ومن المتوقع أن يتضاعف إنتاج البلاستيك بحلول عام 2050. وبالمثل، من المتوقع أن تتضاعف انبعاثات البلاستيك الناتجة عن الإنتاج والتخلص بحلول عام 2060. ويمكن لإعادة تدوير البلاستيك معالجة الانبعاثات المرتبطة بالإنتاج والتخلص من خلال إعادة تدوير البلاستيك، مما يقلل الحاجة إلى إنتاج البلاستيك البكر وطرق التخلص من الملوثات.
يعتبر معيار الصناعة، إعادة التدوير الميكانيكية، موفرًا للطاقة بشكل لا يصدق وواسع الانتشار، ولكن به العديد من أوجه القصور الرئيسية. إعادة التدوير الميكانيكية خاصة بالمواد الأولية، وتتطلب فرزًا مكلفًا (لا نقبل إلا PET، وHDPE، وPP، وLDPE في معظم الحالات)، وتواجه فشلًا متكررًا بسبب التلوث، وتنتج منتجات منخفضة القيمة.
ظهرت إعادة التدوير المتقدمة، وهي مجموعة من التفاعلات الفيزيائية والكيميائية المستخدمة لتكسير أو استخلاص البوليمرات من البلاستيك، لزيادة قيمة إعادة التدوير وتقليل الحاجة إلى الفرز. لقد نما سوق إعادة التدوير المتقدمة بسرعة في السنوات الخمس الماضية، مما أدى إلى حل بعض الفجوات التقنية في إعادة التدوير الميكانيكية وقصور في البعض الآخر.
ابتكارات إعادة تدوير البلاستيك
تشمل التقنيات الأساسية الثلاث في إعادة التدوير المتقدمة (باستثناء التغويز والتكسير) الانحلال الحراري وإزالة البلمرة والذوبان بالمذيبات. ولكل نوع نقاط قوة ومجالات محددة للابتكار لتحسين الكفاءة:
- الانحلال الحراري: عملية حرارية تستخدم لتحليل السلاسل الكيميائية للبلاستيك إلى أطوال مختلفة من الهيدروكربونات ليتم تكريرها إلى بلاستيك أو وقود. وتنتج هذه العملية أيضًا غازًا صناعيًا وفحمًا ليتم تحويلهما إلى سلعة كمنتجات ثانوية أو وقود. توجد عدة أشكال من الانحلال الحراري، مما يعقد التعريف التكنولوجي الواضح ومستوى الاستعداد التكنولوجي. ومع ذلك، يبدو أن الانحلال الحراري التحفيزي في وضع أفضل للظهور كعملية قابلة للتطبيق تجاريًا مع كل من البلاستيك والوقود كمنتجات محتملة.
- إزالة البلمرة: تندرج العديد من العمليات ضمن هذه الفئة. وهي تستخدم عمومًا تفاعلًا كيميائيًا وسيطًا لتكسير بوليمرات PET إلى مونومرات لإعادة بلمرتها إلى بلاستيك ومنسوجات. تعمل زيادة الخصوصية الفنية على تحسين عملية استرداد المواد وكفاءة العمليات مثل جيبلانتحلل السكر أو كاربيوس' التحفيز الحيوي. تركز التجارب الحالية على الحفاظ على سلاسل البوليمر سليمة أكثر من المونومرات لاستكشاف أسواق جديدة للمواد الكيميائية وتقليل تكاليف طاقة إعادة البلمرة.
- حل المذيبات: من خلال تطبيق مذيبات كيميائية محددة على النفايات البلاستيكية، يمكن للقائمين بإعادة التدوير استخلاص البوليمرات المستهدفة، أو إزالة الملوثات مثل المواد اللاصقة، أو إعادة تدوير النفايات غير القابلة لإعادة التدوير حاليًا مثل النفايات الإلكترونية (WEEE). الابتكار الأساسي هنا يكمل سوقًا رئيسيًا: التعبئة والتغليف البلاستيكية. وباستخدام خوارزميات اتخاذ القرار والاسترداد والترسيب المستهدف بالمذيبات، أو STRAP، يمكن للقائمين بإعادة التدوير استخراج عدة طبقات من البوليمرات النقية في عبوات البلاستيك (حوالي 44٪ من إجمالي إنتاج البلاستيك السنوي).
ومن بين هذه التقنيات، بافتراض الإدارة السليمة للعملية، فإن متطلبات الطاقة والتأثيرات البيئية السلبية هي (من الأكثر كثافة إلى الأقل): الانحلال الحراري، وإزالة البلمرة، والذوبان بالمذيبات. على الرغم من ذلك، يظل الذوبان بالمذيبات هو التكنولوجيا الأقل تسويقًا، في حين يتم تسويق الانحلال الحراري وإزالة البلمرة بسرعة.
ينتج الانحلال الحراري هيدروكربونات صالحة للوقود بعد تكريرها، مما يؤدي إلى دخولها بشكل جيد في إنتاج النفط والغاز. وبالمثل، فإن إزالة البلمرة هي الوسيلة الوحيدة المجدية تجاريًا لإعادة تدوير مادة PET الصالحة للطعام، مما يخلق مكانة محددة في صناعة الأغذية والمشروبات. أحد أسباب التقدم البطيء في إذابة المذيبات هو الحاجة إلى استعادة المذيبات بعد استخدامها. وبدون ذلك، فإن تقنية إعادة التدوير ليست مربحة.
تسليط الضوء على مبتكر إعادة تدوير البلاستيك
- دراجة كبيرة عبارة عن أداة إعادة تدوير كيميائية جديدة تستخدم عناصر كل من إذابة المذيبات وإزالة البلمرة لإعادة تدوير البلاستيك. إنها تحافظ على القيمة القصوى مع تقليل متطلبات الطاقة عن طريق الاحتفاظ بالتركيبات الكيميائية. دخلت الشركة سوق منسوجات الزجاجات البلاستيكية PET لتأسيس موطئ قدم في السوق أثناء استكشاف المنتجات الأساسية المعاد تدويرها.
- طاقة بلاستيكية عبارة عن شركة لإعادة التدوير بالانحلال الحراري بالميكروويف تركز على البولي إيثيلين والبولي بروبيلين في مسارات البلاستيك والوقود. أنشأت الشركة موطئ قدم قويًا في أوروبا مع العديد من عمالقة النفط والغاز كشركاء في عمليات الشراء قبل أن تقوم الآن بتنسيق المرافق الأمريكية والآسيوية.
- جيبلان هي شركة متخصصة في إزالة بلمرة PET وتستخدم على وجه التحديد تحلل السكر لإعادة تدوير PET من الزجاجات البلاستيكية والمنسوجات. إنهم يهيمنون حاليًا على سوق إزالة البلمرة الآسيوي وقرروا عدم توسيع منشآت جديدة خارج آسيا، وبدلاً من ذلك اختاروا ترخيص تكنولوجيا إزالة البلمرة الخاصة بهم وتكنولوجيا الاستخراج التي تقوم بتسليم نفايات المنسوجات إلى القائمين بإعادة التدوير الأوروبيين والأمريكيين.
اتجاهات إعادة تدوير البلاستيك والتوقعات طويلة المدى
من الناحية الاقتصادية، تعد إعادة تدوير البلاستيك أكثر تكلفة من إنتاج البلاستيك البكر. يتم مخالفة هذا الاتجاه أحيانًا بواسطة بعض المواد البلاستيكية مثل PET عندما تكون إمدادات النفط أكثر تقييدًا. بشكل عام، على الرغم من ذلك، حققت إزالة بلمرة PET وإعادة التدوير الميكانيكية متوسط تكلفة يبلغ 10% مقارنة بالبلاستيك البكر. سيتم محاكاة نموذج PET عن كثب عن طريق الذوبان بالمذيبات وهو يتجه نحو النضج التجاري.
إحدى الطرق المحتملة لإزالة البلمرة والذوبان بالمذيبات هي الاقتران بإعادة التدوير الميكانيكية. يمكن استخدام المذيبات لإزالة الملوثات من البلاستيك المعاد تدويره ميكانيكيًا، مما يقلل من الأعطال ويزيد من نقاء البلاستيك. ويمكن استخدامه أيضًا كعلاج لاحق لاستخراج البوليمرات المستهدفة من البلاستيك المختلط المكعب. وبالمثل، يمكن لإزالة البلمرة معالجة التيارات الجانبية من PET من إعادة التدوير الميكانيكية من أجل زيادة استخلاص PET إلى الحد الأقصى، وتحسين الربحية.
سوف يهيمن الانحلال الحراري على عملية إعادة التدوير المتقدمة خلال العقد القادم على الأقل. في حين أن إنتاج البلاستيك المعاد تدويره غير فعال في استخدام الطاقة، فإن الانحلال الحراري هو الحل الوحيد الذي يمكن نشره اليوم لإعادة تدوير البلاستيك؛ إعادة التدوير الميكانيكية لا يمكن. ولهذا السبب، ينبغي اعتبار الانحلال الحراري بمثابة تكنولوجيا انتقالية لإعادة تدوير البلاستيك. ومن المثير للاهتمام أن شركات النفط والغاز هي المحرك الرئيسي لزيادة قدرة الانحلال الحراري ومن المتوقع أن تستخدم معظم زيت الانحلال الحراري كبديل للوقود.
لقد اجتذبت صناعة إعادة تدوير البلاستيك العديد من القطاعات الأخرى المثيرة للاهتمام أيضًا. قامت الشركات المصنعة للمواد الكيميائية، مثل LyondellBasell وSK، بنشر استثماراتها في إعادة التدوير الميكانيكية، والتحلل الحراري، وإزالة البلمرة، والذوبان بالمذيبات، مما يشير إلى الاهتمام بالمنتجات النهائية المتنوعة من كل عملية. تميل شركات التعبئة والتغليف الاستهلاكية مثل Coca-Cola وNestle إلى الاستثمار في إزالة البلمرة وإذابة المذيبات لملاءمتها المباشرة لإعادة تدوير العبوات. أخيرًا، قام عمالقة إدارة النفايات مثل Republic Services وWM ببناء مراكز إعادة التدوير الإقليمية بهدوء، متجاوزين القائمين على إعادة التدوير والاستفادة من وصولهم الاحتكاري إلى النفايات.
في نهاية المطاف، كل عملية لها عيوب كبيرة سواء اليوم أو المضي قدما. ومع ذلك، فإن الذوبان بالمذيبات، وإعادة التدوير الميكانيكي، وإزالة البلمرة لها فوائد بيئية واضحة لتقليل التلوث المرتبط بالبلاستيك والإمكانات التجارية المجانية جنبًا إلى جنب مع بعضها البعض.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.cleantech.com/where-plastic-recycling-innovation-is-today/
