Механічна чи хімічна переробка? Це неправильне питання.

Галузі не потрібна одна переможна технологія. Потрібен правильний процес для відповідного потоку відходів і чесна оцінка того, скільки матеріалу насправді повертається у цикл.

Дискусія щодо переробки пластмас часто подається як змагання між двома технологіями.

З одного боку, механічну переробку описують як єдиний раціональний варіант, оскільки вона споживає менше енергії та зберігає вже вкладену у полімер вартість. З іншого боку, хімічну переробку подають як технологію, що нарешті вирішить проблему змішаних, багатошарових і забруднених пластикових відходів.

Обидва твердження містять елемент істини. Обидва стають оманливими, коли їх застосовують до кожного полімеру та кожного потоку відходів.

Не існує єдиної технології, однаково придатної для ПЕТ, ПЕ, ПП, ПА, ПВХ, ПС, ПУР, ПММА, композитів і ламінатів. Також не існує одного універсального матеріалу під назвою «пластикові відходи».

Існують потоки відходів із визначеним складом, історією використання, рівнем деградації, вмістом добавок, вологістю, забрудненнями та сторонніми матеріалами. Лише після аналізу цих змінних можна відповідально обрати маршрут переробки.

Спочатку термінологія повинна бути чіткою

Механічна переробка не передбачає навмисного розщеплення полімеру на мономери. Матеріал сортується, подрібнюється, миється, розділяється, сушиться, фільтрується, дегазується, плавиться, гомогенізується та гранулюється або безпосередньо переробляється у новий продукт.

Це не означає, що структура полімеру залишається повністю незмінною.

Під час використання, миття, сушіння та повторної переробки матеріал піддається дії тепла, кисню, вологи та зсуву. Можуть виникати такі явища:

• розрив полімерного ланцюга,
• окиснення,
• розгалуження,
• зшивання,
• гідроліз,
• зміни у розподілі молекулярної маси,
• вичерпання стабілізаторів,
• утворення летких продуктів деградації.

У ПП розрив ланцюга часто підвищує показник плинності розплаву. У ПЕ окиснення може спричинити як деградацію ланцюга, так і розгалуження чи утворення гелю. ПЕТ особливо чутливий до вологи під час переробки у розплаві, оскільки гідроліз знижує його молекулярну масу та внутрішню в'язкість.

З цієї причини твердження, що матеріал містить «100% рециклата», саме по собі нічого не говорить про стабільність переробки, однорідність від партії до партії чи придатність для конкретного застосування.

Де механічна переробка має найсильнішу перевагу?

Механічна переробка найкраще працює з відносно чистими, однорідними потоками термопластів, склад яких можна контролювати.

Прикладами є:

• ПЕТ-пляшки з роздільних систем збору,
• ящики, піддони та транспортні контейнери, що циркулюють у контрольованому циклі
• ПЕ-плівка з однорідних промислових потоків,
• труби та профілі з ПВХ, зібрані через спеціалізовані системи,
• післявиробничі відходи з відомою рецептурою,
• відібрані потоки HDPE та PP після ефективного сортування.

У цих випадках більшість уже створеної цінності в полімері можна зберегти. Немає необхідності розкладати матеріал на менші молекули, очищати продукти реакції та знову полімеризувати їх.

Добре спроєктований механічний процес може включати оптичне сортування, відділення металів, розділення за густиною, миття, сушіння, фільтрацію розплаву, дегазацію, стабілізацію, суміснення та контрольоване змішування партій.

Тому це не просто «повторне плавлення відходів».

Сучасна механічна переробка — це процес матеріалознавства, ефективність якого залежить від розуміння полімерів, добавок, реології, деградації та призначення рециклата.

Де починаються її обмеження?

Головне обмеження механічної переробки можна підсумувати одним реченням:

Якість рециклата не може перевищувати ту, яку дозволяє якість вихідної сировини та доступні методи очищення.

Сортування за основним типом полімеру ще не створює однорідного матеріалу. Дві упаковки з маркуванням ПП можуть містити різні кополімери, наповнювачі, стабілізатори, пігменти та покриття, а також мати дуже різну історію старіння.

Більшість полімерів також є несумісними на молекулярному рівні. Навіть на вигляд подібна суміш ПЕ та ПП може утворювати нестабільну фазову морфологію та демонструвати знижену ударну міцність, розривні характеристики та подовження.

Сумісники можуть покращити адгезію між фазами, але вони не замінюють контроль складу. Формуляція, яка працює для однієї суміші, може бути неефективною для іншої.

Одні лише фільтри розплаву також не вирішують проблему. Фільтр може затримувати папір, алюміній, дерево, пісок та інші тверді частки. Він не може видалити другий розплавлений полімер, розчинені добавки, пігменти, мігруючі речовини або всі сполуки, відповідальні за запах.

Особливо складними потоками є:

• багатошарова упаковка,
• сильно забарвлені пластмаси,
• відходи, забруднені залишками їжі,
• сільськогосподарські плівки, що містять ґрунт, воду та органічні речовини,
• пластмаси, що містять антипірени,
• пластмаси з відходів електричного та електронного обладнання,
• композити та зшиті пластмаси,
• матеріали з невідомою історією використання,
• відходи, що містять речовини, які обмежують повторне використання у виробах, що контактують з харчовими продуктами.

Це не означає, що механічна переробка неминуче призводить до даунциклінгу. Даунциклінг часто є наслідком недостатнього сортування, неконтрольованого змішування або використання рециклата в застосуваннях, вимогам яких він не відповідає.

Також не існує універсальної кількості циклів, після яких пластик «більше не може бути перероблений». Відповідь залежить від полімеру, його попереднього застосування, стабілізації, вологості, температури, часу перебування в системі термічної обробки, інтенсивності зсуву та властивостей, необхідних для наступного продукту.

Хімічний рециклінг — це не одна технологія

Термін «хімічний рециклінг» охоплює процеси з принципово різними механізмами.

Сольволіз

Сольволіз використовує реакцію між полімером і відповідним хімічним середовищем. Це може включати гліколіз, метаноліз, гідроліз або аміноліз.

Найкраще підходить для полімерів, що містять зв’язки, які можна селективно розщеплювати, зокрема ПЕТ, ПА, ПК та певні поліуретани.

Однією з потенційних переваг є отримання мономерів або олігомерів високої чистоти. Це не означає, що можна приймати будь-яку сировину. Зазвичай для сольволізу потрібен добре охарактеризований потік, а добавки, метали, барвники та інші полімери можуть ускладнювати реакцію, очищення продукту та відновлення розчинника або каталізатора.

Піроліз

Піроліз розкладає полімери при високій температурі в умовах обмеженого доступу кисню. Утворюється суміш олії, газу, восків, твердих фракцій та інших продуктів.

Він розглядається насамперед для сумішей ПЕ та ПП, які не можуть бути ефективно перероблені механічним шляхом.

Однак некоректно стверджувати, що піроліз «перетворює кожен пластик назад на нафту».

ПЕ та ПП зазнають переважно випадкового розриву ланцюгів, утворюючи складну суміш вуглеводнів. Такі полімери, як ПС та ПММА, можуть деполімеризуватися більш селективно, даючи більшу частку стиролу або метилметакрилату.

ПВХ, ПЕТ, ПА та поліуретани вводять хлор, кисень, азот та інші гетероатоми. Це може спричиняти корозію, утворення коксу, забруднення олії, забруднення обладнання та деактивацію каталізаторів.

Піролізна олія, призначена для парового крекінгу, часто потребує очищення, видалення хлору, гідроочищення та видалення металів. Також може знадобитися змішування з набагато більшою кількістю викопної сировини, оскільки вона не може бути використана безпосередньо як повноцінна заміна нафтового нафтену.

Тому для піролізу також необхідні сортування, підготовка сировини та визначена специфікація вхідного матеріалу.

Газифікація

Газифікація розкладає матеріал значно глибше, утворюючи синтез-газ, що складається переважно з оксиду вуглецю та водню.

Технологія може допускати більш різноманітні потоки, ніж селективна деполімеризація, але вимагає дуже високих температур, великих установок і передових систем очищення газу.

Якщо синтез-газ спалюється, результатом є відновлення енергії, а не замкнутий матеріальний цикл. Лише його перетворення на нові хімікати та полімери може бути частиною матеріального рециклінгу.

Розчинення на основі розчинників

Процеси розчинення іноді відносять до хімічної переробки з маркетинговою метою, але точніше розглядати їх як фізичну переробку на основі розчинників.

Полімер розчиняється, відокремлюється від деяких добавок та інших компонентів, а потім осаджується. Його хімічна структура не обов’язково повинна руйнуватися.

Метод може бути корисним для окремих ламінатів і забруднених полімерів, але вимагає ефективного відновлення розчинника, контролю викидів і суворого енергетичного балансу.

Ключове питання: який фактичний продукт переробки?

У хімічній переробці легко сплутати три дуже різні показники

• вихід рідини або газу безпосередньо після перетворення,
• кількість продукту, доставленого на нафтохімічне підприємство,
• кількість матеріалу, що зрештою використовується для виробництва нового полімеру.

Ці показники не є взаємозамінними.

Якщо з однієї тонни відходів отримують нафту, газ, віск, тверді залишки та інші залишки, весь цей вихід не можна описувати як нову сировину для виробництва пластмас. Частина газу може бути використана для нагріву процесу. Частина нафти може потрапити до пального пулу. Частина вуглецю залишається у залишках, коксі або побічних продуктах.

З точки зору циркулярної економіки вирішальним показником є не лише вихід проміжного продукту. Важливою є частка вуглецю з відходів, яка зрештою стає частиною нового матеріалу.

Директива ЄС про відходи прямо виключає енергетичне відновлення та переробку у паливо з визначення переробки. Це розмежування є принциповим.

Масово-балансовий облік є необхідним, але не може замінити матеріальний баланс

На великих нафтохімічних підприємствах хімічно перероблена сировина зазвичай змішується з викопною. Після цього неможливо визначити, які саме молекули у готовій упаковці походять із відходів.

Масово-балансовий облік використовується як контрольований метод для віднесення визначеної частки виробництва до переробленої сировини.

У червні 2026 року Європейська Комісія прийняла Рішення 2026/1425 щодо розрахунку вмісту переробленого пластику в одноразових пляшках для напоїв. Правила дозволяють масово-балансовий облік для додаткових методів переробки, але вводять важливі запобіжні заходи:

• паливо та втрати отримують коефіцієнт розподілу, що дорівнює нулю,
• матеріал може бути віднесений лише там, де існує технічно здійсненний хімічний маршрут,
• облік ведеться на рівні окремого підприємства,
• обліковий період не може перевищувати трьох місяців,
• негативний матеріальний баланс не допускається
• дані та система обліку підлягають перевірці.

Це важливий крок, але сферу дії Рішення слід описати точно. Воно стосується розрахунку вмісту переробленого матеріалу в одноразових пляшках для напоїв. Це не є автоматичним схваленням кожної заяви про хімічну переробку.

Масовий баланс — це метод контролю ланцюга постачання для відстеження потоків і розподілу часток. Він не доводить, що кожна молекула в конкретному продукті фізично походить з відходів.

Яка технологія має менший вплив на довкілля?

Механічна переробка зазвичай споживає менше енергії, оскільки зберігає структуру полімеру і вимагає менше стадій перетворення.

Однак цей висновок не слід автоматично застосовувати до кожного випадку.

Звіт JRC, що порівнює реальні сценарії переробки, ілюструє, наскільки сильно результат залежить від потоку відходів і застосування відновленого продукту.

Для однієї тонни відсортованих ПЕТ-відходів упаковки змодельовані чисті кліматичні заощадження становили приблизно:

• 1 933 кг CO₂e для механічної переробки,
• 1 711 кг CO₂e для часткового гліколізу,
• у той час як енергетична утилізація створила чисте навантаження приблизно 1 241 кг CO₂e.

Ці показники не є універсальними для кожної установки з переробки ПЕТ. Результати залежать від виходу, енергоспоживання, хімічних витрат, обробки залишків, а також типу і частки первинного матеріалу, який заміщується переробленою продукцією.

Рейтинг може змінюватися для інших полімерів. Для ПС селективне відновлення стиролу може перевершувати виробництво механічно переробленого матеріалу з обмеженою здатністю заміщати первинний ПС. Для змішаних поліолефінових плівок очевидна перевага піролізу може зникнути, якщо врахувати високе енергоспоживання, апгрейд нафти та частку продукції, що йде на паливо.

Тому будь-яке достовірне порівняння повинно встановлювати:

• чи обробляють технології один і той самий потік відходів
• чи є межі системи еквівалентними,
• чи враховано сортування та підготовку сировини,
• фактичний матеріальний вихід,
• частка продукції, яка заміщує первинну сировину,
• доля газу, воску, твердих залишків і відходів,
• споживання енергії, водню, розчинників і каталізаторів,
• чи враховується якість продукту,
• чи є функціональною одиницею одна тонна відходів, одна тонна продукту чи визначена матеріальна функція.

Без цієї інформації твердження, що одна технологія є «зеленішою», є насамперед маркетинговою заявою.

Як механічна та хімічна переробка можуть працювати разом?

Найраціональнішою системою є каскадна.

1. Однорідні потоки слід направляти на механічну переробку

Якщо матеріал можна очистити та повторно використати з збереженням необхідних властивостей, розкладання його на мономери або вуглеводні без потреби знищує вже створену цінність.

2. Механічна переробка повинна продовжувати розвиватися

Нам потрібне краще сортування, відстежуваність складу, стабілізація, дегазація, видалення запаху, сумісність, очищення та контроль якості.

Цифрові паспорти продуктів і точніша інформація про полімери, клеї, бар'єрні шари, пігменти та добавки також набуватимуть дедалі більшого значення.

3. Селективне розчинення дозволяє очищати вибрані матеріали без руйнування полімеру

Це проміжний шлях для потоків, які не можуть бути достатньо очищені механічними методами, але не потребують розщеплення до мономерів.

4. Деполімеризацію слід застосовувати там, де це дозволяє хімія полімеру

ПЕТ, ПА, ПК, ПММА, ПС і вибрані поліуретани не слід обробляти так само, як ПЕ та ПП. Кожна сім'я полімерів потребує окремої оцінки хімії реакції, селективності, очищення та економіки відновлення.

5. Піроліз має переробляти вибрані залишкові фракції, а не конкурувати за найкращу сировину

Її виправдання є найсильнішим, коли вона переробляє відходи, які не можуть бути ефективно використані в механічному рециклінгу, особливо належним чином підготовлені змішані потоки поліолефінів.

Якщо піролізна установка починає споживати чистий, однорідний ПЕ або ПП, які могли бути повернуті через механічний рециклінг, вона вже не доповнює систему. Вона починає конкурувати за найціннішу сировину.

6. Відбраковані матеріали також потребують контролю якості

Відбракований матеріал після сортування або механічного рециклінгу не є автоматично придатною сировиною для хімічного рециклінгу. Він може містити надмірну кількість ПВХ, ПЕТ, ПА, металів, вологи, паперу, скла, наповнювачів та органічних залишків.

Установка хімічного рециклінгу також потребує специфікації вхідної сировини.

Сім питань, які слід поставити будь-якому постачальнику технологій рециклінгу

• Який точний склад і рівень забруднення може мати сировина?
• Який вихід продукту, придатного для виробництва нових полімерів, а не загальний вихід рідини, газу чи гранул?
• Яка частка закінчує як паливо, технологічний газ, залишок, стічна вода або відбракований матеріал?
• Які етапи підготовки сировини були виключені з представленого балансу витрат і викидів?
• Скільки енергії, води, водню, розчинника, каталізатора та інших хімікатів споживає процес на одну тонну відходів?
• Яку саме первинну сировину може фактично замінити продукт процесу і з яким коефіцієнтом заміщення?
• Чи отримані результати походять з безперервно працюючої промислової установки, чи з лабораторного або демонстраційного процесу?

Лише після отримання відповідей на ці питання можна визначити, чи маємо справу з промисловою технологією, чи лише з привабливою схемою процесу.

Нам не потрібна технологічна війна

Згідно з моделлю JRC за 2022 рік, середній рівень рециклінгу відходів пластмас у ЄС становив лише 19,6%. Домінувала механічна переробка, тоді як внесок хімічної переробки залишався незначним.

Це свідчить про те, що лише механічна переробка не замкнула цикл. Це не доводить, що її слід замінити хімічною переробкою.

Механічна переробка повинна залишатися першим вибором там, де вона зберігає матеріал і дає продукцію необхідної якості. Хімічна переробка має розширювати спектр відходів, які можна утилізувати, а не відволікати чисті потоки лише тому, що їх легше обробляти.

Європейська Комісія чітко висловила цей принцип у своєму Рішенні 2026 року: хімічна переробка має доповнювати механічну переробку, яка зазвичай є екологічно кращою, якщо забезпечує перероблену продукцію належної якості та технічних характеристик.

Отже, правильне питання не в тому: механічна чи хімічна переробка?

Як зберегти якомога більшу частку матеріальної цінності, використати мінімум енергії та спрямувати найменшу частку вуглецю у паливо, викиди та відходи?

Тільки тоді ми можемо говорити про справді циркулярну економіку пластмас.

Джерела

1. Європейська Комісія, Спільний дослідницький центр, Amadei A., Venturelli S., Manfredi S., Потоки пластикових матеріалів у ЄС-27 та їхній вплив на довкілля. Виявлення європейського ланцюга створення вартості пластику, 2025.
2. Garcia-Gutierrez P. та ін., Спільний дослідницький центр, Екологічна та економічна оцінка переробки пластикових відходів, 2023.
3. Європейська Комісія, Виконавче рішення (ЄС) 2026/1425 щодо розрахунку вмісту переробленого пластику в одноразових пляшках для напоїв, 30 червня 2026 року.
4. Європейський Союз, Директива 2008/98/ЄС про відходи, консолідований текст.
5. Європейський Союз, Регламент (ЄС) 2025/40 щодо упаковки та упаковочних відходів.
6. Schyns Z.O.G., Shaver M.P., Механічна переробка пакувальних пластмас: огляд, 2021.
7. Uekert T. та ін., Технічне, економічне та екологічне порівняння технологій замкнутого циклу переробки поширених пластмас, 2023.
8. Jeswani H.K. та ін., Оцінка впливу на довкілля протягом життєвого циклу хімічної переробки шляхом піролізу змішаних пластикових відходів, 2021.
9. Klotz M. та ін., Роль хімічної та розчинникової переробки у сталому циркулярному обігу пластмас, 2024.
10. Schade A. та ін., Переробка пластикових відходів: перспективи хімічної переробки, 2024.

Англійська версія є оригінальною версією цієї статті. Усі інші мовні версії були створені за допомогою автоматичного перекладу. У разі будь-яких розбіжностей, будь ласка, звертайтеся до оригінального англійського тексту.

Переробка пластмас, механічна переробка, хімічна переробка, переробка полімерів, циркулярна економіка, пластикові відходи, технології переробки, піроліз, деполімеризація, сольволіз, масовий баланс, переробка пластмас.