تقنيات إعادة تدوير النفايات البلاستيكية المتقدمة وتوزيع القدرات العالمية

تتطور تقنيات إعادة التدوير المتقدمة بوتيرة سريعة، مع ظهور لاعبين جدد في السوق، بدءًا من الشركات الناشئة إلى الشركات الكبيرة - حيث يتم بناء مصانع جديدة، ويتم تحقيق قدرات جديدة ويتم إنشاء شراكات جديدة. ونتيجة لهذه التطورات، أصبح تتبع جميع المعلومات أمرًا صعبًا للغاية. في يوليو 2024، نشر معهد نوفا تقريرًا بعنوان "التقنيات المتقدمة لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية وتوزيع القدرات العالمية"، والذي يهدف إلى فرز جميع المعلومات المتاحة عن هذه الصناعة وتقديم نظرة عامة ورؤى منظمة ومتعمقة. ويركز التقرير على تحليل مفصل لتقنيات إعادة التدوير المتقدمة الحالية ومقدميها، في حين تمت إضافة تقنيات جديدة ومعلومات محدثة. بالإضافة إلى ذلك، ولأول مرة، يتم تقديم تقييم شامل لقدرة المدخلات والمخرجات العالمية، يغطي أكثر من 340 مصنعًا مخططًا ومثبتًا ومشغلًا، بالإضافة إلى أحجام منتجاتها المحددة.

-1- تقنيات إعادة التدوير المتقدمة: نظرة عامة

لا تقتصر عملية إعادة التدوير المتقدمة على إعادة تدوير المواد الكيميائية، ولكنها تشمل مجموعة متنوعة من العمليات المصممة لتحويل النفايات إلى مواد ومواد كيميائية معاد تدويرها عالية الجودة. وتشمل التقنيات الرئيسية لإعادة التدوير المتقدمة:

التغويز:  تحويل النفايات إلى غاز صناعي (خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون) وثاني أكسيد الكربون من خلال الأكسدة الجزئية عند درجات حرارة عالية.

احتجاز الكربون واستخدامه والحرق (CCU):  حرق النفايات لتوليد الطاقة مع التقاط واستخدام ثاني أكسيد الكربون الناتج في التطبيقات الصناعية.

الانحلال الحراري:  عملية كيميائية حرارية تعمل على تحلل النفايات عند درجات حرارة عالية في غياب الأكسجين، وتحويلها إلى وقود سائل وشموع ومواد كيميائية أخرى قيمة.

التكسير الحراري:  استخدام الحرارة والضغط لتفكيك البوليمرات المعقدة إلى هيدروكربونات أبسط.

ذوبان المذيبات:  استخدام المذيبات لتكسير البلاستيك إلى مونومرات ومواد أولية كيميائية أخرى.

الحل:  عملية إعادة تدوير فيزيائية يتم فيها إذابة المواد البلاستيكية بواسطة المذيبات ثم إعادة تدويرها دون تدمير بنيتها الكيميائية.

التحلل الأنزيمي:  استخدام الإنزيمات لتحليل المواد البلاستيكية إلى المونومرات المكونة لها.

النتوء:  تتضمن عملية إعادة التدوير المادية هذه صهر وإعادة تشكيل المواد البلاستيكية إلى منتجات جديدة. وغالبًا ما يتم استخدامه كخطوة تحضيرية لطرق إعادة التدوير المتقدمة الأخرى، ولكن يمكن أيضًا استخدامه بمفرده.

-2- مجاري النفايات ومخرجات المنتجات

يمكن لتقنيات إعادة التدوير المتقدمة أن تتعامل بفعالية مع العديد من تيارات النفايات المختلفة، والتي تشمل:

البلاستيك المختلفة:  مثل البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP)، والبوليسترين (PS)، والبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET)، والبولي فينيل كلورايد (PVC)، والتي توجد عادة في العبوات البلاستيكية والنفايات المختلطة الأخرى.

خردة المطاط:  بشكل رئيسي من الإطارات، وما إلى ذلك، والتي يمكن تحويلها إلى وقود وغيره من المواد الكيميائية الثانوية القيمة مثل أسود الكربون.

ألياف تركيبية أو مخاليط من ألياف تركيبية وطبيعية/صناعية:  ويمكن فصل هذه المواد المشتقة من الملابس والمنتجات النسيجية الأخرى عن بعضها البعض، مع تقسيم الألياف الاصطناعية إلى مونومرات ومواد كيميائية أخرى.

ومن خلال تحليل هذه المواد إلى مكوناتها الكيميائية، تستطيع شركة إعادة التدوير المتقدمة إنتاج مجموعة من المنتجات ذات القيمة العالية مثل:

مواد أولية عالية النقاء وعالية الأداء لصناعة المنتجات البلاستيكية الجديدة.

المواد الأولية الأساسية لصناعة البتروكيماويات.

المذيبات ومواد التشحيم والمواد الكيميائية الأخرى المستخدمة في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية.

يمكن استخدام زيوت الانحلال الحراري والغاز الاصطناعي كوقود بديل لتسهيل استعادة الطاقة.

-3- الصناعات والقطاعات المستفيدة من إعادة التدوير المتقدمة

تدعم منتجات شركة إعادة التدوير المتقدمة عددًا من الصناعات والقطاعات التي تقدم بدائل مستدامة لعمليات التصنيع التقليدية. وتشمل هذه الصناعات إنتاج الطاقة باستخدام النفط الانحلال الحراري والغاز الاصطناعي كوقود بديل، وصناعة البتروكيماويات التي تعتمد على النافتا المستردة والمواد الكيميائية الثانوية القيمة، وتصنيع البلاستيك باستخدام البوليمرات والمونومرات عالية النقاء. بالإضافة إلى ذلك، يدعم برنامج إعادة التدوير المتقدم التخليق الكيميائي لإنتاج المواد الأولية الكيميائية من خلال استخلاص المذيبات، ويقدم مجال التحلل المائي الأنزيمي، الذي يركز على إدارة النفايات، حلولاً للتعامل مع تيارات النفايات المعقدة مثل النفايات غير المتجانسة والملوثة، والتعبئة متعددة الطبقات ومطاط الإطارات. .

إن دمج إعادة التدوير المتقدمة في هذه الصناعات يقلل الاعتماد على الموارد الأحفورية البكر، ويحسن كفاءة الموارد ويساهم في تحقيق أهداف التنمية المستدامة. وبالإضافة إلى ذلك، يستفيد قطاعا الخدمات اللوجستية والنقل بشكل كبير من اعتماد أنواع الوقود البديلة المشتقة من النفط الانحلال الحراري والغاز الاصطناعي، مما يقلل من استخدام الوقود الأحفوري والأثر البيئي في جميع أنحاء سلسلة التوريد. والأهم من ذلك، أن إعادة التدوير المتقدمة تلعب دورًا رئيسيًا في استراتيجيات الكربون المتجدد، مما يؤدي إلى دفع نموذج اقتصادي دائري لإدارة الكربون من خلال إبقاء الكربون الأحفوري والكربون الحيوي في الحلقة وتقليل استخراج موارد جديدة.

-4- القدرة الحالية والوضع العالمي

إن نمو تقنيات إعادة التدوير المتقدمة هائل. وفقًا لمعهد نوفا، تم تخطيط أو تركيب أو تشغيل أكثر من 340 محطة إعادة تدوير متقدمة في جميع أنحاء العالم، مما يوفر قدرة إجمالية تبلغ 1,477 كيلو طن سنويًا. وتتصدر أوروبا السوق العالمية بأكثر من 60 مصنعًا عاملاً، وهو ما يمثل ما يقرب من ربع قدرة المدخلات العالمية. وهذا يضع أوروبا في طليعة صناعة إعادة التدوير المتقدمة، مما يعكس التزامها القوي بالإدارة المستدامة للنفايات ومبادئ الاقتصاد الدائري.

// اتجاهات النمو والتوقعات المستقبلية

ومن المتوقع أن ينمو سوق إعادة التدوير المتقدمة بشكل ملحوظ في السنوات القادمة. ويتوقع التقرير أن تتضاعف قدرة المدخلات في أوروبا أكثر من ثلاثة أضعاف بحلول عام 2027، في حين ستتضاعف القدرة العالمية. ويعود هذا النمو إلى زيادة الاستثمار والتقدم التكنولوجي وإطار السياسات الداعمة. وتعد حصص إعادة التدوير الصارمة في الاتحاد الأوروبي ومتطلبات السياسة من العوامل الرئيسية في تسريع هذا التوسع. على سبيل المثال، وضعت المفوضية الأوروبية أهدافاً طموحة لإعادة التدوير لضمان إعادة تدوير 55% من نفايات التغليف البلاستيكية بحلول عام 2030. تتطلب هذه الأهداف تطوير وتوسيع تقنيات إعادة التدوير المتقدمة لتكملة إعادة التدوير الميكانيكية ومعالجة تدفقات النفايات الأكثر تعقيدًا.

// دور إعادة التدوير المتقدمة في الاقتصاد الدائري

تلعب إعادة التدوير المتقدمة دورًا رئيسيًا في تحقيق الاقتصاد الدائري من خلال توفير حلول مستدامة لإدارة النفايات. ويتناول عيوب إعادة التدوير الميكانيكية، مثل عدم القدرة على التعامل مع المواد الملوثة أو المتدهورة ودورات إعادة التدوير المحدودة قبل أن تتدهور خصائص المواد. ومن خلال تحويل النفايات إلى مواد خام عالية الجودة، فإن إعادة التدوير المتقدمة تقلل من الاعتماد على الموارد الأحفورية البكر وتحول النفايات من مدافن النفايات والمحارق.

// التحديات والفرص

على الرغم من إمكانات إعادة تدوير النقد الهائلة، إلا أنها تواجه عددًا من التحديات. وتشمل هذه التحديات ارتفاع تكاليف التشغيل، والتعقيد التكنولوجي، والحاجة إلى تطوير البنية التحتية على نطاق واسع. بالإضافة إلى ذلك، فإن عدم اليقين التنظيمي والافتقار إلى تعريفات ومعايير موحدة لعمليات إعادة التدوير المتقدمة قد يعيق نمو السوق. ومع ذلك، توفر هذه التحديات أيضًا فرصًا للابتكار والتعاون بين أصحاب المصلحة، بما في ذلك مقدمي التكنولوجيا وشركات إدارة النفايات وواضعي السياسات والباحثين.

-5- النظرة المستقبلية

يبدو مستقبل إعادة التدوير المتقدم مشرقًا، حيث من المتوقع أن يؤدي التقدم المستمر والاعتماد المتزايد إلى تحقيق نمو كبير. ومع توسع السوق، سيكون من الضروري معالجة التحديات الحالية من خلال الابتكار التكنولوجي والسياسات الداعمة والجهود التعاونية.