每天生活都產生大量、分不清楚種類、不容易清洗的塑膠垃圾,與其分類,是不是送到焚化爐去燒比較快?
塑膠回收的兩大陷阱
塑膠回收有二大陷阱,會使回收成為假象。一個是塑膠的「交往對象」複雜,塑膠可能沾到黏踢踢的油脂或異物,回收了也等於沒有回收,還是會被挑出來送去焚化爐燒。第二個陷阱是塑膠的「成分」過於複雜,各種不同的塑膠材質回收的處理方式也不一樣,大家不能全部混搭在一起,更不要說有些是混合材質,例如品客洋芋片罐子又有塑膠,又有紙容器,又有一片看起來像鋁的底座,難不成要消費者拿刀片割好再回收?
最慘的就是用意良好的生物可分解塑膠例如PLA,他雖然也在塑膠家庭裡,回收處理方式最為多樣化,尤其PLA是用植物原料生產,按理說他是低碳的環保材料,但是現在我們若無法針對這類生物可分解塑膠建立適合的回收體系,一般消費者誰分得出誰是誰啊,全部都給你丟到塑膠回收,最後PLA完全沒有得到他想要的環保效果,全進了焚化爐。
塑膠回收隱含的問題
面對塑膠回收,目前人類的科技不完美,無法處理所有的問題,你可以跟我一起看下面這段文字,猜猜看塑膠使用與回收隱含的問題有多大:
- 目前全球僅有14%的塑膠被回收,只有2%的塑膠在原有的用途上重覆再利用,8%的塑膠再利用於更低階用途,約4%在回收過程中損失
- 其餘86%的塑膠中,僅14%送去焚化爐燒並發電,其他72%不是掩埋處理、就是棄置在環境中
- 98%的塑膠是使用石油為原料
這些塑膠回收的缺口與問題,不僅僅意味著未來有龐大的新商機,更重要的是你、我及後代子孫都已無法置身事外,這是一個必須面對的真相。
臺灣塑膠回收的技術強項
從技術的角度,我們來看看臺灣可以對世界產生什麼貢獻。廢塑膠回收的加工過程,首要步驟就是將廢塑膠破裂為碎片,然後進行所謂的分選,也就是從混摻在一起的各類廢塑膠中,將單一種類的廢塑膠分離出來再利用。過去人工挑選的印象,早已被非常成熟且商業化的機械分選技術所取代。機械分選技術的運作原理很類似高速公路的ETC收費系統,將廢塑膠以輸送帶輸送,運用近紅外線照射的光學辨識方法(現階段最常用的廢塑膠分選技術),通常在通過光學感測器後1秒內,就可以將各類廢塑膠分選出來。
在分選出單一種類廢塑膠後,便進入改質加工的階段,此部分就是臺灣塑膠產業的強項!由於回收後的廢塑膠跟新塑膠料相比,多半有材料性能劣化的問題,因此若製成再生塑膠就需要進行改質。最常見的改質方法就是混煉,也就是將廢塑膠與新塑膠料或其他種類的塑膠混合。改質的配方將可決定後續再生塑膠的材料特性、市場價值與應用方向,這就是廢塑膠加工業的專業機密。
因為塑膠混煉的方法通常是將兩種以上的塑膠加溫至熔融狀態,再運用螺桿機械的混合及輸送,最後方能成型為適合加工的塑膠粒,因此塑膠混煉改質的另一關鍵技術,就是各種特殊螺桿的設計,至於如何設計,憑的就是塑膠加工業的技術與經驗,這就是國內精密機械業的強項。
而除了臺灣擅長的機械回收外,世界上也有其他足以與之競爭的塑膠再利用技術。
世界上的塑膠再利用技術
一般來說,常用的塑膠再利用技術至少有下列五種,你可以搭配後面的表格比較其強項:
塑膠再利用技術一:機械回收
這是將單一塑膠種類挑選出來及製成再生塑膠粒的技術,也是上述內容的主角。此法已廣泛應用,並生產多種塑膠製品例如世足賽球衣,但最大的問題就是再生塑膠粒的品質,通常會略微劣化,無法跟原塑膠粒相當,所以才需要藉由改質或混摻其他塑膠等方式,去提升塑膠粒的加工性質,否則通常無法再用於原有的用途。
塑膠再利用技術二:燃燒發電
除了少數大宗塑膠外(如寶特瓶PET),其餘塑膠因為種類雜、量少,要分選出來再利用,其實達不到可以獲利的經濟規模,所以多半直接以燃燒發電處理。
塑膠再利用技術三:生產液態燃料
比較常見的技術是使用熱裂解(pyrolysis)技術,也就是在缺乏氧氣的環境下,讓塑膠在攝氏350-900度的高溫下分解為烷烴、烯烴、芳香環等碳氫化合物的燃油。熱裂解雖已是成熟的技術,不過這技術的問題是熱裂解的反應溫度相當高,需要投入較多的能源,而且隨著處理的塑膠種類與組成不同,產生的燃油組成也會相對較為複雜,在實際應用上還有許多要考量的問題。
塑膠再利用技術四:生產單體或原料
這類技術常被稱為化學法回收技術,可使用的方法族繁不及備載,但大多是利用化工製程中的觸媒與溶劑,或是以酵素或微生物進行轉換反應的生化製程,將原本是高分子結構的塑膠,分解為塑膠單體,再以這些塑膠單體為再生原料,重新合成塑膠使用。由於這類技術可以替代以石油或生質物為原料來生產塑膠,且重新合成的再生塑膠品質,會與最初新生產的塑膠相同,所以發展潛力十分被看好,目前國外已有許多公司積極投入,不過這類技術的成熟度還不夠,生產成本偏高,距離大規模商轉應用還有一段距離。
塑膠再利用技術五:轉換成有機碳回收
此技術的特別之處是只適用於生物可分解塑膠,回收的石化塑膠並無法使用,因為有機碳回收技術是將生物可分解塑膠當作如廚餘、養豬廢水一般的有機廢棄物,可直接用堆肥技術生產肥料(或生產沼氣),再將肥料用於生質原料的栽種,故歐盟為此制定了歐盟堆肥標準EN13432作為規範依據,因此近年來也被認為是成熟可行的技術,只是由於生物可分解塑膠轉換為沼氣或肥料時,需要有特定的操作環境,例如攝氏50-60度的高溫,一般家戶無法自行處理,故現階段還需要另行建置工廠集中處理。
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機械
回收 |
燃燒
發電 |
液態
燃料 |
化學
回收 |
有機碳
回收 |
技術成熟度 |
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處理成本 |
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塑膠種類適用彈性 |
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目前可承接產業能量 |
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再利用產品範疇/價值 |
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既有基礎設施相容性 |
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處理製程能資源需求 |
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■高;▲中等;□低
* 因應不同塑膠種類,設備設計及操作需有所調整,故基於各家廠商經驗之差異,技術成熟度介於中等至高之間
(表一)塑膠再利用技術比較表
資料來源:郭家倫
由上面可知,短期落地應用場景最完整的仍是「機械回收」,但中長期最被期待的是化學回收法「生產單體或原料」再利用,但考量現階段的科技水準,最終還是要適當地搭配與整合各種再利用的方法,才有機會串起塑膠循環經濟中最重要的途徑。另外,科技必須和市場搭配才有爆發的可能,所以我們還要注意下面幾點隱藏版的觀點:
- 塑膠再利用技術只是建構循環經濟迴圈的一個環節,若沒有辦法使產品、生產製程導向綠色設計,以及使用端的消費及商業模式相互搭配,那即使塑膠再利用技術再有潛力,也無法落地應用,沒有人能賺到錢。
- 塑膠回收及再利用過程中,若需要消耗太多的能源與資源,甚至高於塑膠本身可轉換出的能源,這個技術就不是我們應該追求的方向。
- 即使塑膠再利用技術再好,若塑膠再生及生產的速率小於塑膠消耗的速率,還是無法建構真正的循環經濟。
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