廢棄物資源化利用困局何解？ ——中國石油大學（華東）教授田原宇一席談

我國每年塑料廢棄量超7000萬噸，并以13%的年增長率持續攀升，但材料化利用率僅約30%，大量塑料廢棄物只能焚燒或填埋，造成了環境污染；與此同時，我國超過50億噸的生物質資源（包括生活垃圾、農林廢棄物、禽畜糞便等）與70億噸陳化垃圾因缺乏清潔高效資源化利用技術，導致資源嚴重浪費。

如何將“放錯位置的資源”，變為保障資源安全、保護生態環境及可持續發展的寶貝？近日，中國石油大學（華東）教授田原宇在接受記者采訪時指出，以工藝設備一體化為矛、突破關鍵技術瓶頸，才能真正實現變廢為寶。

廢塑料熱解：從“環境負擔”到“高端材料”

中國塑料產量超過全球產量的30%。隨著電商、快遞、外賣等新業態迅速發展，廢塑料產量也持續攀升。

“廢塑料是放錯地方的‘固態原油’，其回收利用可以提供大量二次塑料制品、化學品、燃料等。”田原宇說，“由于廢塑料規模化高效清潔利用技術匱乏，廢塑料的治理成為世界環保難題。”

發展廢塑料化學回收再生勢在必行。其中，廢塑料熱解液化是目前公認的具經濟效益和發展前景的規模化利用技術路線之一，卻長期受制于原料集輸難、裝置連續進料難、氯硫雜原子脫除難、產出效率低、催化劑選擇性差、產品調控難等六大技術瓶頸，處于小規模間歇運行和大規模連續熱解的示范階段。

田原宇介紹，他們團隊在下行循環流化床快速熱解技術的創新與應用基礎上，依據主體廢塑料特性，創新研發了低成本、短流程、高液收、連續化的廢塑料自混合下行循環流化床快速催化熱解制蠟基品和α-烯烴技術，通過工藝設備一體化設計實現突破。該技術通過分散熱解—集中精制加工的運作模式，破解廢塑料集輸難題；通過廢塑料液化脫氯硫與霧化進料，破解熱解進料難和氯硫雜原子脫除難問題；采用專用酸堿雙功能催化劑，實現廢塑料可控裂化；同時，開發矩形自混合下行床反應器，抑制二次裂解，消除放大效應，最大化制取蠟基化學品，推動廢塑料向高端化工材料轉變。田原宇指出，中國年廢塑料回收利用市場經濟規模在千億元級別，廢塑料成本僅200~600元/噸，轉化高端烯烴利潤率高，市場潛力大。

生物固碳：腐植酸賦能“土壤生命源”

“生物固碳是實現碳中和不可或缺的兜底手段，若無法將巨量潛在生物質資源實現清潔高效利用，它將成為世界性難題。”田原宇說，破解之道在于“分類施策”——將合適的資源以合適的方式轉化成合適的產品，用到合適的地方并發揮合適的作用。

針對生物質資源清潔利用難題，田原宇團隊原創性提出“快速熱解控氧”理念，依托農林廢棄物自混合下行床快速熱解工藝及成套裝備技術，首次實現農林廢棄物制取高純高活性腐植酸的工業化，使保氧后的腐植酸活性達到最高，建成了世界單套規模最大的20萬噸/年生產裝置并實現長周期穩定經濟運行。據田原宇介紹，目前國際上生物質熱解萬噸級工業化裝置不足10套，其中使用此技術的有5套。

針對土壤修復點多面廣、需求量分散的特點，田原宇團隊與秦皇島三農機械公司合作開發車載撬裝式農作物秸稈熱解制腐植酸裝置，實現“農作物秸稈—腐植酸—土壤改良”的閉環。團隊還利用生物腐植酸創制了鹽堿地改良劑、可降解腐植酸地膜等系列腐植酸環境材料。

產業化攻堅：工藝設備一體化是核心

田原宇指出，當前廢棄物資源化利用困境的核心癥結是“工藝與設備一體化”能力缺失。化工學科的長項本該在工程化，然而“工科理科化”與“理科工科化”的錯位趨勢，導致實驗室技術難以工業化落地——設備設計往往無法匹配特定物料的工藝需求，亟須依據物料反應特性定制專用匹配裝備。

他認為，提升廢棄物資源利用的產業化發展需要多方合力。政府應加大對回收技術研發的支持力度，同時推動行業標準的制定和推廣；企業則應加強創新，推動高效、低成本的回收技術的商業化應用。

“廢棄物的資源利用要在實現理論突破和實驗室流程打通的前提下，通過工程化和產業化開發，找到高效、低成本實現廢棄物回收利用的解決方案。”田原宇建議，允許分布式、模塊化裝置在原料地或應用地就近建設，避免易燃廢塑料遠距離運輸或集中堆放于化工園區，增加火災與環境潛在風險。同時，建立科學的技術遴選機制，防止劣質技術“劣幣驅逐良幣”；在國家戰略層面，設立不同類別的“廢棄物資源化全國重點實驗室”，強化央企“國家隊”的科技支撐能力，系統性攻關核心裝備與工程化難題，推動技術集成落地。針對廢棄物種類繁多、特性迥異、轉化技術體系復雜的特點，要開展分類技術研究。在產學研融合方面，要加大工藝設備一體化復合型人才培養力度。此外，高校還需要加強相關課程的教學。