比较塑料回收方法性能的系统框架

由于只有一小部分塑料被回收，确定回收和再利用这些材料的最佳方式可能会提高塑料回收的采用率并减少塑料废物污染。美国能源部(DOE)国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员研究了回收某些类型塑料的当前和新兴技术的优势和权衡，以确定最合适的选择。

研究人员对各种闭环回收技术进行了比较，这些技术允许通过机械或化学加工重复使用塑料，从而消除了对化石燃料衍生原始材料的需求。他们考虑了材料质量和保留等技术指标，以及能源使用等环境指标和温室气体排放等环境指标。

“我们知道，对于想要投​​资的公司来说，成本是主要的——如果不是主要的——驱动因素之一，”TaylorUekert说，他是“常见的闭环回收技术的技术、经济和环境比较”一书的主要作者。塑料”，它出现在ACS可持续化学与工程杂志上杂志上。“但我认为，记住还有其他事情对我们在这个星球上的生活同样重要，这一点非常重要，我们也需要考虑这些环境影响。”

文章概述了闭环回收技术如何有效地处理聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和三种类型的聚烯烃：高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP)。这些塑料有很多用途。例如，PET用于制造瓶子、托盘和地毯。HDPE存在于牛奶罐、袋子、容器和玩具中。LDPE通常用于制造可挤压的瓶子、盖子和袋子。与此同时，PP用于制造酸奶桶、衣架和吸管。

2019年，这些聚合物的回收率在美国各不相同，从LDPE的2%到PET瓶和容器的15%。

“PET就像普通的一次性水瓶，”Uekert说。“你可以回收它。但它很可能不会从另一端变成瓶子。它会变成一个塑料托盘，用来放食物，或者它可能会被转化成可用于衣服的塑料纤维。它会回到相同类型的塑料中，但不一定是完全相同类型的塑料产品。”

HDPE、LDPE和PP塑料有两种闭环回收方法：机械方法，将塑料磨碎、熔化并制成新的东西;基于溶剂的溶解，去除杂质，使塑料具有适合重复使用的质量。除了三种化学回收技术：酶水解、糖酵解和甲醇分解之外，这些相同的过程也可用于PET。

全球每年产生超过4亿公吨的塑料垃圾。目前的回收策略可以捕获这些塑料的一小部分，但缺乏关于这些过程的能力和影响的一致数据。NREL研究定量描述了塑料回收技术的性能——包括通常只定性讨论的因素，如污染耐受性——并建立了一种方法来比较新出现的回收工艺。

“不仅仅是你可以回收塑料，”尤克特说。“你能多有效地回收塑料?”

尽管机械回收在经济和环境指标方面优于所有其他技术以及原生塑料生产，但该过程产生的塑料质量较低。研究人员说，通过更好的分类和预处理来提高回收塑料的质量和数量可以提高机械回收的可行性。

“要真正实现一个循环系统，让我们在经济中保留尽可能多的材料，那时候我们真的需要通过更好的分类和回收过程的更高产量等方式来提高我们的[材料]保留率，”Uekert说。

“如果你有一个只有75%收率的过程，那么你最终需要稍微多一点的电力，稍微多一点的化学品来回收一公斤塑料，而不是如果你有90%或更高的收率.这意味着你的整体环境影响，你的整体成本，将随着你增加材料保留而减少。”

研究人员指出，回收应被视为脱碳机会，该技术使用的电力可以从可再生能源中产生。