先進回收包括一系列超越機械回收的創新技術。熱解是更成熟的高級回收形式之一，它似乎在未來幾年有望增長。這種方法在無氧條件下使用 300 °C 至 600°C 的熱量分解各種廢物，例如塑料、城市固體廢物、輪胎橡膠和常見的生物質原料。
主要產品是熱解油，也稱為生物油或生物原油，以及燃氣、焦炭和碳氫化合物。熱解油可用于二次生命塑料產品，或升級為化學品和運輸燃料，如汽油、柴油和噴氣燃料。此外，從熱解中提取的合成氣 可以進一步加工以生產可再生氫。
熱解的倡導者聲稱，它有可能解決塑料垃圾的粉碎問題，與傳統回收相比，留下的廢物更少，并最大限度地減少垃圾填埋場、水道和焚化爐中的塑料和有毒成分的數量。熱解還可以減少我們對化石燃料運輸的依賴，并為工業應用提供可再生的替代品。
盡管熱解回收顯示出前景，但它并非沒有挑戰。原料的種類仍然存在問題，目前，熱解中使用的原材料尚無標準。熱解也僅限于小規模使用，全球每年產生的約 4 億公噸塑料垃圾幾乎沒有影響。
根據首席風險顧問 Marsh McLennan 的一篇文章，與普通柴油相比，塑料廢料產生的油在 40°C 以下的閃點 降低了 20%，增加了自燃的可能性。雖然熱解會產生有用的液體，但它也會產生需要進一步分解的不需要的蠟。
石油巨頭和大型化工公司意識到基于熱解的回收系統的障礙，正在熱解上押下大賭注，因為他們希望將可再生原料整合到他們的工藝中。
自 2019 年以來，殼牌投資了熱解技術，以減少塑料垃圾。同年，位于美國路易斯安那州諾科的殼牌能源和化工園區開始使用通過熱解生產的石油。2019 年 11 月，殼牌宣布了一項雄心勃勃的雄心壯志，即到 2050 年，其全球化工廠每年使用 100 萬噸塑料廢棄物。
荷蘭 Shell Chemicals Park Moerdijk 正在增加一個新的熱解油升級裝置。升級后的產能為每年 50,000 噸，預計將于 2024 年開始生產。殼牌在 2023 年宣布了多項戰略合作協議，以改善塑料廢料原料的獲取并實現熱解油的長期儲存。
自 2022 年 12 月以來，埃克森美孚一直在美國德克薩斯州貝敦運營一家先進的回收設施。該設施是北美最大的設施之一，每年可處理 8000 萬磅塑料垃圾。這家能源巨頭表示，到 2024 年 3 月，已處理了 4500 萬磅廢棄塑料。根據公司網站，?？松梨诘哪繕耸堑?2027 年在全球范圍內實現 10 億磅的塑料廢棄物處理能力。
5 月 6 日，埃克森美孚宣布計劃在貝敦工廠建造第二套先進回收裝置，以應對對循環利用不斷增長的需求。該公司此前曾表示正在考慮在美國設立工廠，包括路易斯安那州的巴吞魯日;德克薩斯州博蒙特;和伊利諾伊州的喬利埃特;以及比利時、荷蘭、新加坡和加拿大。
在馬來西亞，馬來西亞國家石油化工集團有限公司 （PCG） 通過將報廢塑料轉化為熱解油，提高其塑料廢棄化學品回收能力。2023 年 10 月，PCG 宣布已達成最終投資決定，在柔佛邊佳蘭建造一座年產能為 33 公斤的工廠。該工廠預計將于 2026 年上半年投入運營。
Neste是可持續燃料和可再生原料解決方案的領先生產商，已投資 1.11 億歐元（1.24 億美元）在其位于芬蘭的波爾沃煉油廠建設產能，將 150,000 噸液化廢棄塑料升級為高質量的石化原料。該項目已獲得歐盟創新基金的支持，預計將于 2025 年上半年完成。2024 年 4 月，Neste 煉油廠完成了從廢棄輪胎中提取的熱解油的首次試加工，將其轉化為優質原材料。
在中國，最主要的代表就是中國石化和航天石化。
中國石化正在建設塔河煉化棉田農膜回收循環利用工程，該工程系我國首個萬噸級廢塑料連續熱裂解工業示范項目，預計年底建成投產。由中國石化與新疆阿克蘇地區共同出資組建的石化企業，也是中國石化在新疆唯一的煉化企業。總投資1.62億元，該項目采用熱裂解煉油的方式將廢舊塑料裂解為燃料油、炭黑、可燃氣體等產品。
而航天石化，則在2024年初則在內蒙古啟動了5萬噸/年廢塑料化學回收耦合油泥資源化項目。該項目是航天熱解技術的首臺套工業化應用示范項目，是原創航天熱解技術的首次商業化應用。
項目單機處理能力為200噸/天，項目建成后將實現內蒙古河套地區生活垃圾、農業地膜等來源廢塑料以及油田油泥危廢的高值資源化利用。
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