文／智璞產業趨勢研究所
近一個世紀以來，塑膠的便利性推動了需求增加，人類史上逾50％的塑膠製品生產於21世紀之後，2022年全球塑膠產量超過4億噸，預計到2050年時將達到14億噸，而當中40％以上塑膠產品會在一個月內被丟棄，且回收率不到10％。根據聯合國環境署統計數據，每年有超過800萬噸的塑膠垃圾流入海洋，依照此趨勢計算，2050年時海洋中的廢塑膠將會比魚類還多。此外，未經處理的廢塑膠進入海洋後，經過陽光曝曬加上海水分解，最終形成微小的塑膠顆粒，這些塑膠微粒將透過食物鏈回到我們的餐桌上。根據維也納大學的研究，人類的糞便中已發現聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）和聚丙烯（PP）等廣泛使用的塑膠材料。
■可發揮減塑、減碳
雙重作用
塑膠回收是這幾年各國政府持續推動的重要項目，隨著民眾環保意識抬頭，將廢塑膠分類、回收處理後，重新造出新的塑膠，一直是我們面對廢塑膠的主要方式。根據Fortune businessinsights數據顯示，估計全球塑膠回收市場將由2022年的507億美元，以8.7％的年均成長在2030年達到889億美元。但由於塑膠本身幾乎無法在自然界中分解，只要對塑膠的需求持續存在，回收再造的塑膠，加上新生產的塑膠，總量仍會持續上升。面對棘手的廢塑膠問題，熱裂解技術或許是一個解決方案。
熱裂解技術利用反應釜將大分子塑酯類如廢橡膠、廢輪胎、廢塑膠等在高溫下（攝氏250～900度）分解，以達到真正的塑膠減量。在熱裂解過程中，高溫導致化學分子鍵斷裂，生成較小的分子片段。經催化、冷卻、排渣後，這些分子片段重新組合，產出熱裂解產品。這些產物為液體燃料、氣體或其他有用的化學物質。以廢塑膠做為原料的熱裂解技術，可以將其轉化為石腦油、熱裂解油（再生柴油）、碳黑等石化產品。透過熱裂解技術處理無法回收再利用的廢塑膠，能減少約每公噸477kg二氧化碳排放當量，且生產出來的再生油品相較於原生石油提煉減少了2.3公噸碳排當量，對減碳與地球永續產生兩次貢獻。
■廢塑膠熱裂解產品需求龐大
熱裂解技術第一種產品為石腦油，又稱為『輕油』，為石化產業的中間產物，主要用途有兩種，一是做為化肥及乙烯生產的原料，另一種則是作為其他有機溶液如汽油、煤油等調合劑。根據Polaris Market Research報告指出，全球石腦油市場規模2022年為2,534億美元，將以年均成長3.6％在2030年達到3,363億美元市場，而目前使用熱裂解技術生產的石腦油占比只有約0.8％，推測未來將有望提升。
熱裂解技術第二項產品為再生柴油，柴油歷史已超過100年，廣泛被使用在工業、發電、航運、交通運輸甚至製造業等領域。熱裂解技術經反應釜內裂解、冷卻及油清洗後，生產的柴油比原生柴油的含硫量更低，某些廠商已能生產含硫量僅為原生油1/20的再生柴油。全球柴油市場在2022年為2,124億美元，將以年均成長率3.5％在2030年達到2,901億美元。再生柴油能在相同熱值下提供更好的價格且具符合再生燃料條件，預計將能在各產業領域中站穩腳跟。
熱裂解技術的第三種產品為碳黑（Carbon Blake），最主要的應用為硬化劑、染色劑及催化劑，在橡膠業、輪胎業及工業扮演重要角色。近期某些熱裂解廠商能將碳黑鍵結以片狀連結讓其具備導電效果，未來預計將有機會進一步打入電子製造業作為抗靜電機構材料之一。整體碳黑市場在2022年為205億美元，將以年均成長率4.8％在2030年達到287億美元，產業對其依賴性高不易取代。
綜觀熱裂解技術，在需求端解決了塑膠總量持續往上升的問題；在減碳議題上，熱裂解技術相較傳統焚燒法大幅減少碳排放；產品端方面，熱裂解技術生產的三大產品，擁有龐大的市場需求，石化行業的燃料供應、工業化學品的製造，都為這些產品提供了廣闊的應用前景。因此，可推測熱裂解技術是處理廢塑膠的最佳方案之一，並期待未來在廢塑膠處理領域做出貢獻。