美国能源部资助塑料循环技术研发
3月16日,美国能源部(DOE)宣布计划投资2500万美元资助塑料循环技术研发。此次项目招标是能源部2019年11月宣布的“塑料创新挑战”(Plastics Innovation Challenge)项目的一部分[1]。
美国每年产生7800万吨塑料包装,只有14%被回收利用,只有2%被用于制造与原产品同等质量水平产品。美国国内缺乏针对塑料回收的经济激励政策,导致企业将塑料垃圾运往海外。而随着中国、印度、马来西亚、越南、泰国、印度尼西亚等国家实施禁止进口塑料垃圾的法规,美国国内塑料回收的成本上升,一些地方转而选择了填埋或焚烧等处理,污染环境。美国需要发展低成本、节能的塑料废物处理能力。而且,传统的机械回收方法使塑料回收后性能降低,进而只能用于制造低层次的产品。美国需要发展能够提升回收塑料价值的回收方法。
在此背景下,此次招标的主题是“通过生物技术减少热塑性塑料垃圾填埋和进入环境”(BOTTLE),旨在发展可高效循环利用的新型塑料和改进塑料循环利用技术。招标方向有3个:开发具有高度可循环性或生物降解性的新塑料,包括生物基塑料和非生物基塑料两类,要求不仅性能优于已有的产品,而且循环利用成本低或可完全生物降解;分解塑料废弃物的新方法,研究节能的塑料处理技术(机械、化学、生物、混合等途径),生成的中间体或单体可以用于制造有价值的材料;与BOTTLE联盟合作应对塑料废弃物挑战,能源部成立了由国家实验室牵头的BOTTLE产学研联盟,成员有国家可再生能源实验室、橡树岭国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室、科罗拉多州立大学、蒙大拿州立大学、麻省理工学院。各方向具体技术指标要求如表1所示。
表1 BOTTLE项目技术指标要求
指标 |
计算方法 |
最低 |
最高 |
方向1 |
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回收度 |
单体回收比例,按质量计 |
50% |
100% |
降解性 |
塑料中碳转化为二氧化碳(和甲烷)的比例 |
生物降解:60%/180天 堆肥:60%/180天 |
生物降解:90%/180天 堆肥:90%/180天 |
性能提升度 |
与传统塑料相比 |
持平 |
提升20% |
生物原料比例 |
按质量分数计算 |
50% |
100% |
方向2 |
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节能效果 |
与不使用回收物的生产过程相比 |
40% |
80% |
化学回收性 |
回收的单体或中间体比例,按质量分数计 |
35% |
75% |
方向3 |
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节能效果 |
与不使用回收物的生产过程相比 |
50% |
70% |
碳利用率 |
废弃塑料中碳用于新塑料的比例 |
75% |
85% |
(边文越)
[1] Department of Energy Announces $25 Million for Plastics Recycling R&D, Launches Upcycling Consortium. https://www.energy.gov/articles/department-energy-announces-25-million-plastics-recycling-rd-launches-upcycling-consortium