塑料再生原料产业的发展现状及前景概述

塑料再生原料产业的发展现状及前景概述

前言

塑料再生原料产业是循环经济的优先发展领域。循环经济强调产品从生产、消费到废弃的全生命周期管理，其核心理念在于实现资源的循环利用。

欧盟是循环经济领域的领头羊。2020年欧盟推出《循环经济行动计划》（CEAP），把循环经济列为实现碳中和的核心支柱之一。中国在2021年把“循环经济助力降碳行动”写进《2030 年前碳达峰行动方案》废弃塑料回收再生为原料产业是循环经济在实践层面最直观，最容易被量化的领域，也是宏观政策驱动市场的抓手。本文介绍废弃塑料回收再生利用的现状和回收技术的发展概况。

一、再生原料的定义及种类

再生原料（recyclates，回收材料）作为广义的二次原料概念，与天然原料存在差异。它通常指通过回收工艺从废弃塑料制品中提取的再生材料，这类材料在回收过程中被重新利用，因此也被称为再生原料。

废弃塑料回收主要分为两种类型：一种是将消费者使用后废弃的最终塑料制品进行再生利用（PCR，消费后回收），另一种是从塑料制品生产过程中产生的废弃物进行再生利用（PIR，工业后回收）。工业后回收的废弃塑料包括边角料、水口、副牌料、残次品等。这两种类型回收的塑料原料均被定义为再生原料。

PCR 通常是由复合材料构成，污染程度较高，与PIR 材料相比，它具有较难回收的特性。

1. 塑料制品的再生原料范围：按照塑料工业协会的回收编码 (SPI)，大多数商品塑料被分为7大类：聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、高密度聚乙烯 (HDPE)、聚氯乙烯 (PVC)、低密度聚乙烯 (LDPE)、聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯 (PS)和其他类别 (编码7)。其中，最后一类塑料产品包括如聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等工程塑料以及新型的可降解塑料如聚乳酸(PLA)、聚羟基丁酸酯(PHB)和热固性的塑料 。

不同类别的商品塑料，其特性的差异影响其回收利用，每种类型的塑料都有各自的结构特点和物化性质，分别对应着不同的回收方法。目前企业主要针对热塑性合成树脂这类材料进行再生原料的回收利用。在国内塑料回收市场中 PET、PE和PP这三类塑料的占有率较高，分别为29%、21%和20%。

图1：2021年中国各类回收塑料占有率

来源：中国物资再生协会再生塑料分会

二、塑料使用与处理现状

据 OECD调查报告统计，2019年全球塑料使用量为 4.60亿吨，预计到2060年将激增至12.31亿吨，使用量将增长近三倍。其中，印度等亚洲国家和非洲国家的使用量将大幅增长。

图2：全球主要经济体塑料使用量及展望 (2019-2060)

 

报告预计：随着塑料使用量持续增长的预期，废弃塑料的产生量预计将从2019年的3.53亿吨激增至 2060年的10.14亿吨。尽管多国政府已加强了废弃塑料回收政策，但相关基础设施建设仍显不足。以2019年的数据为例，当年全球废弃塑料只有 9%的被回收，另外 12%被焚烧，79%的产品被填埋或堆积于自然环境中。这些塑料中主要以化石基塑料为主，占比高达90.8%，而再生塑料占比仅为8.2%。

2023年，我国的废塑料回收总量为1900万吨，同比增长5.6%，由于回收价格下降，回收额仅为1030亿元，同比下降1.9%。业内人士介绍：受技术和成本影响，全球塑料的生产总量在不断增长，但再生塑料的生产量对塑料生产总量的占比始终维持在 8%左右，并且其增长率维持在2.7%左右。若不强化塑料再生原料使用力度或取得重大回收技术突破，塑料再生原料产业规模难以有爆发式增长。

三、废弃塑料回收技术的种类

塑料的回收方法可分为初级、二级、三级和能源回收。

1.初级回收是指对塑料进行再加工从而生产出与原塑料用途相同的产品。这种被称为“闭环回收”的方法只能利用近乎原始的废弃产品，通常为已知来源的加工废料或消费后的塑料。

2.二级回收，也称机械回收，是将消费后的塑料通过重新熔融、造粒等物理再加工过程进行回收，回收产品回料的价值较低。初级和二级回收都涉及到聚合物分类、研磨、清洗和挤压的机械过程，这类再加工程序往往会造成不同程度的聚合物本体降解，分子量的降低导致再生产品的热稳定性和力学性能下降。此外，废弃塑料所能承受的有限机械加工循环次数也对其进一步发展产生了限制。

3.能源回收则是通过焚烧等方式，将废弃塑料作为燃料来进行能量的回收利用，该回收方式通常伴随着大气污染。

4.三级回收，又称为化学回收，通过热裂解或溶剂解等化学工艺使废弃塑料的聚合物分子链断裂以形成单体、寡聚物或其他高附加值的产品。化学回收工艺的核心是对废弃塑料进行分子层面的拆分和重组，改变其化学结构以生产基本化学品或其他材料。

国家发改委在《“十四五”循环经济发展规划》提出要加强塑料回收和再生利用，其中，塑料的化学回收被明确列为废弃塑料的有效再生手段。但化学回收方法大多需要高温高压的苛刻条件，需要大量的能源投入，还需要高效催化剂的开发，目前还未实现工业规模的应用。

5、化学回收技术

机械回收在重复使用过程中，再生原料的物理性能会逐渐下降，存在循环利用的局限性。废弃塑料的化学回收技术，通过化学反应将其转化为可再利用的原料，专门用于处理难以机械回收的废弃塑料。其优势在于回收次数不受限制， 因此在构建塑料循环经济体系时，被视为具有可持续性的回收技术。

化学回收技术的思路是把废塑料重新变回小分子。代表性的方法有解聚（Depolymerization）、 热解（Pyrolysis） 和气化（Gasification）等。

其中，解聚技术主要用于从废弃塑料中回收单体，适用于聚酯（PET）、聚氨酯（PU）等缩聚物类废弃塑料。热解技术则用于回收废弃塑料中的基础原料——石脑油成分。该技术主要应用于聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）等废弃塑料。对于难以采用水合聚合和热解技术处理的混合废塑料，通过气化技术可先生成以一氧化碳和H2 为主要成分的合成气，进而生产甲醇等多种化工原料，从而实现了化学回收技术价值链的闭合。 

由于气化技术需要巨额投资，因此目前研发主要推进的是海相聚合与热解技术。传统气化和热解技术的研发方向是将塑料转化为能源用途，生产气态或液态燃料油，而非化学回收。近年来化学回收相关技术开发逐渐转向以生产化学原料为目标，如解聚技术。

解聚技术是指塑料原料聚合物分解为单体的化学反应，它通过将废弃塑料与溶剂混合后，借助催化反应逆向进行塑料生产聚合反应。因为能直接回收塑料生产中使用的单体原料，因此是回收 PET等缩聚物类塑料的热门技术。需要注意的是，该技术适用范围受限于特定类型的废弃塑料，且需要使用催化剂，对重金属等杂质极为敏感。

6.回收技术的产业化进程

在塑料再生原料生产过程中，通常会采用机械回收技术和化学回收技术。过去废塑料回收技术的研发主要以机械回收技术为核心，现在以筛选技术升级生产高纯度再生原料技术为核心。随着产业政策强调在生产塑料制品中使用再生原料，越来越多的机构参与开发能够克服机械回收技术局限性的化学回收技术。

废弃塑料回收技术专利数据显示，在2000年至2021年期间，涉及废塑料处理装置、加热熔融、压缩成型等机械回收技术的关键词占据了大的比重。值得注意的是，2016年之前，专利申请的关键词主要集中在机械回收技术领域。但在 2017年之后，除机械回收技术外，废弃塑料热解技术逐渐成为主要关键词，化学回收技术相关领域——如热解装置及热解气体等关键词——频繁出现在分析数据中。这反映出业界对化学回收技术的关注度正在持续提升。

四、再生原料产业现状

过去，塑料再生原料产业被归类为传统回收行业的废塑料分选与再生原料生产两个领域。随着碳中和理念的深化，再生原料产业与生产基础塑料的化工产业形成深度联动，共同构建起循环经济体系。如化工企业采用 25%的化学回收再生的PET和 75%的PET新料生产饮料容器。

 

未来，塑料再生原料产业与材料技术共同演进，逐步发展为应用多种融合复合技术的产业。

1.再生原料应用领域：再生原料的主要应用领域有包装、建筑与施工、纺织品与服装、汽车和家具等。其中，包装用废弃塑料领域的市场规模最大，调查显示，全球市场消费规模从2014年的约 279亿美元增长至2019年的约 376.4亿美元，年均增长率达 6.2%。其次是建筑与施工市场，规模约 211亿美元。其他各领域需求规模比较接近，且均呈现持续增长态势。

图3  全球塑料再生原料市场按最终用途划分的市场规模及前景

2.欧洲市场再生塑料种类及用途结构：建筑材料需求量（240万吨）最高，其次是包装用途需求量（180万吨）；汽车用途需求量约 13万吨。具体到塑料种类，聚丙烯（PP）、低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材质在包装用途中应用广泛，而聚氯乙烯（PVC）则主要应用于建筑材料领域。

五、结论

全球再生塑料的产量对塑料生产总量的占比维持在 8%左右，全球塑料再生原料产业依然处于产业起步阶段，主要依托产业政策维持和推动，市场内驱力并不强劲。现有的化学回收技术制备塑料再生原料在经济性和技术成熟度方面存在很大不足，需要有新的突破。但相较于机械回收技术，其优势在于能够应对国内外法规要求——如强制使用一定比例再生原料的规定。

化学回收技术生产再生塑料在满足石化行业温室气体减排需求方面有优势，这对大型化工企业有吸引力，但温室气体减排效果目前未有标准化的评估体系，对欧美发达国家而言，化学回收技术生产再生原料是在构筑新的绿色产业壁垒。