我国每年塑料废弃量超7000万吨，并以13%的年增长率持续攀升，但材料化利用率仅约30%，大量塑料废弃物只能焚烧或填埋，造成了环境污染；与此同时，我国超过50亿吨的生物质资源（包括生活垃圾、农林废弃物、禽畜粪便等）与70亿吨陈化垃圾因缺乏清洁高效资源化利用技术，导致资源严重浪费。
如何将“放错位置的资源”，变为保障资源安全、保护生态环境及可持续发展的宝贝？近日，中国石油大学（华东）教授田原宇在接受记者采访时指出，以工艺设备一体化为矛、突破关键技术瓶颈，才能真正实现变废为宝。
废塑料热解：从“环境负担”到“高端材料”
中国塑料产量超过全球产量的30%。随着电商、快递、外卖等新业态迅速发展，废塑料产量也持续攀升。
“废塑料是放错地方的‘固态原油’，其回收利用可以提供大量二次塑料制品、化学品、燃料等。”田原宇说，“由于废塑料规模化高效清洁利用技术匮乏，废塑料的治理成为世界环保难题。”
发展废塑料化学回收再生势在必行。其中，废塑料热解液化是目前公认的具经济效益和发展前景的规模化利用技术路线之一，却长期受制于原料集输难、装置连续进料难、氯硫杂原子脱除难、产出效率低、催化剂选择性差、产品调控难等六大技术瓶颈，处于小规模间歇运行和大规模连续热解的示范阶段。
田原宇介绍，他们团队在下行循环流化床快速热解技术的创新与应用基础上，依据主体废塑料特性，创新研发了低成本、短流程、高液收、连续化的废塑料自混合下行循环流化床快速催化热解制蜡基品和α-烯烃技术，通过工艺设备一体化设计实现突破。该技术通过分散热解—集中精制加工的运作模式，破解废塑料集输难题；通过废塑料液化脱氯硫与雾化进料，破解热解进料难和氯硫杂原子脱除难问题；采用专用酸碱双功能催化剂，实现废塑料可控裂化；同时，开发矩形自混合下行床反应器，抑制二次裂解，消除放大效应，最大化制取蜡基化学品，推动废塑料向高端化工材料转变。田原宇指出，中国年废塑料回收利用市场经济规模在千亿元级别，废塑料成本仅200~600元/吨，转化高端烯烃利润率高，市场潜力大。
生物固碳：腐殖酸赋能“土壤生命源”
“生物固碳是实现碳中和不可或缺的兜底手段，若无法将巨量潜在生物质资源实现清洁高效利用，它将成为世界性难题。”田原宇说，破解之道在于“分类施策”——将合适的资源以合适的方式转化成合适的产品，用到合适的地方并发挥合适的作用。
针对生物质资源清洁利用难题，田原宇团队原创性提出“快速热解控氧”理念，依托农林废弃物自混合下行床快速热解工艺及成套装备技术，首次实现农林废弃物制取高纯高活性腐植酸的工业化，使保氧后的腐植酸活性达到最高，建成了世界单套规模最大的20万吨/年生产装置并实现长周期稳定经济运行。据田原宇介绍，目前国际上生物质热解万吨级工业化装置不足10套，其中使用此技术的有5套。
针对土壤修复点多面广、需求量分散的特点，田原宇团队与秦皇岛三农机械公司合作开发车载撬装式农作物秸秆热解制腐植酸装置，实现“农作物秸秆—腐植酸—土壤改良”的闭环。团队还利用生物腐植酸创制了盐碱地改良剂、可降解腐植酸地膜等系列腐植酸环境材料。
产业化攻坚：工艺设备一体化是核心
田原宇指出，当前废弃物资源化利用困境的核心症结是“工艺与设备一体化”能力缺失。化工学科的长项本该在工程化，然而“工科理科化”与“理科工科化”的错位趋势，导致实验室技术难以工业化落地——设备设计往往无法匹配特定物料的工艺需求，亟须依据物料反应特性定制专用匹配装备。
他认为，提升废弃物资源利用的产业化发展需要多方合力。政府应加大对回收技术研发的支持力度，同时推动行业标准的制定和推广；企业则应加强创新，推动高效、低成本的回收技术的商业化应用。
“废弃物的资源利用要在实现理论突破和实验室流程打通的前提下，通过工程化和产业化开发，找到高效、低成本实现废弃物回收利用的解决方案。”田原宇建议，允许分布式、模块化装置在原料地或应用地就近建设，避免易燃废塑料远距离运输或集中堆放于化工园区，增加火灾与环境潜在风险。同时，建立科学的技术遴选机制，防止劣质技术“劣币驱逐良币”；在国家战略层面，设立不同类别的“废弃物资源化全国重点实验室”，强化央企“国家队”的科技支撑能力，系统性攻关核心装备与工程化难题，推动技术集成落地。针对废弃物种类繁多、特性迥异、转化技术体系复杂的特点，要开展分类技术研究。在产学研融合方面，要加大工艺设备一体化复合型人才培养力度。此外，高校还需要加强相关课程的教学。
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