塑料的整体回收率约27%，填埋和焚烧仍是废塑料处理的主要方式。
当前全球化学回收占全球废塑料回收利用的比重极低，2020年该比例仍不足1%。未来受益于政策因素、油价水平、消费者环保偏好、技术成熟度等多重因素，预计到2030年，全球废塑料回收率有希望达到50%。其中化学回收占比将有望达到17%，成为增长最为显著的细分领域。当前废塑料化学回收项目以溶剂解和热裂解为主，预计未来五年全球总产能将超200万吨/年，其中溶剂解产能超100万吨/年，热裂解超100万吨/年。
国内化学回收产业方面还处于发展初期，废旧PET作为原材料进行化学回收的生产企业已经出现，但以其他塑料品种为原材料的化学回收产能仍较小，其中原料收集是最大的挑战。
原料收集难度高是制约行业发展的重要因素，主要包括分拣难度高、废塑料成分复杂和回收体系不完善等问题。聚烯烃作为市场规模最大的塑料品种，拥有丰富的应用场景，导致下游分拣难度高，制约了再生聚烯烃市场的发展。另外，由于多数回收的废旧塑料为非单一成分，其原料中加入的色母粒、阻燃剂等一些辅料均会在化学回收再生时成为杂质，而将这些杂质与塑料单体分离开较为困难，因而难以得到纯净的再生塑料。目前我国垃圾分类回收体系仍不完善，直接导致我国废塑料的回收成本高。特别是自动化分选应用比例小，使得整体行业效率低。
随着近两年政策的细化，不断推动塑料回收行业的发展。特别是随着垃圾分类和环卫一体化的深度融合，使得垃圾从被丢弃到末端处置的过程连续且可控，有助于避免混收混运混合处置，为下游资源化提供稳定的初始原料，是化学回收原料的最大潜在来源之一。虽然分选行业的技术和设备成熟度相对较高，但在我国尚未广泛普及，下游资源化收益不高较难覆盖分选成本是主要原因之一，因此对于政策和补贴有较大的依赖性。
废塑料资源有可能成为化工生产的下一个重要的原料来源。预计未来10年，塑料回收利用可能作为聚合物原料为石化行业贡献2/3的利润增长，化学回收将占其中40%。预计到2050年，近60%的塑料将使用回收塑料作为原材料，化学回收对石油化工行业的贡献将超过50%，成为下一个时代化工行业的第二增长曲线。面对这样一个潜在的万亿级市场，塑料循环利用对于具备相关技术基础的化工及塑料企业是一个值得长期重点关注的高价值领域。
张松臣 中国化工信息中心咨询事业部资深项目总监，中国石油化工循环经济研究院院长，南开大学化学系研究生。10年以上内外资化工市场研究及战略咨询经验，主要研究领域涵盖循环经济、精细化学品、特种聚合物、化工新材料等领域。领导及参与的咨询项目超过150个，项目类型包括业务战略规划、收并购战略、市场分析、市场进入策略、竞争企业分析、用户需求分析等。服务客户主要为世界500强化工企业，包括巴斯夫、埃克森美孚、沙特阿美、科思创、中国中化、中国石化等国内外领先企业。
庞立葳 中国化工信息中心咨询事业部咨询师，毕业于伊利诺伊大学芝加哥分校，化学工程硕士学位，3年化工咨询行业从业经验。参与过包括市场调研、战略规划等数十个国内外化工企业的咨询项目。曾在《中国化工信息》上发表过《用科技手段，降化工事故发生》《膜反应器在生活中的应用》《废旧橡胶轮胎的前世今生》等文章。