EPC 和设备供应商如何利用化学品回收

EPC和设备供应商如何利用化学品回收 AUTHORS SVENSIEPEN 高级合伙人 OLIVERHERWEG 合作伙伴 RALPHMAIR 合作伙伴 DRAGOSPOPA Principal 更多的塑料意味着更多的废物- 但在回收方面也有吸引力的商业前景 在各行各业中使用的塑料价格低廉，并且具有优越的功能特性，使其难以替代。全球人口的增长和塑料的广泛使用将推动未来几年对塑料的需求更高。然而，不利的一面是，现有的大量塑料垃圾将随着这一需求而增长-从2023年的372兆吨增长到本世纪中叶的510兆吨。为了解决不断增长的需求和相应的塑料废物问题，化学回收将需要发挥关键作用。 全球塑料垃圾预计到 2050年将进一步增加到 510吨 预计的发展 全球塑料废物[OT] 420 37248 4880 80 510 44 73 167 复合年增长率 [2023–2050] 1% -0.3% -0.3% 1% Total 151 4% 13498 Europe 北美亚太地区 Africa 世界其他地区 39 71 2023 54 86 2030 2% 2050 128 来源罗兰贝格 1.塑料废物回收的驱动因素和展望 缓解这一严重的可持续性问题的少数有效手段之一是回收塑料。回收减轻了环境负担，但也逐渐减少了对新的原始材料的需求。然而，尽管回收已经存在了很长时间，但仍然只有大约12%的全球塑料废物得到了回收。 为了应对全球变暖的惊人速度并适应消费者日益增长的意识，各国政府正在收紧监管，即使一些关键行业(如FCMG)的参与者自愿自我监管。由于采取了这些措施，预计到2030年，全球回收份额将几乎翻一番，达到20%，到2050年 将高达45%。由于更多的塑料将在未来流通，预计进入回收链的塑料废物将从增加。 2023年为44公吨，2030年为85公吨，2050年为230公吨，2023年至2050年的复合年增长率几乎为6% 。亚太地区和北美的销量增长将快于欧洲，尽管发展中经济体也将看到动态增长，非洲国家将处于领先地位。这些对塑料废物进行回收处理的预测将为那些能够提供合适回收技术和相关设备的供应商提供巨大的机会。 1 2 3 2.化学品回收与其他技术相比如何 化学回收是目前用于再利用和回收塑料废物的三个基本技术类别之一。这三种技术是: Waste-to-X应用程序 该技术将塑料废物作为回填材料与粘合剂一起压制和模制，以生产从建筑材料到家具的所有产品。这些技术目前约占已安装的全球塑料回收能力的20％，在发展中国家尤其普遍。 机械回收 特别适合于污染有限的预分类刚性和柔性塑料废物。机械回收在发达国家已经建立，可以经济地用于小型和大型工厂，如今约占全球回收能力的75％。 化学品回收 它的优点是它可以处理大多数类型的塑料材料（除PVC），其中一些甚至能够回收严重污染的废物。它还提供高质量的回收物。目前仅处理全球塑料回收总量的3％，但是，该技术仍然面临许多主要挑战： 每千吨输入材料，这种“工艺技术”所需的资本支出约为机械回收的四倍。 比机械再循环(70%)更低的产率(50-60%)意味着如果要在经济上可行,化学再循环必须大规模部署。因此，第一 个用于化学回收的工业规模工厂设计用于50-100t塑料废物的废物输入能力。因此，目前正在计划中的较大系统需要大量的废物，这些废物只能在人口稠密的地区获得。 化学回收过程（尤其是热解）是能源密集型的，产生大量温室气体（GHG）排放。此外，需要在更大的距离上运输废物原料以确保必要的工厂输入量增加了该技术的整体GHG足迹。 全球塑料垃圾总量的近60％是由硬质塑料组成的，这些塑料通常可以通过机械手段更经济地回收。但是，它必须例如,考虑到增塑剂和添加剂没有被除去,因此质量受损。 从好的方面来说，化学回收利用提供了无法通过机械方法处理的原料的高质量输出材料。它还有助于生产者替代原始材料，这些原始材料将根据欧盟的排放交易系统（ETS）收取费用。 重要的是，在监管方面，化学回收的输出材料将很快在欧盟和其他地方被视为“回收”，进一步为化学回收作为打击塑料废物的重要技术铺平道路。 鉴于上述发展，全球塑料回收工厂（投入）能力预计将从2023年的63MT增加到2030年的115MT和2050 年的290MT。随着整体处理能力扩大400%以上，化学品回收在这一市场的份额应该会从2023年的2MT左右上 升到2030年的20MT和2050年的70MT。因此，植物年平均容量增长率应。 到2030年大约为35%，在2030年到2050年之间回落到7%。换句话说，化学品回收在全球废物投入能力中的份额 应该从今天的3%左右增长到2050年的近25%。 预计2050年塑料回收的工 厂投入能力为290MT-70MT或24％ 化工回收产能份额 预计发展 全球回收厂投入能力[OT] 290 70 [24%] 15 [5%] 复合年增长率 [2023–2050] 6% Total 13% 5% 化学回收机械回收 632 4 2 57 115 20 10 85 205 5% [71%] "Waste-to-X" 220 来源罗兰贝格 “无论欧盟是否会决定燃料豁免还是仅聚合物的质量平衡方法，化学回收都将成为一项重要的补充塑料回收技术。 OLIVERHERWEG 合作伙伴德 国 3.不同的化学回收工艺技术-他们如何比较？ 有许多不同的化学回收工艺，基本上分为热化学，解聚和基于溶剂的技术。根据工艺类型，输出范围从热解油到合成气（合成气），单体和聚合物。 在化学回收中，可以区分五种工艺类型 塑料回收工艺概述 醇解MEK1 水解 氨解木 热化学 化学机械 回收回收 溶剂型排序 空气/氧气气化。 热解气化 热裂解蒸汽气化。催化裂化 加氢裂化催化气化。氢气化。 解聚 糖酵解微波辅助解聚。酸解酶解 机械回收 THF2 溶出度 薄片 集合 塑料废物 原油原料合成气单体单体聚合物 颗粒剂Product 1甲乙酮2四氢呋喃，基于技术成熟度的深潜 来源塑料欧洲，可再生碳，现状（2020），Vollmer等人（2020），Saebea，Dang等人（2020），Maisels等人（2022），Hoang等人（2022）与市场参与者的访谈， 热化学回收可以处理最广泛的聚合物类型，包括PE和PP等散装材料。相反，解聚和溶剂分解技术专注于聚酯和聚酰胺等材料。后者围绕化学活性的含氧和含氮聚合物而建立，这些聚合物可以在较温和的条件下以较少的能量输入裂解。 热解技术可以处理大多数类型的（甚至是严重污染的）聚合物和纤维，因此预计在2050年将占据65％的化学品回收市场份额。由于其更狭窄的材料重点，预计到2050年解聚技术将占据15％的份额-尽管该重点确实包括PET，这是一种主要且广泛使用的商品。 热解和解聚适用于大多数常见塑料，没有主要限制 常用塑料对化学回收技术的适用性 2023年全球塑料垃圾的材料组合 26% Others24 PPPEPAPVCPSPETOthers 估计容量 2050年份额 ca.15% ca.65% 约20% PE 5% PET 5% PS 11% PVC 13% 纤维1 16% PP 最合适的工艺合适的工艺 有限制的过程 不适合的过程 1主要包括PET、PA和PP 来源罗兰贝格 4.化学品回收的中长期资本支出预测 从全球角度来看，从现在到2050年，扩大化学品回收能力的中长期举措将需要估计1300亿欧元的累计资本支出。这一数字细分为到2030年总计约60亿欧元的年度投资，其次是在接下来的十年（到2040年）每年60-80亿欧元，然后逐渐下降到 到2050年每年40-60亿欧元。 从区域细分来看，几乎40%的化学品回收资本投资将发生在亚太地区，其次是北美和欧洲。在其他发展中国家，这种投资动态预计将在2040年至2050年期间达到峰值。 不用说，这些数字指向工程，采购和建筑公司（EPC）在技术集成商的角色中非常重要的商业机会，也为关键设备的供应商。在典型的热解工厂中， 例如,热解反应器(15%)、催化反应器(15%)和蒸馏(25%)所需的工艺设备构成了最高价值的部件,尽管这些部件的侧翼有无数其他元件,如挤出机、泵、热交换器、仪表和控制系统。 到2050年，全球化学品回收的累计资本支出估计为1300亿欧元 按地区和 技术[十亿欧元] Actual 年度全球资本支出 [bn] 预测 3–66–84–6 130130 2023-30年期间 2030-40年期间 2040-50年期间 20 9230 17 27 4048 20% 15% 260亿欧元Others195亿欧元解聚 845亿欧元 4.2 10 15 2 0.812 356 326 65%热解 1 0.4 2023 312 2030 2040 2050 Europe北America亚太地区非洲世界其他地区 来源罗兰贝格 蒸馏塔，热解和催化反应器的工艺设备代表最高的CAPEX份额 化学回收设备的资本支出分解（例如：热解） 废物管理化学品回收石油化学 热解反应器蒸馏 催化反应器 冷凝器 原始塑料生产的原料 集合排序 清洁切碎 热解 反应堆 5%25% 15% 催化反应器 蒸馏塔 Condeser 辅助 equipment (例如，挤出机，热交换, 泵) ∑其他1 流程步骤的资本支出份额 1包括土建工程、工厂工程、公用工程、过程控制、电气 来源罗兰贝格 1 2 3 4 5 5.市场参与者当前的化学品回收策略 目前参与化学品回收的工业参与者的范围确实非常不同，从技术提供商到大型化工、石油和天然气跨国公司，再到废物管理公司、私人投资者、工厂EPC和设备提供商。 尤其引人注目的是，大量的初创公司开发了专有技术来有效和经济地处理塑料废物。聚合物的多样性，以及化学回收中工艺变体的多样性，正在推动全球大量新技术提供商的出现。 全球已经安装了数百个试点系统，并且最初的工业规模工厂将上线。此外，欧盟法规 尽管这些过程现在也处于最后阶段，但可以公平地说，化学品回收的工业化正在达到一个临界点。 另一方面，许多专有的回收技术仍处于起步阶段。因此，资本支出要求很高，技术最终将占上风的风险也很高。人们还担心经济可行性，尤其是对大量原料供应的怀疑。因此，迄今为止，不同的市场利益相关者所追求的战略侧重于紧密合作，以获得技术，分担风险并充分利用彼此的优势。这里只是几个例子： Chemical-orO&Gplayers与技术提供商获取访问权限 特别关注的塑料原料的专有工艺技术（例如，Dow/Mura，Shell/Agilyx）。 拥有自己技术的化学或O＆G玩家加入废物管理参与者确保原料供应（例如，赢创/雷蒙迪斯，伊士曼/国际零）。 技术提供商partneringwithEPC和/或设备OEM谁可以通过其全球网络（例如Versalis/Technip， Garbo/Saipem）提供补充技术或支持新技术的营销和许可。 EPC和设备OEM合作与化学/O&G播放器以及开发新工艺技术的联合力量（例如，Nextchem/Eni ，SulzerChemtech/BASF）。 Chemical/O&GCorporates,EPCsandEquipmentOEMs投资于技术提供商获得他们的技术或成为新项目的首选实施合作伙伴（例如，Borealis/Renasci、KBR/Mura、SulzerChemtech/Fuenix）。 RALPHMAIR 合作伙伴德 最初的案例也出现了，EPC和设备原始设备制造商开始以示威者甚至完全成熟的方式建立和运营自己的回收工厂 回收业务。他们这样做的目标是进一步开发技术，并从这些业务中获得有吸引力的利润贡献(例如，苏尔寿化学科技和 Nextchem)。 “现在监管方面终于到位了，合作伙伴关系正在成为中心舞台。它们将是分担CAPEX负担，分担风险和安全获取尖端技术的关键。”