能源转型背景下国际石化化工公司塑料循环发展策略及启示

付凯妹，侯雨璇

中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院

0 引言

塑料因在性能和成本上的优势被广泛应用于农业、工业、交通运输、医疗防护、电子电器等领域。据OECD（经济合作与发展组织）发布的《全球塑料展望报告》显示，全球塑料产量从2000年的2.34×108t/a 飙升至2022年的4×108t/a 以上。与此同时，由于塑料的不可降解性，塑料垃圾排放量显著增加，从2000年的1.56×108t 增至2022年的约3.5×108t，仅有9%的废塑料实现了回收利用，19%被焚烧，50%被填埋，其余22%被泄漏到环境中［1］，造成了严重的环境污染和资源浪费。

塑料的全生命周期主要包括5 个环节——塑料原料（聚合物）的生产、塑料制品的生产、塑料制品的使用和丢弃、废塑料的回收及废塑料的再利用，有5 类参与者——石化化工公司、塑料制品生产公司、消费者、废品回收者、废塑料再生企业。塑料的循环利用除了可减少塑料污染，也可减少温室气体排放和促进能源转型具有减污、降碳、节能三重效益。在减少温室气体排放方面，从全生命周期角度看，塑料与铝、玻璃和纸等替代材料相比，温室气体排放量平均低54%［2］。McKinsey &Company（麦肯锡公司）选取了食品包装等14 个具有代表性的应用场景，将塑料与替代材料进行了比较，其中的13 种应用场景下塑料的温室气体排放量减少了10%～90%［3］。由于车辆重量每减少10%，燃油效率可提高6%～8%［4］，塑料部件的应用作为实现汽车轻量化的重要一环，在提高燃油效率方面也得到广泛应用。此外，塑料还被用于许多低排放领域，如太阳能电池板、节能建筑绝缘材料等［5］。在能源转型方面，利用热解、解聚等技术将废塑料转化为热解油是能源绿色转型的方式之一，与生物质能源类似，可作为可持续能源之一，减少对化石能源的依赖，同时避免了与民争粮、与粮争地的问题。以中国为例，2016—2021年，中国累计实现了1.08×108t 废塑料的回收利用，按照回收利用1 t 废塑料可节约3 t 石油进行计算，中国在此期间累计节约石油约3.3×108t［6］，充分起到了拓宽能源来源、节约石油消耗的作用。

塑料污染防治已成为全球共识，发展塑料循环产业是实现可持续发展的重要路径，也是构建和谐社会的重要保障［7］。石化化工公司肩负着塑料污染治理的法律责任、社会责任、公司自身发展的经济责任，在环境、社会和经济3 个维度寻求平衡以实现可持续发展的需求日益紧迫。面对能源绿色转型和解决塑料污染的新形势，全球大型石化化工公司均制定并实施了一系列塑料循环发展策略，梳理分析并充分借鉴这些公司发展的经验，对中国石化化工公司塑料业务可持续发展具有重要意义。

1 中国塑料循环利用产业发展概况

中国十分重视塑料污染防治，陆续出台了一系列规范性文件，制定发布了相关行业标准，已初步形成较为健全的塑料垃圾回收利用技术链条，用以驱动中国塑料循环利用产业快速发展。

1.1 塑料污染治理相关政策法规密集出台

中国于2009年出台了《循环经济促进法》，提出了“减量化、再利用、资源化”的“3R”（Reduce，Reuse，Recycle）循环经济立法理念。禁塑限塑方面：2008年，国办发〔2007〕72 号《国务院办公厅关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》发布，被称为“限塑令”；2020年1月，发改环资〔2020〕80 号《国家发展改革委、生态环境部关于进一步加强塑料污染治理的意见》发布，被称为升级版“限塑令”，在其中明确禁限用的塑料制品并制定了退出时间表。循环利用方面：2021年2月国发〔2021〕4 号《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》发布，2021年9月发改环资〔2021〕969 号《“十四五”循环经济发展规划》发布，2022年4月工信部联原〔2022〕34 号《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》发布，均强调加快构建废旧物资循环利用体系，2021年8月1日发改办环资〔2022〕649 号《废旧物资循环利用体系建设重点城市名单的通知》印发，明确了循环利用实施的60 个重点城市。生产者责任延伸方面：2021年6月工信部联节函〔2021〕129 号《关于印发汽车产品生产者责任延伸试点实施方案通知》发布，提出到2023年，报废汽车资源综合利用率达75%。标准建立方面：2021年5月以来GB/T 40006.1—2021《塑料 再生塑料 第1 部分：通则》、GB/T 40006.2—2021《塑料再生塑料 第2 部分：聚乙烯（PE）材料》等系列国家标准陆续发布，使行业发展更加规范有序。

1.2 中国塑料循环产业进入快速发展期

在产业政策法规的驱动下，中国塑料循环产业发展迅速，2021年，中国废塑料回收利用产值达1 050×108元，较2020年增长33%［8］。伴随塑料循环市场的巨大机遇，中国废塑料回收利用相关企业注册量持续增加，2017年突破1×104家，2021年达4.2×104家， 较2020年增长59.4%，目前全国废塑料回收利用相关企业达13.48×104家。

近年来，中国塑料循环利用产业整体发展快速，作为全球最大的塑料生产国和消费国， 2022年塑料制品产量7 771×104t［9］，废塑料排放量约为6 300×104t，回收利用量为1 890×108t，回收利用率约30%［8］。而塑料循环利用仍面临着严峻挑战，一方面，在现有回收模式下回收利用率已处于瓶颈；另一方面，回收利用技术较为单一，以物理回收为主，投资少、易操作，但存在再生料性能较差、回收次数有限、严重依赖回收分拣能力等问题［10-11］，而化学回收技术中仅针对缩聚类塑料（如聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET）的解聚技术较为成熟，应用广泛的聚烯烃塑料化学结构稳定、裂解难度大，关键核心技术及生产装备有待创新，在中国尚未实现规模化应用［12］。

2 国际石化化工公司塑料循环发展策略

近年来，国际石化化工公司重视发展塑料循环经济，将其作为公司发展战略的组成部分及业务延伸的方向之一，同时布局新建和扩建塑料循环利用产能和产业链［13］。根据近10年Chemical&EngineeringNews（化学与工程新闻）发布的“全球化工50 强排行榜”，选取BASF（巴斯夫公司）、ExxonMobil（埃克森美孚公司）、SABIC（沙特基础工业公司）、SK 集团这4 家来自于不同区域和国家的公司，分析塑料循环发展策略、代表性技术（见表1），为中国化工公司塑料循环业务发展提供借鉴。

表1 部分国际石化化工公司代表性技术概况

2.1 BASF

BASF 成立于1865年，总部位于德国路德维希港，在欧洲、亚洲、南北美洲的41 个国家拥有超过160 家全资子公司或合资公司，在2022年“全球化工50 强排行榜”排首位。作为全球主要的化工公司之一，BASF 多措并举打造塑料循环闭环。

2.1.1 制定可持续发展战略及塑料循环目标

BASF 制定了六大战略行动领域——创新、可持续发展、生产、数字化、产品组合及员工，其中，针对可持续发展的承诺始于1994年，并在2014年将可持续性写入了自身的企业宗旨：“We Create Chemistry for a Sustainable Future”（创造化学新作用——追求可持续发展的未来）。此外，BASF 制定了可量化的塑料循环目标：从2025年起在全球范围内每年加工25×104t 可再生或基于回收废弃物的原材料，以取代化石原料。同时，力争到2030年将循环经济解决方案相关销售额较2021年翻倍，达170×108欧元［14］。

2.1.2 开展废塑料循环利用各环节技术储备

在源头设计环节，为实现塑料的可持续性、减少浪费和易循环等目标，BASF 研发并推出VALERASTM系列添加剂，包括抗氧化剂、光稳定剂、功能性添加剂和蜡。在回收分拣环节的BASF 将研发重点转向计算机分拣废塑料技术，开发了塑料包装数据库，根据数据输入和识别的标记对塑料制品进行分拣，减少材料交叉污染。在回收利用环节的物理回收方面，由于材料被反复使用和加工，导致塑料变脆或变黄，为此，BASF 研发并推出IrgaCycleTM系列添加剂，提高再生塑料的加工稳定性、长效稳定性同时解决户外老化等问题；在化学回收方面，热解油中的杂质包括卤素、氮、氧和硫化合物，限制了热解油的进一步加工，BASF 研发并推出PuriCycle 产品组合，包含催化剂和吸附剂，可选择性去除热解油中的各种杂质。

2.1.3 建立合作伙伴关系实现技术推广应用

2018年，BASF 启动ChemCyclingTM项目［15］，与能源公司Quantafuel、废旧轮胎热解公司Pyrum及技术公司New Energy 建立合作伙伴关系，共同建立化学循环闭环。Quantafuel 负责混合塑料废弃物热裂解及裂解油的纯化，Pyrum 及New Energy 则负责废弃轮胎热解。BASF 主要使用混合塑料废弃物生产的热解油作为原材料，并将从废弃轮胎中获得的热解油作为补充原料，替代化石原料生产再生化学品。为获得稳定的塑料裂解油来源，2022年9月，BASF 与绿色技术公司ARCUS Greencycling Technologies 签署了关于从混合废塑料中生产和采购裂解油的协议。按照协议，ARCUS 每年将为BASF提供10×104t 裂解油，用于生产ChemcycledTM系列产品，并为该系列产品的扩大生产打下良好基础。

2.2 ExxonMobil

ExxonMobil 是美国的大型上下游一体化石油公司，在2022年度全球250 强能源公司排行榜中位列第四位。ExxonMobil 将业务范围拓展至塑料循环，力争打造全面的塑料回收闭环方案。

2.2.1 设立量化的回收利用目标

ExxonMobil 于2022年提出新公司发展愿景，即创造可持续的解决方案，满足社会大众不断变化的需求。针对下游应用领域，公司提出：推出更多有利于塑料循环、轻量化等特性的聚合物，帮助客户减少产品在各个周期的排放，应对全球废塑料污染问题。作为终结塑料废弃物联盟（AEPW）的创始成员，ExxonMobil 宣布到2026年底，废塑料回收利用能力达50×104t/a［16］。

2.2.2 全球范围布局塑料化学回收项目

ExxonMobil 开发了专有的ExxtendTM回收技术，废塑料解聚为基础的分子单体并去除杂质，将废塑料转化为性能可与化石原料生产的化学品相同的再生产品。在美国本土的布局上，该技术于2021年应用于美国得克萨斯州贝敦的中试装置，经认证的可循环聚合物已批量生产并于2021年年底上市，截至2023年3月，已用ExxtendTM技术回收了0.68×104t废塑料，实现了塑料的闭环循环［17］。在欧洲的布局上，ExxonMobil 计划在位于比利时、荷兰的工厂推广应用该技术。在亚洲的布局上，ExxonMobil 通过与第三方合作，在马来西亚、印度尼西亚和新加坡开展了先进的回收项目。

2.2.3 打造塑料循环利用上下游全产业链

在分拣端，2020年，ExxonMobil 与塑料循环技术公司Agilyx 合资成立了Cyclyx International，开发废塑料分拣和预处理系统。2022年10月，Cyclyx International、ExxonMobil 和LyondellBasell（利安德巴塞尔）签署协议，共同推进美国休斯顿地区塑料废弃物分类和处理设施的开发建设，建成后，该设施可处理15×104t/a 废弃物，为ExxonMobil 和LyondellBasell 提供物理回收和化学回收的原料。在回收利用端，ExxonMobil 与热裂解技术商Plastic Energy合作开发Advanced Recycling 技术，在法国建造一座塑料垃圾处理量为2.5×104t/a 的工厂，在建并有望成为欧洲规模最大的塑料废弃物化学回收项目，同时塑料垃圾处理能力可进一步扩大至3.3×104t/a。在再生塑料应用端，2022年2月，ExxonMobil 使用ExxtendTM技术向包装供应商Berry Global（贝里集团）出售经认证的循环聚合物，Berry Global 将使用这些聚合物生产食品级包装容器。2022年4月，跨国包装公司Amcor（安姆科）购买了ExxonMobil 经认证的循环聚乙烯材料，并使用该技术生产柔性聚乙烯包装。该聚乙烯材料使Amcor 能够使用更多可回收成分，用于医疗保健和食品行业应用［18］。此外，ExxonMobil 还与包装公司Sealed Air、零售公司Ahold Delhaize USA 等签订了商业合同，推广经过认证的循环塑料，用于食品包装。

2.3 SABIC

SABIC 是世界第五大石化产品制造商，业务涉及石化产品和特种化学品、肥料和金属。作为全球领先的多元化化工企业，SABIC 公司重视可持续发展，通过多路并进，充分发挥其在化工领域的技术优势并加强开放合作，已初步形成塑料循环产业链。

2.3.1 提出可量化的塑料循环目标

SABIC 将可持续发展列入公司核心战略，并承诺到2025年，使用可再生或回收原料制造的可循环材料的销售量将达20×104t［19］。2023年1月，SABIC 在世界经济论坛年会上宣布，到2030年实现年生产100×104t TRUCIRCLETM可持续材料的目标，重申推动碳循环经济发展的承诺。

2.3.2 制定塑料循环发展路径

TRUCIRCLETM解决方案有五大支柱［20］：一是“可回收设计”，主要通过单一材料应用实现，因其较多材料产品更容易回收，如双向拉伸聚乙烯（BOPE）聚合物，主要用于生产BOPE 薄膜，由于其单一材料的PE 结构，可以在多层拉机框架工艺中回收；二是混合塑料废物的化学回收，通过化学回收技术将废塑料生产为“认证循环聚合物”；三是可再生材料，以不参与食物链竞争的生物基为原料，生产经认证的可再生产品聚乙烯和聚丙烯；四是物理回收，SABIC 推出系列提高物理回收利用率的聚合物及物理再生解决方案；五是将价值链中涉及的各家企业进行整合，覆盖包装制造商、零售商和回收商，实现“闭环服务”。

2.3.3 布局区块链技术，实现塑料全生命周期可追溯

2022年7月，SABIC 与技术公司Finboot、Plastic Energy 和包装制品生产商Intraplás 共同启动试点项目［21］，研究区块链技术在支持塑料全生命周期数字可追溯性方面的可能性。将Finboot 的MARCO 软件解决方案作为中间层，跟踪从废塑料回收开始到包括①Plastic Energy 使用其专利热厌氧技术（TAC）的成为TACOIL 的液体原料；②SABIC 将TACOIL 转化为TRUCIRCLETM循环聚合物；③Intraplás 将循环聚合物转化为包装制品的全过程。该项目首次实现行业对塑料全生命周期可追溯，为产业链各环节提供了降低成本、缩短时间和整合数据的可能性。

2.4 SK 集团

SK 集团是韩国最大的综合能源化工公司，子公司SK Geo Centric（2021年9月1日从SK Global Chemical 更名，简称SKGC）的业务重点已转向废塑料回收利用。SK 集团认识到节约资源和回收利用的重要性，通过制定明确的目标、建立塑料循环管理系统、开发回收利用技术等措施，加快从线性经济向循环经济过渡。

2.4.1 制定明确的废弃物回收利用提升目标

SKGC 公司在“绿化美好生活”这一公司发展愿景下，提出成为世界上最大的“城市油田”的目标，并制定了促进循环经济的量化目标：2025年，将公司内部的废弃物平均回收利用率从2021年的83%提高至85%；到2027年，每年直接或间接回收250×104t 废塑料［22］。

2.4.2 搭建塑料循环管理系统

目前，SKGC 公司已与PureCycle Technologies 公司、Plastic Energy 公司和Loop Industries 公司等全球主要废塑料回收公司合作，已获得3 项关键的差异化化学回收技术，包括超纯PP 萃取技术、TAC 技术和PET 解聚技术。预计到2024年底，将在韩国蔚山市的21.5×104m2区域建设可回收约20×104t 废塑料的产业集群，形成公司废弃物管理循环生态系统［19］。

2.4.3 依托自身优势自主研发热解油后处理技术

SKGC 公司在加强全球合作关系的同时，还依托自身在石化技术方面的优势开发了热解油后处理技术，用热解油代替石脑油用于石化工艺，在韩国首次成功应用由回收废塑料制成的热解油作为炼油和石化工艺的原料，生产绿色再生石化产品，并在国内外供应。为了扩大业务，SKGC 公司计划到2025年投资约5×1012韩元，收购90×104t/a 的废塑料回收装置［23］。

3 对中国石化化工公司的启示与建议

3.1 强化责任担当，积极投身塑料循环经济建设

党的二十大提出加快发展方式绿色转型，加快构建废弃物循环利用体系，推进生态优先，节约集约绿色低碳发展。绿色循环低碳发展是当今时代科技革命和产业变革的方向，是最有前途的发展领域。大力发展塑料循环经济是推动塑料产业绿色转型的重要路径，已成为中国塑料工业高质量发展的长期目标。因此，中国石化化工公司，特别是合成树脂的主要生产企业，应进一步肩负起发展中国塑料循环经济责任担当，对于助力化工行业减污降碳协同增效，促进化工行业绿色低碳发展意义重大。

3.2 强化目标导向，设定明确的循环利用目标

参考国外石化化工公司均设立了可量化的回收利用目标并制定了循环发展路径，中国石化化工公司已围绕塑料循环业务进行了初步布局，并提出建议：一方面，将塑料循环利用发展融入高质量发展体系，坚持塑料循环经济发展新模式，加快实现从“生产→使用→处置”的线性模式向“塑料→生产→使用→回收再利用”的闭环模式转变；另一方面，根据自身塑料业务发展特点、技术成熟度等因素，科学制定差异化的塑料循环发展战略与规划，明确可量化的发展目标（如塑料循环利用率）、行动计划（如围绕源头端、末端回收和过程端分别提出业务布局）和具体的时间表，选取1～2 个应用场景打造塑料循环利用示范项目，创新产业新模式，打造上中下游完整产业链。

3.3 强化技术攻关，发挥循环利用技术的驱动作用

目前，中国石化化工公司纷纷加快推进新技术、新工艺、新产品的研发和产业化进程［24-25］，但是对照国外石化化工公司已实现规模化应用仍存在较大差距，建议持续围绕塑料循环利用各环节强化技术攻关：一是发挥自身聚烯烃生产技术优势，进一步加大长寿命或轻量化新产品开发；二是针对目前较为薄弱的回收利用环节，加快开发绿色高效的新型化学回收系列工艺技术和配套催化剂；三是加快建立混杂废塑料中塑料纯度快速检测方法；四是加快布局废塑料种类快速识别方法，实现对塑料全生命周期可追溯。

3.4 强化开放合作，打造塑料全生命周期全产业链

塑料污染治理需要聚合物、塑料制品、消费以及废塑料回收利用全产业链各环节的共同努力。建议中国石化化工公司进一步加强与产业链下游企业密切协作，打通生产、销售、消费、回收等各个环节信息传递障碍，快速掌握并积极响应再生行业的具体需求。此外，积极加入行业协会，参与制定塑料循环利用的相关政策法规、产品标准以及监管认证平台，引导行业有序、健康发展。