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【绿色观点】面对塑胶循环经济,我们的技术壁垒準备好了吗?

2020-06-13
【绿色观点】面对塑胶循环经济,我们的技术壁垒準备好了吗?

上礼拜专栏文章《一个思维,决定循环世界还是垃圾台湾》一上架,立刻被一大堆人围攻,我看完底下的留言之后,发现大家隐含的担忧是:为何塑胶再利用产业值得在国内发展?塑胶 回收 有技术壁垒可言吗?这幺低阶的产业,恐怕会使台湾沦为世界垃圾场吧!?

我们之所以会将进口废塑胶与垃圾场产生连结,多半是有感于过去新闻报导塑胶垃圾对环境造成的危害,但仔细思考,这会不会是我们「只谈感情不谈逻辑」的老毛病又犯了?

我们推动「循环经济创新白话文运动」的目的,就是要从循环经济产业的全局思维出发,以政策、法律、市场为支点,为你建构系统性的循环经济知识框架,助攻在 绿色产业 里寻找机会的人、大企业、中小企业,以及政策制定者。今天,我将带你从技术的角度出发,了解在全球疯塑胶循环经济的热潮中,我们还有哪些可能的赢面。

我很了解你怎幺看我们这群整天窝在实验室和工厂的工程师,作为这个系列的第一篇技术文,我要先声明,我并不是一个科技盲目乐观主义者,我认为面对塑胶循环经济,目前人类的科技不完美,无法处理所有的问题,不过工程师的思维不是等到所有的问题被解决才上路,而是透过边做边研发的方式,一步一步找出答案,不断地在解决问题。

你可以跟我一起看下面这段文字,猜猜看塑胶使用与回收隐含的问题有多大:

  1. 目前全球仅有 14% 的塑胶被回收,只有 2% 的塑胶在原有的用途上重覆再利用,8% 的塑胶再利用于更低阶用途,约 4% 在回收过程中损失
  2. 其余 86% 的塑胶中,仅 14% 送去焚化炉烧并发电,其他 72% 不是掩埋处理、就是弃置在环境中
  3. 98% 的塑胶是使用石油为原料

这些塑胶回收的缺口与问题,不仅仅意味着未来有庞大的新商机,更重要的是你、我及后代子孙都已无法置身事外,这是一个必须面对的真相。

你不了解的台湾废塑胶加工技术水準

从技术的角度,我们来看看台湾可以对世界产生什幺贡献。台湾废塑胶加工业大多属中小企业,你可以九月底来一趟绿色创业家社群的小聚,就可以从一家公司看出缩影,走进厂区,塑胶原料有系统的堆置,加工设备虽然有旧有新,但整齐的配置,绝对让你无法联想到大陆家户型废塑胶加工业的恶劣环境。当然,市场里总有不肖业者,但也别因噎废食,我国的环保法规相对进步,监管的能力也在水準之上。

你可能还是好奇废塑胶回收加工的过程是什幺样的, 它的首要步骤就是将废塑胶破裂为碎片,然后进行所谓的分选,也就是从混掺在一起的各类废塑胶中,将单一种类的废塑胶分离出来再利用。 过去人工挑选的印象,早已被非常成熟且商业化的机械分选技术所取代。机械分选技术的运作原理很类似高速公路的 ETC 收费系统,将废塑胶以输送带输送,运用近红外线照射的光学辨识方法,通常在通过光学感测器后 1 秒内,就可以将各类废塑胶分选出来。

怎幺能这幺神呢?主要是因为各种废塑胶在密度、带电性、吸收光谱等物理性质都有差异,工程师就可以利用此差异来分选,例如在照射近红外线后,每一种类的塑胶都有其特定的吸收光谱,光学辨识技术就是利用此原理,分离不同类型的塑胶,完成辨识与分选。

在分选出单一种类废塑胶后,便进入改质加工的阶段,此部分就是台湾塑胶产业的强项! 由于回收后的废塑胶跟新塑胶料相比,多半有材料性能劣化的问题,因此若製成再生塑胶就需要进行改质。最常见的改质方法就是混炼,也就是将废塑胶与新塑胶料或其他种类的塑胶混合。改质的配方将可决定后续再生塑胶的材料特性、市场价值与应用方向,这就是废塑胶加工业的专业机密。

因为塑胶混炼的方法通常是将两种以上的塑胶加温至熔融状态,再运用螺桿机械的混合及输送,最后方能成型为适合加工的塑胶粒,因此塑胶混炼改质的另一关键技术,就是各种特殊螺桿的设计,至于如何设计,凭的就是塑胶加工业的技术与经验,这就是国内精密机械业的强项。

事实上台湾进口塑胶回收加工的技术早已举世闻名,前些日子大家在疯世足时,是否就有注意到足球员穿的球衣大部分就是台湾利用回收塑胶生产?我们的回收塑胶加工技术水準不仅如此而已,现在为了要减塑及推动循环经济,欧盟及许多国际品牌大厂也都开始要求塑胶製品需混掺一定比例的再生塑胶,所以台湾的心有多宽,市场就有多大。

塑胶循环科技不是要不要发展的问题,而是要如何发展的问题

塑胶加工技术壁垒我们有掌握,那市场还有什幺问题呢? 现阶段塑胶回收的首要瓶颈就是经济规模,因为只有单一种类塑胶的使用量够大时,回收才能有足够的经济效益,否则不赚钱的工作没有人愿意投入, 因此目前全球仍以 PET、PE、PP 等大宗塑胶的回收成效较好。

其次是目前有些塑胶製品的设计并不利于回收,例如含有无法分离的多种材料、干扰光学辨识的複合材料等,因此塑胶製品在设计上若无法简化或有所规範,面对如此多样化的塑胶材料及组合,目前的科技也只能束手无策。因此回收塑胶会进焚化炉,这问题其实是反映的是现阶段科技的限制。

第三就是要因应消费者使用习惯来设计回收机制并不容易,例如吸管本来就已经是可以回收再利用的 PP,但吸管回收真正的问题是它总是跟着其他器具一起出现,而不是单一的回收场景。想要把吸管再分离出来去回收再製,成本耗费太高。在这种状况下,吸管跟一般垃圾混在一起进焚化炉,也是很自然的事情。

 因此,我们现在需要成本低、更具创意的回收机制,让我们有能力将部分塑胶循环再利用,而那些不具回收经济规模、现阶段技术上无法回收的塑胶虽然进了焚化炉,此处理方式虽然不令人满意,但至少让回收塑胶能够以能源化的方式再利用,减少弃置于环境的可能性,就目前科技水準而言是最可行的做法,即便是环保意识最为先进的欧盟,在其塑胶循环利用的近程规划中,也将回收塑胶以焚化处理取代掩埋列为一个重要的过渡选项。

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