我國每年塑料廢棄量超7000萬噸，并以13%的年增長率持續(xù)攀升，但材料化利用率僅約30%，大量塑料廢棄物只能焚燒或填埋，造成了環(huán)境污染；與此同時，我國超過50億噸的生物質(zhì)資源（包括生活垃圾、農(nóng)林廢棄物、禽畜糞便等）與70億噸陳化垃圾因缺乏清潔高效資源化利用技術(shù)，導(dǎo)致資源嚴重浪費。

如何將“放錯位置的資源”，變?yōu)楸Ｕ腺Y源安全、保護生態(tài)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的寶貝？近日，中國石油大學(xué)（華東）教授田原宇在接受記者采訪時指出，以工藝設(shè)備一體化為矛、突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，才能真正實現(xiàn)變廢為寶。

廢塑料熱解：從“環(huán)境負擔”到“高端材料”

中國塑料產(chǎn)量超過全球產(chǎn)量的30%。隨著電商、快遞、外賣等新業(yè)態(tài)迅速發(fā)展，廢塑料產(chǎn)量也持續(xù)攀升。

“廢塑料是放錯地方的‘固態(tài)原油’，其回收利用可以提供大量二次塑料制品、化學(xué)品、燃料等?！碧镌钫f，“由于廢塑料規(guī)?；咝鍧嵗眉夹g(shù)匱乏，廢塑料的治理成為世界環(huán)保難題?！?/p>

發(fā)展廢塑料化學(xué)回收再生勢在必行。其中，廢塑料熱解液化是目前公認的具經(jīng)濟效益和發(fā)展前景的規(guī)模化利用技術(shù)路線之一，卻長期受制于原料集輸難、裝置連續(xù)進料難、氯硫雜原子脫除難、產(chǎn)出效率低、催化劑選擇性差、產(chǎn)品調(diào)控難等六大技術(shù)瓶頸，處于小規(guī)模間歇運行和大規(guī)模連續(xù)熱解的示范階段。

田原宇介紹，他們團隊在下行循環(huán)流化床快速熱解技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用基礎(chǔ)上，依據(jù)主體廢塑料特性，創(chuàng)新研發(fā)了低成本、短流程、高液收、連續(xù)化的廢塑料自混合下行循環(huán)流化床快速催化熱解制蠟基品和α-烯烴技術(shù)，通過工藝設(shè)備一體化設(shè)計實現(xiàn)突破。該技術(shù)通過分散熱解—集中精制加工的運作模式，破解廢塑料集輸難題；通過廢塑料液化脫氯硫與霧化進料，破解熱解進料難和氯硫雜原子脫除難問題；采用專用酸堿雙功能催化劑，實現(xiàn)廢塑料可控裂化；同時，開發(fā)矩形自混合下行床反應(yīng)器，抑制二次裂解，消除放大效應(yīng)，最大化制取蠟基化學(xué)品，推動廢塑料向高端化工材料轉(zhuǎn)變。田原宇指出，中國年廢塑料回收利用市場經(jīng)濟規(guī)模在千億元級別，廢塑料成本僅200~600元/噸，轉(zhuǎn)化高端烯烴利潤率高，市場潛力大。

生物固碳：腐植酸賦能“土壤生命源”

“生物固碳是實現(xiàn)碳中和不可或缺的兜底手段，若無法將巨量潛在生物質(zhì)資源實現(xiàn)清潔高效利用，它將成為世界性難題?！碧镌钫f，破解之道在于“分類施策”——將合適的資源以合適的方式轉(zhuǎn)化成合適的產(chǎn)品，用到合適的地方并發(fā)揮合適的作用。

針對生物質(zhì)資源清潔利用難題，田原宇團隊原創(chuàng)性提出“快速熱解控氧”理念，依托農(nóng)林廢棄物自混合下行床快速熱解工藝及成套裝備技術(shù)，首次實現(xiàn)農(nóng)林廢棄物制取高純高活性腐植酸的工業(yè)化，使保氧后的腐植酸活性達到最高，建成了世界單套規(guī)模最大的20萬噸/年生產(chǎn)裝置并實現(xiàn)長周期穩(wěn)定經(jīng)濟運行。據(jù)田原宇介紹，目前國際上生物質(zhì)熱解萬噸級工業(yè)化裝置不足10套，其中使用此技術(shù)的有5套。

針對土壤修復(fù)點多面廣、需求量分散的特點，田原宇團隊與秦皇島三農(nóng)機械公司合作開發(fā)車載撬裝式農(nóng)作物秸稈熱解制腐植酸裝置，實現(xiàn)“農(nóng)作物秸稈—腐植酸—土壤改良”的閉環(huán)。團隊還利用生物腐植酸創(chuàng)制了鹽堿地改良劑、可降解腐植酸地膜等系列腐植酸環(huán)境材料。

產(chǎn)業(yè)化攻堅：工藝設(shè)備一體化是核心

田原宇指出，當前廢棄物資源化利用困境的核心癥結(jié)是“工藝與設(shè)備一體化”能力缺失?；W(xué)科的長項本該在工程化，然而“工科理科化”與“理科工科化”的錯位趨勢，導(dǎo)致實驗室技術(shù)難以工業(yè)化落地——設(shè)備設(shè)計往往無法匹配特定物料的工藝需求，亟須依據(jù)物料反應(yīng)特性定制專用匹配裝備。

他認為，提升廢棄物資源利用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要多方合力。政府應(yīng)加大對回收技術(shù)研發(fā)的支持力度，同時推動行業(yè)標準的制定和推廣；企業(yè)則應(yīng)加強創(chuàng)新，推動高效、低成本的回收技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。

“廢棄物的資源利用要在實現(xiàn)理論突破和實驗室流程打通的前提下，通過工程化和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，找到高效、低成本實現(xiàn)廢棄物回收利用的解決方案。”田原宇建議，允許分布式、模塊化裝置在原料地或應(yīng)用地就近建設(shè)，避免易燃廢塑料遠距離運輸或集中堆放于化工園區(qū)，增加火災(zāi)與環(huán)境潛在風險。同時，建立科學(xué)的技術(shù)遴選機制，防止劣質(zhì)技術(shù)“劣幣驅(qū)逐良幣”；在國家戰(zhàn)略層面，設(shè)立不同類別的“廢棄物資源化全國重點實驗室”，強化央企“國家隊”的科技支撐能力，系統(tǒng)性攻關(guān)核心裝備與工程化難題，推動技術(shù)集成落地。針對廢棄物種類繁多、特性迥異、轉(zhuǎn)化技術(shù)體系復(fù)雜的特點，要開展分類技術(shù)研究。在產(chǎn)學(xué)研融合方面，要加大工藝設(shè)備一體化復(fù)合型人才培養(yǎng)力度。此外，高校還需要加強相關(guān)課程的教學(xué)。