플라스틱 생산량은 2050년까지 두 배로 예상됩니다. 마찬가지로, 생산 및 폐기 과정에서 발생하는 플라스틱 배출량은 2060년까지 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다. 플라스틱 재활용은 플라스틱을 재순환시켜 생산 및 폐기 관련 배출을 모두 처리할 수 있으며, 순수 플라스틱 생산 및 오염 처리 방법의 필요성을 줄입니다.  

업계 표준인 기계적 재활용은 놀라울 정도로 에너지 효율적이고 광범위하지만 몇 가지 주요 단점이 있습니다. 기계적 재활용은 공급원료에 따라 다르며 값비싼 분류(대부분의 경우 PET, HDPE, PP, LDPE만 허용)가 필요하고 오염으로 인해 자주 실패하며 가치가 낮은 제품을 생산합니다. 

플라스틱에서 폴리머를 분해하거나 추출하는 데 사용되는 일련의 물리화학적 반응인 고급 재활용이 등장하여 재활용 가치를 높이고 분류 필요성을 줄였습니다. 첨단 재활용 시장은 지난 5년 동안 급속히 성장하여 기계적 재활용의 기술적 격차 중 일부를 해결하고 다른 기술적 격차를 해소했습니다. 

플라스틱 재활용 혁신 

첨단 재활용(가스화 및 분해 제외)의 세 가지 주요 기술에는 열분해, 해중합 및 용매 용해가 포함됩니다. 각 유형에는 효율성 향상을 위한 특정 강점과 혁신 영역이 있습니다. 

• 열분해: 플라스틱의 화학 사슬을 다양한 길이의 탄화수소로 분해하여 플라스틱이나 연료로 정제하는 데 사용되는 열 공정입니다. 이 공정은 또한 부산물이나 연료로 상품화될 합성가스와 숯을 생산합니다. 여러 형태의 열분해가 존재하여 명확한 기술적 정의와 기술 준비 수준을 복잡하게 만듭니다. 즉, 촉매 열분해는 플라스틱과 연료를 모두 잠재적인 제품으로 사용하여 상업적으로 실행 가능한 공정으로 부상할 수 있는 가장 좋은 위치에 있는 것으로 보입니다. 
   
• 해중합: 여러 프로세스가 이 범주에 속합니다. 일반적으로 PET 폴리머를 모노머로 분해하여 플라스틱과 직물로 재중합하는 중간 화학 반응을 활용합니다. 기술적 특수성을 높이면 다음과 같은 재료 회수 및 공정 효율성이 향상됩니다. 제플란해당과정 또는 카비오' 생체촉매. 현재 실험은 새로운 화학 물질 구매 시장을 탐색하고 재중합 에너지 비용을 줄이기 위해 폴리머 사슬을 모노머보다 더 온전하게 유지하는 데 중점을 두고 있습니다. 
   
• 용매 용해: 재활용업체는 플라스틱 폐기물에 특정 화학 용매를 적용함으로써 표적 폴리머를 추출하고, 접착제와 같은 오염 물질을 제거하거나, 전자 폐기물(WEEE)과 같이 현재 재활용이 불가능한 폐기물을 재활용할 수 있습니다. 여기서 주요 혁신은 주요 시장인 플라스틱 포장을 보완합니다. 의사결정 알고리즘과 용제 표적 회수 및 침전(STRAP)을 활용하여 재활용업체는 포장용 플라스틱(전체 연간 플라스틱 생산량의 약 44%)에서 여러 층의 순수 폴리머를 추출할 수 있습니다. 

이러한 기술 중 적절한 공정 관리를 가정할 때 에너지 요구 사항과 부정적인 환경 영향은 가장 집중적인 것부터 가장 적은 것 순으로 열분해, 해중합 및 용매 용해입니다. 그럼에도 불구하고 용매 용해 기술은 아직 상용화가 가장 덜 된 기술인 반면, 열분해와 해중합 기술은 빠르게 상용화되고 있습니다.  

열분해는 정제 후 연료급 탄화수소를 생산하여 석유 및 가스 생산에 적합합니다. 마찬가지로, 해중합은 식품 등급 PET를 재활용하여 식품 및 음료 산업에서 특정 틈새 시장을 개척하는 상업적으로 실행 가능한 유일한 수단입니다. 용매 용해 과정이 느린 이유 중 하나는 사용 후 용매를 회수해야 하기 때문입니다. 이것이 없으면 재활용 기술은 수익성이 없습니다. 

플라스틱 재활용 혁신가 스포트라이트 

• 거대주기 플라스틱 업사이클링을 위해 용매 용해와 해중합 요소를 모두 사용하는 새로운 화학 재활용 업체입니다. 화학 구조를 유지하여 에너지 요구 사항을 줄이면서 최대 가치를 유지합니다. 회사는 PET 플라스틱병 섬유 시장에 진출하여 시장 기반을 구축하는 동시에 주요 업사이클링 제품을 발굴했습니다. 
   
• 플라스틱 에너지 는 PE 및 PP를 플라스틱 및 연료 경로로 전환하는 데 중점을 둔 마이크로파 열분해 재활용 업체입니다. 이 회사는 현재 미국과 아시아 시설을 조정하기 전에 여러 석유 및 가스 거대 기업을 구매 파트너로 삼아 유럽에서 확고한 기반을 구축했습니다. 
   
• 제플란 는 플라스틱 병과 직물에서 PET를 재활용하기 위해 해당과정을 전문적으로 사용하는 PET 해중합 회사입니다. 그들은 현재 아시아 해중합 시장을 장악하고 있으며 아시아 이외의 지역으로 새로운 시설을 확장하지 않기로 결정했으며 대신 폐섬유를 상품화하는 해중합 기술 및 추출 기술을 유럽과 미국의 재활용 업체에 라이센스하기로 결정했습니다. 

플라스틱 재활용 동향 및 장기 전망 

경제성 측면에서 플라스틱 재활용은 순수 플라스틱 생산보다 비용이 더 많이 듭니다. 이러한 추세는 석유 공급이 더욱 제한될 때 PET와 같은 특정 플라스틱에 의해 방해를 받는 경우가 있습니다. 그러나 일반적으로 PET 해중합 및 기계적 재활용은 순수 플라스틱에 비해 평균 10%의 비용 프리미엄을 달성했습니다. PET 모델은 상업적 성숙을 향해 나아가면서 용매 용해에 의해 밀접하게 모방될 것입니다.  

해중합과 용매 용해를 위한 한 가지 잠재적인 방법은 기계적 재활용과 짝을 이루는 것입니다. 용매 용해를 사용하면 기계적으로 재활용된 플라스틱에서 오염 물질을 제거하여 오작동을 줄이고 플라스틱 순도를 높일 수 있습니다. 또한 펠릿화된 혼합 플라스틱에서 목적 폴리머를 추출하기 위한 후처리로 사용할 수도 있습니다. 마찬가지로, 해중합은 PET 추출을 극대화하고 수익성을 향상시키기 위해 기계적 재활용에서 PET 측면 스트림을 처리할 수 있습니다. 

열분해는 최소한 향후 10년 동안 고급 재활용을 지배하게 될 것입니다. 재활용 플라스틱을 생산하는 것은 에너지 비효율적이지만, 열분해는 오늘날 플라스틱을 재활용하기 위해 배치할 수 있는 유일한 솔루션입니다. 기계적 재활용은 불가능합니다. 이러한 이유로 열분해는 플라스틱 재활용의 전환 기술로 간주되어야 합니다. 흥미롭게도 석유 및 가스 기업은 열분해 용량을 증가시키는 주요 동인이며 대부분의 열분해 오일을 연료 대체품으로 활용할 것으로 예상됩니다.  

플라스틱 재활용 산업은 다른 여러 흥미로운 분야에도 관심을 끌었습니다. LyondellBasell 및 SK와 같은 화학 제조업체는 기계적 재활용, 열분해, 해중합 및 용매 용해에 대한 투자를 확대하여 각 공정의 다양한 최종 제품에 대한 관심을 나타냈습니다. Coca-Cola 및 Nestle과 같은 소비자 포장 회사는 포장 재활용에 직접적으로 적합하기 위해 해중합 및 용매 용해에 투자하는 경향이 있습니다. 마지막으로, Republic Services 및 WM과 같은 폐기물 관리 대기업은 재활용 업체를 우회하고 폐기물에 대한 독점 접근을 활용하여 조용히 지역 재활용 허브를 구축했습니다. 

궁극적으로 각 프로세스에는 현재 또는 미래에 심각한 단점이 있습니다. 즉, 용매 용해, 기계적 재활용 및 해중합은 플라스틱 관련 오염을 줄이고 상호 보완적인 상업적 잠재력을 줄이는 확실한 환경적 이점을 제공합니다.  

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