February_Thermal Cracking｜Changing the Life Cycle of Plastics Toward Sustainability

        在塑膠完整的生命週期中，從石化原料的提煉、塑膠原料製成、終端產品生產、廢塑膠回收再利用，以及最終廢棄塑膠的處置，產業上各企業無不在自家領域努力降低各階段生產的碳排放量。但依照以往對於塑膠處裡的流程(如圖一)，在塑膠生命週期的最後，其碳排放量主要取決於回收率與廢塑膠處理的技術。

圖一 現在的塑膠生命週期

資料來源：智璞產業趨勢研究所 2024/2

過往對於廢棄塑膠的最終處裡，大多以焚燒法進行，塑膠垃圾若沒有經過回收處理(或是回收率較低)，便容易讓大量的塑膠垃圾進入焚化爐。由於塑膠主要的化學分子為有機高分子聚合物，其組成以氧、硫、氮、碳分子鏈等，在燃燒時往往會產生大量的溫室氣體。雖然近年來因環保意識抬頭，對於塑膠回收已逐漸有系統性的執行方法，但整體回收率仍不足10%；且即便是提高塑膠回收率，對於多次重複使用的塑膠原料，最終仍會進入無法再次回收利用的廢棄塑膠階段。因此，為了要解決廢塑膠處理時的溫室排放問題，除了增加回收率外，導入新技術以修改塑膠使用的生命週期為永續循環(如圖二)，是各界近幾年來持續投入的焦點。

圖二 永續循環塑膠生命週期

資料來源：智璞產業趨勢研究所 2024/2

降低生命週期整體碳排，塑膠熱裂解為最後一塊拼圖

目前幾種處裡技術當中(如圖三)，物理絞碎一直是在回收大型塑膠需要執行的其中一個步驟，可視為是後續幾種處理的前置作業。由於不是所有塑膠都能在物理絞碎後，直接被還原成原料加工生產，且即使能還原成原料，各品項能重複使用的次數也不盡相同，故此技術無法作為塑膠永續循環的解決方案。而直接以高溫燃燒廢棄塑膠的焚燒法，是近幾年來塑膠最終處理的最後一站，此方法製造高碳排的特性更是目前急需解決的痛點。而化學聚解法目前主要有三種主流技術，分別為水解法(Hydrolysis)、醇解法(Glycolysis)與胺解法(Aminolysis)；技術主旨為將原本較為大的PET聚合物分子結構，經由化學反應降解為較低分子量寡聚合物後再重複使用。可處理目前無法再回收的塑膠廢棄物，但缺點是反應物需要分離及純化，以及設備成本較高，離商業化尚有一段時間。熱裂解法則是在低氧或在無氧條件下，加熱塑料廢料至一定溫度，在避免塑料完全燃燒生成二氧化碳的同時，使其斷裂成較小的分子。過程中產出短鏈碳氫化合物，如生質柴油、煤油、汽油等，以及氣態油氣與固態碳黑產品。相較於化學聚解法的優勢在於技術較為成熟、初期投入成本較低，以及反應釜能處理較為廣泛的廢棄塑膠種類，為改造塑膠使用週期朝向永續循環當中的重要技術。

圖三 現有廢塑膠處理技術

資料來源：智璞產業趨勢研究所整理 2024/2

塑膠熱裂解法國際及台灣潛力發展企業

近幾年來在循環永續的訴求與趨勢下，國內外企業為了滿足各界對於綠色消費的需求，對於廢棄塑膠解決方案亦多有投入。

Plastic Energy

來自英國的Plastic Energy為目前全球廢棄塑膠熱裂解法技術的主流業者之一，該公司利用其專利厭氧氣體轉換技術(Thermal Anaerobic Conversion, TAC)，透過高溫裂解塑膠分子並產生高溫油氣，再透過冷凝器將其冷卻並凝結為TACOIL熱裂解油；主要處理目標為 PE/PP/PS 等，以及經過處理的高純度 PET/PVC/EPS。

Quantafuel

Quantafuel 為挪威企業，該公司歷經十年拓展，目前已在丹麥、挪威、英國完成熱裂解產線，其熱裂解技術產生的油氣，在經脫硫、除氯、冷凝後可得到低硫高純度的生質柴油；在前置處理流程上，與塑料分選業者Remodis合作，主要處理PE/PP以及少量PS/PET等廢棄塑膠。該公司熱裂解油及相關熱裂解產品主要銷售至德國化工巨頭BASF，並作為再生塑料的原材料。

除了上述企業外，投入熱裂解法技術的國際企業尚有Mura Technology、Fuenix、Pryme、Nexus、Blueealp(Shell合資)等…且銷售目標不乏國際石化大廠。

海神全球

台灣企業對於相關技術投入也不讓國際品牌專美於前，海神全球是台灣少數以 廢塑膠作為目標，並投入熱裂解相關技術研究化學性回收的先進者，為台灣廢塑膠解決方案的專家，於 2023 年取得全台首張「廢塑煉油廠」許可。海神的「垂直式廢 氣燃燒之燃燒爐結構」專利，利用中低溫熱裂解技術，高效處理市面上大多數塑 膠垃圾(PE/PP/PS/PA/ABS)，經熱裂解、冷凝、油洗、排渣後，生產出超低硫燃料油，經中油煉製所測試其含硫量僅45ppm，為原生燃料柴油的1/20；燃燒後硫排放為4ppm，僅為中油特種油燃燒排放的1/10。另一產物為熱裂解再生原料油，經石化再製可聚合產出全新的再生塑膠。目前再生燃油及再生原料油相關產品已在國內外開始出貨供給石化品牌，且持續與國際石化企業接觸以增加產品銷售渠道，由於國內外各產業對於對於再生油品需求持續上升，海神全球正持續擴建自家熱裂解反應釜生產量能，預計在未來幾年增加中部及南部生產線，規劃2027 年廢塑膠處理量能達每年 2.5 萬噸，屆時再生油品產能將達每年8千公秉以上，做到低排放、高品質產出，實踐綠色經濟加值及塑膠永續循環。