机械回收还是化学回收？这不是正确的问题
行业并不需要一种“胜出”的技术。它需要针对不同废物流选择合适的工艺，并如实说明有多少材料真正回归循环。
关于塑料回收的讨论常常被呈现为两种技术之间的竞争。
一方面，机械回收被描述为唯一合理的选择，因为其能耗更低，并保留了聚合物中已嵌入的价值。另一方面，化学回收则被视为最终能解决混合、多层和受污染塑料废弃物问题的技术。
这两种说法都包含一定的事实成分。当它们被应用于所有聚合物和所有废物流时，就会产生误导。
没有一种技术能同样适用于PET、PE、PP、PA、PVC、PS、PUR、PMMA、复合材料和层压材料。也不存在所谓的“塑料废弃物”这一通用材料。
存在具有明确成分、使用历史、降解程度、添加剂含量、水分、污染和杂质的废物流。只有在这些变量被充分评估后，才能负责任地选择回收路线。
首先，术语必须明确
机械回收并非有意将聚合物分解为单体。材料经过分选、粉碎、清洗、分离、干燥、过滤、脱气、熔融、均化和造粒，或直接加工成新产品。
这并不意味着聚合物结构完全不发生变化。
在使用、清洗、干燥和再加工过程中，材料会暴露于热、氧、水分和剪切力。可能发生以下现象：
- 聚合物链断裂，
- 氧化，
- 支化，
- 交联，
- 水解，
- 分子量分布的变化，
- 稳定剂的消耗，
- 挥发性降解产物的形成。
在PP中，链断裂常常导致熔体流动速率增加。在PE中，氧化可能引起链降解以及支化或凝胶形成。PET在熔融加工过程中对水分尤为敏感，因为水解会降低其分子量和特性黏度。
因此，材料标称“100%再生料”本身并不能说明其加工稳定性、批次间一致性或是否适用于特定应用。
机械回收在哪些方面具有最显著的优势？
机械回收在相对洁净、成分可控的均质热塑性塑料流中表现最佳。
例如：
- 来自独立收集系统的PET瓶，
- 在受控循环中流通的箱、托盘和运输容器
- 来自同质工业废流的PE薄膜，
- 通过专门系统收集的PVC管材和型材，
- 配方已知的工业后废弃物，
- 经过有效分选的精选HDPE和PP废物流。
在这些情况下，聚合物中已创造的大部分价值可以被保留。无需将材料分解为更小的分子、净化反应产物并重新聚合。
设计良好的机械回收工艺可能包括光学分选、金属分离、密度分离、清洗、干燥、熔体过滤、脱气、稳定化、相容化以及批次的受控混合。
因此，这绝不仅仅是“再次熔化废弃物”这么简单。
现代机械回收是一种材料工程过程，其有效性取决于对聚合物、添加剂、流变学、降解以及再生料预期应用的理解。
它的局限性从哪里开始？
机械回收的主要局限性可以用一句话概括：
再生料的质量不能超过原料质量和现有净化方法所允许的水平。
按主要聚合物类型分选尚不能获得均质材料。两个标有PP的包装可能含有不同的共聚物、填料、稳定剂、颜料和涂层，并且其老化历史可能完全不同。
大多数聚合物在分子层面上也是不相容的。即使是表面上相似的PE和PP混合物，也可能形成不稳定的相形态，并表现出较低的冲击强度、拉伸性能和延伸率。
相容剂可以改善相间的粘结性，但不能替代成分控制。适用于一种混合物的配方，在另一种混合物中可能无效。
仅靠熔体过滤器也无法解决问题。过滤器可以截留纸张、铝、木材、沙子及其他固体颗粒，但无法去除第二种熔融聚合物、溶解的添加剂、颜料、迁移物质或所有导致异味的化合物。
特别具有挑战性的废物流包括：
- 多层包装，
- 颜色较深的塑料，
- 被食品残渣污染的废弃物，
- 含有土壤、水和有机物的农业薄膜，
- 含有阻燃剂的塑料，
- 废弃电气和电子设备塑料
- 复合材料和交联塑料，
- 使用历史不明的材料，
- 含有限制食品接触应用再利用的物质的废弃物。
这并不意味着机械回收必然导致降级回收。降级回收通常是由于分选不良、混合无序或将再生料用于其无法满足要求的应用中所致。
同样也不存在一个普遍适用的循环次数，来界定塑料“无法再回收”。答案取决于聚合物类型、其先前用途、稳定性、水分、温度、在熔融加工系统中的停留时间、剪切强度以及下一个产品所需的性能。
化学回收并非单一技术
化学回收一词涵盖了机理根本不同的多种工艺。
溶剂解
溶剂解是聚合物与适当化学介质之间的反应，可能包括乙醇解、甲醇解、水解或胺解。
该方法最适用于含有可选择性断裂键的聚合物，包括PET、PA、PC和某些聚氨酯。
其一大潜在优势是可回收高纯度的单体或低聚物。但这并不意味着任何原料都可以接受。溶剂解通常需要成分明确的原料流，而添加剂、金属、着色剂及其他聚合物会使反应、产物纯化以及溶剂或催化剂回收变得复杂。
热解
热解是在缺氧条件下高温分解聚合物，产生油、气体、蜡、固体组分及其他产物的混合物。
该方法尤其适用于无法通过机械方式有效回收的PE和PP混合物。
然而，说热解“能把所有塑料都变回油”是不正确的。
PE和PP主要发生随机链断裂，产生复杂的烃类混合物。PS和PMMA等聚合物则可以更有选择性地解聚，得到较高比例的苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯。
PVC、PET、PA和聚氨酯会引入氯、氧、氮及其他杂原子，这些元素可能导致腐蚀、积炭、油品污染、设备结垢和催化剂失活。
用于蒸汽裂解装置的热解油通常需要净化、脱氯、加氢处理和去除金属。由于不能直接作为石化石脑油的替代品使用，通常还需与大量化石原料混合。
因此，热解同样需要分选、原料预处理和明确的进料规范。
气化
气化将材料分解得更彻底，生成主要由一氧化碳和氢气组成的合成气。
该技术相比选择性解聚容忍更多样的原料流，但需要极高的温度、大型装置和先进的气体净化系统。
如果合成气被燃烧，则结果是能量回收，而不是封闭的材料循环。只有将其转化为新的化学品和聚合物，才能构成材料回收的一部分。
基于溶剂的溶解
溶解工艺有时为营销目的被归类为化学回收，但更准确的说法是将其区分为基于溶剂的物理回收。
聚合物被溶解，与部分添加剂及其他组分分离，然后沉淀。其化学结构不一定需要被分解。
该方法对部分复合膜和受污染聚合物可能有用，但需要高效的溶剂回收、排放控制和严格的能量平衡。
核心问题：实际的回收产品是什么？
在化学回收中，三种截然不同的数值很容易被混淆
- 转化后直接获得的液体或气体产率，
- 交付至石化装置的产品数量，
- 最终用于制造新聚合物的物料数量。
这些数据不可互换。
如果一吨废弃物产生油、气、蜡、固体和残渣，全部产出不能都被描述为塑料生产的新原料。一部分气体可能用于加热工艺，一部分油可能进入燃料池，一部分碳则留在残渣、焦炭或副产品中。
从循环经济的角度来看，决定性价值不仅仅是中间产品的产率，而是最终成为新材料一部分的废弃物来源碳的比例。
欧盟废弃物框架指令明确将能量回收和转化为燃料排除在回收定义之外。这一区分至关重要。
质量平衡核算是必要的，但不能替代物料平衡。
在大型石化装置中，化学回收原料通常与化石原料混合。此时无法识别成品包装中哪些分子来自废弃物。
因此，质量平衡核算被用作一种受控方法，将一定比例的产量归属于再生原料。
2026年6月，欧盟委员会通过了2026/1425号决定，规定了一次性饮料瓶中再生塑料含量的计算方法。该规则允许对额外回收方法采用质量平衡核算，但引入了重要的保障措施：
- 燃料和损耗的分配系数为零。
- 仅在存在技术可行的化学路径时，方可分配物料。
- 核算需在单一工厂层面进行。
- 核算周期不得超过三个月。
- 不允许出现负的物料平衡。
- 数据和核算系统需接受核查。
这是一个重要的进展，但必须准确描述该决定的适用范围。它涉及一次性饮料瓶中再生含量的计算，并不意味着对所有化学回收声明的自动批准。
质量平衡是一种用于控制物流和分配份额的链条监管方法。它并不能证明某一特定产品中的每个分子都实际来源于废弃物。
哪种技术对环境的影响更小？
机械回收通常能耗更低，因为其保留了聚合物结构，所需转化阶段更少。
然而，这一结论不能自动适用于所有情况。
JRC的一份报告通过对比实际回收情景，说明了结果在很大程度上取决于废物流和回收产品的应用。
对于一吨分选后的PET包装废弃物，模型计算的净气候减排约为：
- 机械回收为1,933千克CO₂e，
- 部分乙二醇解为1,711千克CO₂e，
- 而能源回收则产生了约1,241千克CO₂e的净负担。
这些数据并非适用于所有PET装置的通用因子。结果取决于产率、能耗、化学品投入、残渣处理，以及回收产物替代原生材料的类型和比例。
对于其他聚合物，排名可能会发生变化。对于PS，选择性苯乙烯回收可能优于机械回收材料（其替代原生PS的能力有限）。对于混合聚烯烃薄膜，一旦考虑到高能耗、油品升级和产出进入燃料的比例，热解的表面优势可能会消失。
因此，任何有公信力的比较都应明确以下内容：
- 这些技术是否处理相同的废物流
- 系统边界是否等同，
- 是否包含分选和原料预处理，
- 实际材料产率，
- 产出中替代原生原料的比例，
- 气体、蜡、固体和废弃物的去向，
- 能源、氢气、溶剂和催化剂的消耗，
- 是否包含产品质量，
- 无论功能单位是一吨废弃物、一吨产品还是某一特定材料功能。
没有这些信息，声称某项技术“更环保”主要是一种市场营销说法。
机械回收与化学回收如何协同工作？
最合理的系统是级联式系统。
1. 应将均质物流导向机械回收
如果一种材料能够在保持所需性能的前提下被清洗和再利用，那么将其分解为单体或烃类会不必要地破坏已经创造的价值。
2. 机械回收必须持续发展
我们需要更好的分选、组分可追溯性、稳定化、脱气、除臭、相容化、纯化和质量控制。
数字产品护照以及关于聚合物、粘合剂、阻隔层、颜料和添加剂的更准确信息也将变得越来越重要。
3. 选择性溶解可在不破坏聚合物的前提下净化特定材料
这是针对无法通过机械方法充分净化、但又不需要分解为单体的物料流的一种中间处理路径。
4. 应在聚合物化学性质支持的情况下采用解聚工艺
PET、PA、PC、PMMA、PS及部分聚氨酯不应与PE和PP同等对待。每一类聚合物都需要单独评估反应化学、选择性、纯化和回收经济性。
5. 热解应处理特定残余组分，而非与优质原料竞争
当其处理无法有效用于机械回收的废弃物，尤其是经过适当预处理的混合聚烯烃流时，其合理性最强。
如果热解工厂开始消耗本可通过机械回收返回的洁净、均质PE或PP，那么它就不再是对系统的补充，而是开始争夺最有价值的原料。
6. 废弃物也需要质量控制
分选或机械回收的废弃物并不自动适合作为化学回收的原料。它可能含有过量的PVC、PET、PA、金属、水分、纸张、玻璃、填料和有机残留物。
化学回收工厂同样需要输入原料的技术规范。
向任何回收技术供应商提出的七个问题
- 原料的具体组成和污染水平可以达到什么标准？
- 适用于新聚合物生产的产品产率是多少，而不是液体、气体或颗粒的总产率？
- 有多少比例最终成为燃料、工艺气体、残渣、废水或废弃物？
- 在所呈现的成本和排放平衡中，哪些原料预处理阶段被省略了？
- 该工艺每处理一吨废弃物消耗多少能源、水、氢气、溶剂、催化剂及其他化学品？
- 该工艺的产出实际上可以替代哪种原生原料，替代比例是多少？
- 这些结果是来自连续运行的工业装置，还是来自实验室或示范性工艺？
只有在这些问题得到解答后，我们才能确定所讨论的是一种工业技术，还是仅仅一个有吸引力的工艺流程图。
我们不需要一场技术之争
根据2022年JRC模型，欧盟塑料的平均报废回收率仅为19.6%。机械回收占主导地位，而化学回收的贡献仍然可以忽略不计。
这表明，仅靠机械回收尚未实现闭环。这并不意味着应以化学回收取而代之。
在能够保留材料并产出所需质量产品的情况下，机械回收应始终作为首选。化学回收应拓展可回收废弃物的范围，而不是仅因处理更容易就转向清洁废物流。
欧盟委员会在其2026年决定中明确表达了这一原则：化学回收应当补充机械回收，而在机械回收能够提供足够质量和技术性能的再生产品时，通常更具环境优势。
因此，正确的问题不是：机械回收还是化学回收？
我们如何最大限度地保留材料价值，尽可能少地消耗能源，并将最少的碳用于燃料、排放和废弃物？
只有这样，我们才能真正讨论循环塑料经济。
参考文献
- 欧盟委员会，联合研究中心，Amadei A.、Venturelli S.、Manfredi S.，《欧盟27国塑料材料流及其环境影响——揭示欧洲塑料价值链》，2025年。
- Garcia-Gutierrez P. 等人，联合研究中心，《塑料废弃物回收的环境与经济评估》，2023年。
- 欧盟委员会，《（欧盟）2026/1425号执行决定，关于计算一次性饮料瓶中回收塑料含量》，2026年6月30日。
- 欧盟，《2008/98/EC号废弃物指令，合并文本》。
- 欧盟，《欧盟2025/40号包装及包装废弃物条例》。
- Schyns Z.O.G., Shaver M.P.，《包装塑料的机械回收：综述》，2021年。
- Uekert T. 等人，《常见塑料闭环回收技术的技术、经济与环境比较》，2023年。
- Jeswani H.K. 等人，《通过热解混合塑料废弃物进行化学回收的生命周期环境影响》，2021年。
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