废弃物是一项全球性挑战,需要众多富有创意的解决方案。
通过创新方法减少废弃物并推动循环利用,应能激发消费者、企业和全球政策制定者的想象力。
以下是将废弃物转化为高质量产品的四种方式。
尽管目前回收利用仅占废弃物再利用的一小部分,全球创新者和行业领袖正在探索新途径,将其转化为可持续材料或燃料。事实上,“一个人的垃圾是另一个人的宝藏”这句谚语,随着废弃物利用工艺的进步,正迅速演变为“所有垃圾皆是宝藏”。
为全球经济提供动力的新解决方案需求日益增长,这必须推动我们的期望。凭借众多新兴技术,我们不仅应期待,更应要求能加速消除废弃物的解决方案。直到最近,将废弃物用作高质量产品的原材料似乎还难以实现。然而,这一局面即将改变。接下来,我们将通过五个令人振奋的情景,说明我们所理解的废弃物概念正在如何迅速演变。
1. 废食用油变为可再生燃料
几个世纪以来,废弃物被倾倒于自然之中,人们很少考虑将其用于减少排放。时至今日,我们看到废食用油和油脂正被转化为高品质可再生柴油或可持续航空燃料,无需改装发动机即可替代传统燃料。它甚至可用于生产可再生烃类,进而制造可再生塑料和化学品。
近年来,我们目睹了将生活垃圾、废食用油和动物脂肪转化为清洁能源的努力日益增多。这些努力很大程度上源于交通运输行业减少排放的尝试。该行业占了2019年全球二氧化碳排放量的近四分之一。另一驱动力是需要减少化学品和聚合物生产中对不可再生化石原料的使用。
减排竞赛在世界各地的每日新闻报道中均有体现,企业、政府、地方市政当局,甚至军方,都在采用现有技术为其运营提供动力。
位于英格兰南海岸的度假城镇伯恩茅斯近日宣布,市议会的废物收集车辆将使用加氢植物油(HVO)运行,这一名称用于指代某些类型的可再生燃料或先进生物燃料。
“这是一项重要的试点,有助于我们落实政府的废物战略承诺,即到2030年消除填埋食物垃圾,通过回收利用废食用油并将其转化为HVO燃料,作为车辆中一种替代性的环保燃料。”市议员马克·安德森表示。
越来越多的企业采用替代方法为车队或工厂提供动力,这促使食品行业的企业重新审视其废物流,并将废食用油视为一种资源而非废弃物。去年,荷兰的麦当劳与Neste及物流公司Havi合作,建立了一个循环流程:从餐厅收集废食用油,并将其转化为燃料,用于食品配送和废物收集车辆。
2. 塑料回收技术的进步将塑料废弃物转化为新材料
塑料回收是一种成熟的废弃物再利用形式,但其过程并非总是高效。传统方式是机械回收,即将塑料研磨或重新熔化成小片或颗粒,再重新成型为新产品。但这种方法仅适用于某些类型的塑料,而其他塑料目前则被填埋或焚烧。机械回收同一塑料制品的次数也仅限于有限次数。
这正是化学回收发挥作用之处。
化学回收通过分解材料的分子结构,使以往难以回收的塑料得以回收利用。所得油品经进一步精炼后,可升级为制造新型高品质塑料产品的原料。与应用受限的机械回收不同,化学回收本质上可形成全新的新塑料,且可用于所有应用领域,不受限制。
“我们不想与机械回收竞争,”Neste化学回收技术商业化负责人Outi Teräs表示,“相反,我们旨在对其进行补充。”
这意味着,尽管机械回收仍将发挥重要作用,但通过对目前被填埋或焚烧的塑料进行化学回收,可以提高总体回收率。
我们不想与机械回收竞争。相反,我们旨在对其进行补充。
在化学回收实现大规模应用之前,仍有一些挑战需要克服。虽然相关技术仍在研发中,但监管和标准也需要进一步完善,以推动化学回收的广泛实施。当以往的“废弃物”成为宝贵资源时,需要新的价值链思维方式、货物自由流通以及质量标准。
化学回收通过分解材料的分子结构,使以往难以回收的塑料得以回收利用。
Teräs对塑料回收的未来持乐观态度。
“Neste设定了目标:到2030年,我们将有能力每年处理超过一百万吨废塑料,并将其重新纳入循环经济,制成新的聚合物和化学品。”Neste已开始在工业规模上精炼液化废塑料。
世界各国政府已注意到化学回收的机遇。就在最近,新加坡政府宣布计划发展其化学回收产业。据部长Grace Fu介绍,可持续发展与环境部(MSE)部长表示,国家目标是实现70%的总体回收率,并到2030年将人均每日送往Semakau填埋场的废物减少30%。
“化学回收有助于在新加坡形成塑料废弃物闭环,因为它能够将无法通过机械回收的受污染塑料废弃物,处理为热解油等更高价值的产品,进而用于制造新的塑料产品。”可持续发展与环境部表示。
3. 城市固体废弃物变为喷气燃料
世界银行估计全球城市固体废弃物的数量将从2016年的20.1亿吨增加至2050年的34.0亿吨。目前,这些废弃物的大部分仍被填埋,其中仅有五分之一得到回收。未来的回收方法不仅需要能够处理日益增长的废弃物处理量,还需提高回收量。
一个颇具前景的发展方向,是将城市废弃物加工为乙醇或喷气燃料等化学产品。
“基于城市固体废弃物的燃料并非科幻小说,而是为飞机和其他车辆提供动力的可持续且可规模化的方式。”Neste城市固体废弃物计划负责人Virpi Kröger表示。
Neste的航空原料平台目前正在通过寻找合作伙伴,探索将城市固体废弃物用作原材料的可能性。Kröger列出了他们所寻求的专业能力类型:“我们需要与废物管理、废物分拣和处理设施、废物精炼技术提供商以及其他商业参与者合作。”
固体废弃物既可以被分拣为可单独回收的组分(如有机材料或塑料),也可以进行集中处理。可大规模处理城市固体废弃物的方法包括气化(在高温下分解预处理废弃物,将其转化为燃料和化学品)或将纤维素基材料发酵为乙醇,乙醇可进一步加工为喷气燃料。
4. 二氧化碳被捕集并转化为燃料和材料
减少全球二氧化碳(CO2)排放是应对气候危机的主要策略之一。目前,来自工业过程的二氧化碳排放占全球CO2水平的很大一部分。但这些二氧化碳排放可以通过电化学过程被捕集并转化为新材料,从而将问题转化为解决方案。
将二氧化碳转化为新产品也被称为碳捕集与利用。
“Power-to-X”使得能够生产可再生氢,并将二氧化碳转化为燃料、化学品和材料。这一过程使用可再生电力完成。
“这些技术在直接使用电力存在困难的应用中尤为有价值,例如航空领域,或在塑料和化工行业应用中,将碳固定为耐用且可回收的材料,”Neste创新、可再生氢及Power-to-X业务发展经理Suvi Kurkijärvi表示。
生产可再生氢并将其与捕集的二氧化碳结合以生产燃料和材料的关键技术已经存在。目前该领域的发展工作重点在于以工业化方式将这些技术整合起来。最后,正如Kurkijärvi所指出的,“最大的挑战是使其在经济上可行”。然而,随着可再生电力供应增长以及技术规模化推进,成本有望下降。
全球已有多个项目展示了捕集和再利用二氧化碳的可能性。欧盟制定了氢能战略,激励实施低碳氢的解决方案,Kurkijärvi认为这是各界对同时使用氢和二氧化碳的Power-to-X解决方案产生更多兴趣的第一步。
循环流程将推动围绕废弃物的新法规制定
上述所有解决方案,尤其是目前处于早期开发或测试阶段的方案——例如城市固体废弃物处理或将二氧化碳转化为燃料——都要求我们重新思考废弃物。
虽然新的循环流程在大规模实施时可能成本高昂,但要从小规模的本地废弃物应用示范转向大规模循环流程,就需要改变有关废弃物的政策和法规。
当政策制定者看到相关技术可行时,将会将其纳入考量,并开始为其制定激励措施。
在政策改变之前,在废弃物回收新领域开展的小规模示范将树立榜样,展示未来的可能性。
“当政策制定者看到相关技术可行时,将会将其纳入考量,并开始为其制定激励措施,”Kurkijärvi表示。
随着新激励措施的落地,我们未来的大部分废弃物或许将转而用于开发新产品。




