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塑料瓶变衣服、饭盒变踏步机:揭秘垃圾处理产业链

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作者 | 第一财经 乐琰 胡婳溦 陆瑶 任玉明

一个普普通通的口红外壳和洗发水瓶,前身可能都是被丢弃的塑料垃圾;我们每天乘坐的汽车,其方向盘、座椅等零部件或许来自废弃垃圾;前一晚吃剩的饭菜,不久后可能变成了车用和工业燃烧的生物柴油;随手一扔的塑料瓶或许变成一件衣服……

第一财经记者近期实地调研了解到,这些并不起眼的垃圾,从被丢进垃圾桶开始,到再次回到日常生活中,背后是一个价值巨大的产业链,从智能化垃圾分类到可循环处理等,企业们正在红海和蓝海中竞逐。

垃圾分类也能赚钱

从垃圾被丢进垃圾桶的那一刻开始,垃圾处理的巨大产业链就开始运作起来,作为垃圾处理产业的最前端,除了普通的干湿分类垃圾桶以外,越来越多的智能分类垃圾站、智能垃圾房开始出现在社区和街道,这也成为了垃圾产业链的巨大商机所在。

“智能化是全球都在发展的一大趋势,传统垃圾箱存在无法溯源、无法统计的问题,智能垃圾分类设备将会成为主流。”华展猫先生市场总监何越对第一财经记者表示:“当然,智能垃圾分类设备的成本也会相对高一些,但我们的运营理念是为政府提供一整套的智能垃圾分类解决方案,并不是提供一台设备。”

第一财经记者在现场看到,猫先生的智能垃圾站就像一个屋子,有的采取封闭式设计,有的则可以敞开步入。除了分类垃圾桶以外,智能垃圾站还有分拣台、智能中控、光触媒除臭系统、设备定位系统、环境检测终端等设施,起到氧化分解有害物质、检测垃圾站温湿度、PM2.5等作用。

何越表示,无论用什么样的产品设备,垃圾分类的最终目的还是为了让居民养成分类的习惯,只要居民分类的意识提升了,分类的准确率高了,效率自然就提高了,而猫先生的设备是为了辅助居民去养成垃圾分类的习惯,协助市场监督管理,比如识别个人信息,尽量让居民避免错投乱投,为政府提供纠错的依据等方式。“从目前运营的数据来看,智能设备投入后,居民的注册率和参与率均有大幅度的提升。”何越说。

但前端分类和清运仍存痛点,即便前端执行垃圾分类,中端仍有可能混合清运,不少居民曾反映,自己在家把垃圾分成四类丢进垃圾桶,可是垃圾车把垃圾运走的时候又混在一起。尽管各地针对垃圾混运都公布了投诉渠道,但这并不能从根源上解决问题。

为何环卫企业屡屡出现混运现象?对此,湖南省标准化协会质量与标准化专家朱东旭一针见血地说出问题的关键:“因为没给钱。”他表示,原本环卫公司一趟车能拉走的垃圾,分为四种垃圾,要以同样的价格运四趟,环卫公司当然不愿意。

不难看出,如果环卫公司仅运营清运环节,成本无疑将会增加,而解决该问题还涉及到政府招标垃圾清运项目时的项目费用问题。但另一方面,如果环卫公司将产业链向下拓展,环卫一体化的趋势可以在一定程度上减轻清运环节的成本压力。

何越告诉第一财经记者,猫先生目前使用专车专运,回收人员收到满溢报警后,立即前往将可回收物清理至中转站,中转站进行粗分,再由封闭式货车清运至分拣中心进行细分,最后由货车清至末端处理厂,从表象来看确实是增加了相应成本,但是将这些垃圾回收回来后通过终端处理,都将“变废为宝”,实际上可以产生巨大的额外价值,带来可观的经济收益。猫先生自己也运营了垃圾分拣中心,所有的资源会在分拣中心进行统一打包,再出售给下游企业,这样可以覆盖掉中间清运环节带来的成本支出。

事实上,前端对干垃圾、湿垃圾、有害垃圾和可回收垃圾等几个种类的分类,仅仅是一种粗略的处理,垃圾处理公司要对这些废弃物进行资源再利用,还需要更加精确的垃圾分选,通过机械分选将污染物尽量在前端处理,并获得更高效的资源综合利用效率。第一财经记者了解到,生活垃圾输送至分选线,要经过均料、破袋、磁选、人选、滚筒筛分、圆筒筛分、破碎、风选、除杂等机械高校分选,然后根据各类物料的特点分别处理。从分选中心开始,垃圾们就要去往不同的处理终端。

北京三态环境科技有限公司(下称“三态环境”)就是这样一家进行垃圾分选资源利用的公司,该公司通过各种分选手段将垃圾分选为四类,第一类为可回收利用物,包括金属和品质好的塑料,可以直接回收以高价值利用;第二类为有机生物质,以厨余垃圾为主,可进行厌氧发酵获取生物天然气;第三类为可燃物,包括织物、纸塑、竹木等,可作为燃料;第四类为无机物,如渣土、砂石、玻璃等,可用于建材或无害填埋。

除了各种大型分拣机器外,人工智能也应用于垃圾分选领域,一些公司通过智能分拣机器人进行分拣工作。例如,广东弓叶科技有限公司的智能分选机器人可以通过工业云端大数据训练系统不断进行训练和模型优化,学习新增的物料如何分选,且每个机器人可始终保持每小时2000次~2500次的分拣效率,而这样的高强度劳动是普通工人无法承受的。

垃圾去哪儿了?

分好类的垃圾会经历些什么?是否会创造经济价值呢?

第一财经记者来到上海黎明资源再利用有限公司(下称“黎明资源”),周边社区生产的垃圾在汇集到垃圾中转站后,便会陆续送至黎明资源的处理厂。

黎明资源总经理助理陶友谊向第一财经记者介绍,干垃圾进入卸料大厅后将统一被堆放至垃圾坑内,需要堆放发酵约3天时间后再进入焚烧环节。“垃圾发酵得越好,热值就越高。原本我们设计的发酵时间是3天~7天,但现在垃圾分类以后,干垃圾含水量降低,热值有效提高,所以只需要发酵2天~3天。”

经过3天的发酵后,干垃圾被机械抓斗抓起并扔进三级炉排进行燃烧。燃烧中生成的烟气则通过减温、降酸、除尘等一系列烟气处理后达到排放标准并进行排放。

烟气排放仅消耗成本,不会创造价值,但干垃圾燃烧中产生的热能却能为垃圾处理厂带来营收。热能将水加热后形成蒸汽,并依次带动汽轮机和发电机进行发电。

陶友谊称,蒸汽发电仍然是垃圾焚烧厂最主要的利润来源,占比在80%左右。陶友谊给第一财经记者算了一笔账:“我们有4台炉,一天一台炉要烧500吨垃圾,1吨垃圾可以发500多度电,根据国家相关规定和政府补贴,1度电0.61元,每年从电力公司处获得的收入在1亿元以上。”

除了主要的蒸汽发电外,垃圾焚烧生产的固体渣也能“变废为宝”。固体渣经过排渣机后会被集中推进渣坑,每天产生的渣量约有300吨,其中有60%~70%可提供给制砖厂,制成环保砖。此外,若垃圾处理厂内部有路面修建或改造需要,也能使用这部分环保砖。相较于水泥砖,环保砖的坚固程度仍有一定差距,因此环保砖主要用于绿化装饰、路面铺陈等非建筑类用途。

建筑用途的材料同样也可以从垃圾处理厂获取。黎明资源目前正在调试建筑装潢垃圾资源化利用中心,该中心每天可处理2000吨建筑装潢垃圾。第一财经记者了解到,经处理后形成的建筑装潢垃圾骨料可根据尺寸大小分为5类,可按不同的需求售卖给混凝土厂、筑路公司、土建单位等,尺寸越大的骨料,硬度越高,售价也越贵。

在垃圾分类实施以后,湿垃圾的再生价值也逐渐显现出来。黎明资源生产二部经理陶毅向第一财经记者介绍,收运车将湿垃圾运到处理厂后,挤压螺旋会将湿垃圾中的水分沥出,这部分水可在垃圾处理的整个流程中被消化。随后,抓斗将湿垃圾抓入料斗中,并通过粗分机和细分机的加工后成为浆料。浆料在多个离心机的作用下会被分为毛油、液相和固相。其中,浆料中提取出的毛油可直接外售,液相和固相混合后则进入厌氧罐,经过厌氧发酵后产生沼气。其中,每100吨的湿垃圾能够产生80吨浆料,每吨浆料平均生产80方~100方沼气,1方沼气可以发2度电。

因此,毛油外售和沼气发电是湿垃圾创造的两个盈利方式。陶毅表示,目前处理湿垃圾的营收中,政府方面支付的300元/吨垃圾处置费占据整体收入的一半,毛油销售和沼气发电则各占四分之一左右。

除了常规的焚烧发电、填埋处理以外,越来越多新颖的垃圾处理方式出现在了产业链中,例如,三态环境打造了一条餐厨垃圾——黑水虻养殖的产业链,黑水虻是双翅目水虻科的一种昆虫,特别喜欢食用餐厨垃圾,其幼虫是一种高品质的昆虫蛋白,可替代鱼粉,有较高的经济价值。三态环境表示,将餐厨垃圾经过机械自动预处理后,获得干净、均匀的浆料,餐厨浆料经过黑水虻自动化生产线,实现自动投料和控制生长环境,8天左右即可长成适合商品化的幼虫,再经过分选,得到有机肥和黑水虻鲜虫产品,带来较高的经济价值。三态环境销售经理梁聪告诉第一财经记者,10吨餐厨垃圾可以喂养产出1吨黑水虻,黑水虻的价格大概为每吨3000元~3500元。

此外,餐厨垃圾由于含油量高,可以通过加热促进有机质、油脂与固相物料的分离,据今创环境介绍,从有机浆液中提取油脂,可以形成纯度大于97%的毛油,作为工业原料,生物柴油原料等进行销售。

从垃圾变成商品

有没有想过你左手扔掉的垃圾经过一番处理后,又会成为商品回到你的右手上?

如今越来越多的可循环回收利用与环保商机出现在垃圾处理产业链上。

先来看塑料。目前已经有不少工厂在循环使用塑料制作衣服,塑料瓶经过清洗、消毒、粉碎、干燥等工序后,便可成为制造再生化纤的原材料,而这些原料可以制衣。

以迪卡侬为例,其对可用的回收流程进行了清点,并针对头盔或塑料产品(例如脚蹼、通气管、乒乓球、床垫等)之类的特定产品启动了试点项目,与回收部门合作探索回收这些产品在技术、环境和经济等各方面的可行性。其运动品牌KALENJI的入门T恤由100%再生聚酯制成。这种聚酯由可回收的塑料瓶制作,每件T恤用7~8个塑料瓶制成,可减少对来自原油的原始资源的使用,并使用生态设计方法减少了产品对环境的影响,同时增加了产品的舒适感,保持了透气性。衣架也可以循环利用。迪卡侬对21个国家进行衣架回收,有79.1%的回收衣架会被循环再生,其余的会直接被二次利用,44%的衣架被集中回收,2840万个衣架被重复使用。

外卖快餐盒也能够再次“重生”,成为迪卡侬再生料踏步机塑料件50%的原料。从此,它们不再是干垃圾,而是可再生材料。据了解,迪卡侬绿色再生料踏步机是以快餐盒作为原料生产的,迪卡侬建立了塑料快餐盒再生的途径:先收集PP聚丙烯的塑料快餐盒,然后将快餐盒处理成塑料碎片,再由碎片变成塑料颗粒,最后重新注塑成踏步机塑料件。为确保大货质量的控制,快速高效地分离PP聚丙烯和PVC聚氯乙烯,工厂把粉碎的片材都放入热水池中,在清洗的同时,PP聚丙烯(密度为0.89~0.91)浮在水面上。PVC聚氯乙烯沉在水底。为了达到更好的外观效果,迪卡侬还尝试了超过10种的配方方案。迪卡侬欧洲订购了10000台再生料踏步机,使用3吨再生外卖餐盒的塑料粒子。

威立雅华菲高分子科技(浙江)有限公司(下称“威立雅华菲”)目前是国内最大的再生塑料生产企业之一,PET(苯二甲酸乙二醇酯)瓶片总产能达到10万吨,相当于消耗40亿个塑料瓶。废塑料进厂后经过清洗、提纯、切片、造粒等流程,可以被加工为不同品级的PET瓶片和粒子,销往PET工业及非食品级PET造瓶等,然后被广泛用于纺织、家电、汽车等领域,据威立雅华菲方面介绍,再生塑料的生产过程产生的碳排放量只有原生塑料的约1/30。

再生的PET瓶片可应用于制造衣物、洗发水瓶、口红外壳、鞋子等,再生的PP瓶片则可应用于制造汽车的仪表盘、安全座椅和保险杠等。威立雅华菲称,目前该公司95%的可再生PET瓶片应用于衣物的聚酯纤维中,其产品终端合作伙伴包括耐克、阿迪达斯、联合利华、宝洁和欧莱雅等。

根据《2019年中国再生塑料行业发展现状》显示,中石化、SABIC等石化巨头以着手对塑料废弃物热解油化技术研发,相关生产装备有望实现工业化生产。塑料废弃物热解油化新技术的产油率可高达80%,实现“石油-新塑料-塑料废弃物-塑料油-新塑料”的塑料循环经济闭环式产业链。

此外,废旧橡胶也是类再生技术相对成熟的可回收垃圾。废旧轮胎、废旧胶管胶带、废旧胶鞋等废旧橡胶制品在再生橡胶制造商的加工处理下,一方面可回归橡胶工业作为原料使用,另一方面也可成为建筑材料、汽车内饰材料等非橡胶工业原料。根据沙利文研究院数据,我国再生橡胶的产量在2017年就占据全球总产量的73%左右,是再生橡胶工业最发达的国家之一,预计在2022年产量将达到631万吨,市场规模将达到760.5亿元。如南通回力、金蔚科技等再生橡胶行业头部企业已构建了相对完善的橡胶循环利用产业链和企业生产循环体系。

同时,再生橡胶行业目前正在向胶粉行业转型,与废旧橡胶相比,胶粉生产的再生橡胶在性能和环保性上都具有更大优势,更适合国际化经营。德国化工巨头赢创在去年的国际橡塑展上推出了一款废胶粉的加工助剂产品卫塔耐。废胶粉在经过加工处理后可做成橡胶地板、垫子、橡胶沥青等。赢创方面告诉第一财经记者,每1吨轮胎可以得到700公斤~800公斤的废胶粉,每1万平方米的卫塔耐改性胶粉沥青路面大约可消耗15吨~55吨废旧轮胎。

还有生物可循环资源用于农业的案例。在上海电气环保集团副总裁张学林看来,从前处理固废的主要方式是填埋,但这只能做到控制污染源,但是并不能实现“三化”,也就是无害化、减量化和资源化,因此并不能最终解决环保的问题。

以农林废弃物为例,以前北方的产粮大省面临一个非常棘手的问题,那就是秸秆焚烧,秸秆烧完之后的草灰会对大气产生非常严重的污染,玉米和水稻秸秆如果露天堆放,自然发酵后的渗滤液也会污染环境。因此,上海电气环保集团在崇明建设了一个农业废弃物资源化利用项目,首先收集玉米、水稻的秸秆,以及周边养猪场的猪粪,然后通过干湿厌氧发酵进行耗氧堆肥,最终制成高品质的有机肥,形成了物质上的循环。

“这个项目一年可以处理约7万吨的猪粪,资源化利用超过3万吨秸秆,一年可产生500万度以上电量及3万吨左右的高品质有机肥。”张学林介绍,崇明岛的项目是和养猪场配套建设的,通过管道输送猪粪,既可以避免二次污染,同时也降低了运输成本,未来上海电气环保集团还将继续推广复制崇明岛的模式,应用到更多地区。

天眼查专业版数据显示,我国共有超59万家经营范围包含“垃圾、废品”的企业(下称“垃圾处理相关企业”),其中逾70%相关企业为有限责任公司。另外,注册资本在100万以内的相关企业占比为33.02%,超过1000万的相关企业占比为30.02%。从地域分布来看,我国垃圾处理相关企业主要集中在华东地区,其中山东省的相关企业数量最多,超过6.6万家,占了全国相关企业总量的11.36%。河北省和江苏省位居第二、三位,都拥有接近5万家的垃圾处理相关企业。自2017年起,我国垃圾处理相关企业总量每年以超过20%的增速迅猛增长。其中2019年增速高达到29.17%,增速为历史之最。2020年新增相关企业超14.8万家,年度注册增速达25.9%。垃圾处理与相关产业大有可为。

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