《塑料平衡法》：推动转型并抓住机遇

OHN塑料平衡法推动转型并抓住机遇 管理总结塑料既安全又耐用，已经成为生活中必不可少的一部分，如果无处不在的话。但它们带来了两个主要挑战：废物和二氧化碳排放。随着塑料价值链循环的压力越来越大，该行业知道它必须采取行动，并且已经启动了几个先进的回收项目。问题是，够了吗？本报告的目的是对如何实现循环以及行业参与者如何定义实现循环的具体途径进行现实评估。根据行业专家的意见，我们的分析采用了三管齐下的方法。我们首先使用定制的质量平衡模型进行宏观系统分析，以期对塑料供需循环的程度提出乐观但现实的看法。然后，我们进行了准备情况评估，以确定价值链在通过回收利用闭环方面的能力和差距，特别关注先进技术的机会。由此，我们能够为塑料生产商提供具体建议，特别是关于以加速整个塑料行业转型的方式开发其循环路径。结局一目了然。由于只有 10% 的塑料是由回收物制成的，因此回收利用仍有很多好处。机械回收和先进回收的巧妙结合将成为塑料循环的关键。话虽如此，即使在最好的情况下，35% 的塑料仍必须依赖某种形式的原始资源。虽然回收不是灵丹妙药，但它可以与生物基材料等其他技术进步一起，在使塑料链独立于化石原料的同时解决废物问题方面大有帮助。塑料的格局正在发生重大变化。可以肯定的是，这带来了许多挑战，但也带来了难以置信的机遇——而且这种势头不容忽视。什么都不做不是一种选择。物质流将发生变化，随之而来的是当今规模驱动的资产基础的重心。凭借适应的商业模式和清晰的循环路径，塑料生产商可以在这个新系统中拥抱这种变化并获利，转移他们的重心以建立真正的塑料平衡。罗兰贝格2塑料平衡法封面照片1050855532 / iStockphotoü 内容管理概括21/ 塑料极好的？42/ 现实查看：6处女塑料将继续存在2.1 回收利用的巨大收益2.2 处女塑料留在这里3/ 回收摄取：8塑料准备好了吗？3.1 意识3.2 技术3.3 投资3.4 废物管理3.5 规定4/结论：19塑料天平的 6 大支柱 塑料棒棒哒？了解平衡行为从瓶子和衣服到包装和火箭零件，塑料长期以来一直是我们生活中无处不在的材料。它的特性组合是无与伦比的：经济高效、可扩展、耐用、轻便和卫生。它是迈向可持续发展的重要工具，例如帮助保存食物和减少燃料消耗。塑料是许多应用的理想解决方案，整个塑料价值链都倾向于利用这种下游规模，以无数材料组合生产看似无限的塑料供应。与GDP密切相关的塑料需求持续持续增长。但是，随着数十种塑料构件被加工成数以百万计的颜色、添加剂、层等看似无限组合的应用，具有其特定收集和回收要求的各种废物流是相当可观的。这体现了我们系统中的巨大不平衡。塑料仍然主要以化石为基础，只有 10% 的塑料可以作为新应用的回收原料。当今的线性价值链的回收和再利用能力有限，大多数塑料未经处理、填埋或焚烧。一个尽管如此，塑料行业仍在重新思考塑料的道路上。具有减少、再利用和回收的新概念的新创业公司。化工行业先进回收试点。快速消费品令人印象深刻的回收成分或替代目标。具有改进的收集、分类和分离技术的回收商和废物管理公司。监管机构制定了越来越雄心勃勃的循环计划和一次性塑料禁令。但塑料不平衡仍然存在。是否有可能改变一个根深蒂固的、大规模的线性系统，一个完全适应更具成本效益的原始化石油的系统？鉴于目前全球年产量约为 3.5 亿吨，预计到 2050 年将超过 10 亿吨，回收材料能否成为该行业的主要原材料？塑料价值链的参与者在这里可以发挥重要作用。为了使该行业变得循环，他们必须全力以赴：将当前链条的末端——废物流——拉回到起点，并将这些再生塑料的大量生产推向链条。罗兰贝格4塑料平衡法1/ 一个 /具有无限应用的线性塑料价值链打包（例如水壶、容器、瓶子）建造（例如窗框、门）汽车（例如仪表板、绝缘）电气与电子工程（例如开关）农业 家居、休闲和运动其他（例如床上用品、玩具）资料来源：欧洲塑料，罗兰贝格罗兰贝格5塑料平衡法 ~17约 65% 的塑料需求由回收物满足~16现实检查：处女塑料将继续存在如今，全球约有 20% 的塑料垃圾被泄漏或倾倒，70% 被焚烧或填埋，最终回收利用的不到 10%。如果塑料行业不采取任何措施，预计到 2050 年全球塑料需求将增加两倍。应对这种情况的努力不能仅仅局限于更换塑料袋，比如用纸袋代替塑料袋。行业还必须重新考虑产品设计并延长其使用寿命，整个收集基础设施必须改进和加强。为了预测到 2050 年塑料循环的乐观但现实的情景，我们以欧洲为例——一个可以在转型中发挥领跑作用的大陆——模拟了该行业的质量平衡，并从众多研究和行业专家那里获得了最新见解。然后，我们设置了三个有助于平衡的杠杆：减少需求、收集能力和回收规模。由于欧洲大陆努力减少浪费，欧洲的塑料需求将在无所事事的情况下适度增长，从大约 5000 万公乙/欧洲塑料质量平衡的最佳情况2050 年最佳质量流量 [m 公吨]原始原料单体生产聚合物生产转换为应用程序~17约 35% 的塑料需求得到满足~5010消费者耐用品用原始原料~40&泄漏~5焚烧和工艺损失~16~6高级回收机械回收废物管理~2~18 圆度（简化） 资料来源：材料经济学、欧洲塑料、罗兰贝格罗兰贝格6塑料平衡法2/ C /欧洲塑料质量平衡的最佳情况原料 [m 公吨，占总量的百分比]当前的~50 m 公吨2050~50 m 公吨原始原料 机械回收 高级回收资料来源：材料经济学、欧洲塑料、罗兰贝格~6 (13%)~44 (87%)~17 (35%)~16 (32%)~17 (33%)到 2050 年达到 60-6500 万吨。在最佳情况下，到 2050 年的需求将通过减少和替代减少大约 15-30%，剩下大约 5000 万吨——大约是今天欧洲的水平。从我们的模型中可以得出两个结论：收集和回收有很多好处，原始塑料将继续存在。2.1 /回收利用的巨大收益目前欧洲只有 10% 的塑料来自回收物，但到 2050 年，这一比例可能达到 65%（约 3000 万吨）。为了实现这一目标，塑料价值链必须应对各种各样的废物流，每种废物流都有自己的特点。鉴于大型塑料生产商习惯于使用清洁和稳定的化石原料，这需要从现在到 2050 年大幅提高收集、分类和回收能力。然而，废物收集和回收存在根本限制，包括产量和质量损失.我们的最佳情况假设收集率增加到约 70-80%，这意味着可以忽略不计的焚烧、泄漏和填埋。对废物流进行更好的分类和净化可以使塑料的机械回收率达到所有塑料废物的三分之二，相关产量提高到 70-75% 左右。这可以通过商业规模的先进回收技术来补充，对于不适合机械回收的塑料，其产量高达约 70-80%（根据目前的知识）。乙2.2 /处女塑料留在这里即使在最乐观的情况下，由于工艺损失和耐用品的生产，约 35% 的塑料（1700 万吨）仍需要来自原始材料。当然，生物塑料可以成为新的原始原料。与二氧化碳捕获和储存一起，它是摆脱化石来源的有希望的途径，并且可以增强链条的循环性，特别是在不可回收塑料废物的回收和焚烧过程中存在过程损失的地区。C罗兰贝格7塑料平衡法 B2B 市场的紧迫性有限B2B市场转型滞后快速消费品的具体目标和行动塑料生产商之间以转型为导向的合作伙伴关系回收利用：塑料准备好了吗？该行业是否准备好将塑料生产中的回收物从 2019 年的约 10% 增加到 2050 年的 50% 以上？我们收集了价值链中几个利益相关者的意见和领先的市场报告，以批判性地审视当前的发展，主要关注五个关键因素：意识、技术、投资、废物管理和监管。3.1 /意识许多参与者已经意识到，循环性将对他们的商业模式产生重大影响，尤其是禁令和更严格的监管形式，他们设定的目标会对整个价值链产生连锁反应。但总体而言，这尚未转化为实际数量或减少消费，而汽车、建筑和时尚行业等大型塑料消费者仅处于转型的早期阶段。由于塑料包装在其商业模式中根深蒂固，因此面临特殊挑战的快速消费品公司已针对其包装中回收材料的百分比和包装材料的可回收性设定了雄心勃勃的回收目标，以关闭塑料使用的循环并防止泄漏到环境。例如，雀巢、汉高和玛氏的目标是到 2025 年达到 30% 的再生塑料含量，而像欧莱雅这样的公司甚至在同一时间框架内的目标是 50%。D这种意识的提高反映在 FMCG 参与者在某些情况下与塑料生产商合作对分拣和回收设施的投资。最近的例子包括联合利华由 SABIC 的先进回收 PP 制成的 Magnum 冰淇淋桶，以及 Yoplait 与 Total 的合作伙伴关系。由高级回收 PS 制成的酸奶桶。随着公众意识和压力的提高，消费品的绿色化已成为竞争优势和市场份额的关键杠杆。面向消费者的营销活动还使公司能够将上涨的价格（例如回收原料）转嫁给消费者。这种动态在 B2B 领域较为温和，因为成本是决策的核心，而消费者的意见则缺乏说服力。罗兰贝格8塑料平衡法3/ 1D /快速消费品回收目标公司2020 年塑料需求 [10 千公吨]可口可乐公司2961225百事可乐235525雀巢130430利乐7310达能721025联合利华691125格雷厄姆包装公司503420汉高353430高露洁棕榄293425太古饮料有限公司2425玛氏公司1830横贯大陆1410欧莱雅141650庄臣91925家乐福49302025 年欧盟目标：PET饮料瓶至少包含25% 的再生塑料2020年再生塑料含量状况[%] 2025年再生塑料含量目标[%]资料来源：MGSSI、艾伦麦克阿瑟基金会（2021 年 12 月查看）、公司网站（2021 年 12 月查看）、罗兰贝格3.2 /技术污染、质量退化、复杂结构和混合流需要复杂的分类和许多回收技术之间的巧妙平衡。没有灵丹妙药的回收技术，但确保将所有技术部署在价值链中的正确位置将大有帮助。乙鉴于其成熟度、成本更低和碳足迹减少，机械回收是一个不错的选择，但它只适用于某些塑料，如 PET、HDPE 和 PP，以及由单一类型塑料或可分离塑料制成的产品零件，例如瓶子。此外，只有可以收集、分离的塑料罗兰贝格9塑料平衡法 E /先进的回收利用更多的回收可能性高级回收技术机械回收解聚 热解 气化焚化描述研磨等工序，融化分解成组成分子（单体）无氧条件下的热降解高温部分氧化温度燃烧提供能量过程温度 [°C]0-300°C0-350°C0-700°C0-1200°C100-1200°C典型的输入PP、PE、PET宠物，功放聚丙烯、聚乙烯、附言PP、PE、PET、PVC全部对原料质量的敏感性很高很高高的缓和低的初级输出聚合物颗粒单体 裂解油 合成气活力适用范围塑料原料产量1有限的60%中等 广泛 广泛80-90% 40-60% 不适用不适用没有任何能源需求 [MJ/公吨]中 600-900不适用高1200-1400非常高 1800-2000不适用CO2 排放量 [t CO2/t input]所需的规模低0.1-0.2中 0.6-1中 0.3-0.7中 0.4-0.8高 2.5-3经济的可行性低的中等 中等 高高的1根据目前情况资料来源：化学回收：State of play (2020)、Vollmer 等人 (2020)、Saebea、Dang 等人 (2020)、Fivga、Antzela 和 Ioanna Dimitriou (2020)、Larrain、Macarena 等人。 (2020), Ügdüler, Sibel 等人。 (2020)，罗兰贝格罗兰贝格10塑料平衡法103017015 高纯度浓缩后可机械回收。机械回收的其他问题包括质量退化、着色（尤其是黑色材料）和食品级应用的限制。技术正在改进，但它无法处理大部分塑料废物流。\“第一步始终是机械回收。但我们绝对需要将高级回收视为第二步。”化学转换器管理人员先进的回收技术，利用化学反应将塑料分解成它们的组成部分，可以填补这一空白。先进的回收利用可以将更广泛的塑料质量重新用于多种应用，包括食品和医疗级塑料。奥迪最近成功完成了混合汽车废物的热解回收试点，例如，将热解油重新用于生产新的汽车部件。 LyondellBasel