重新定义塑料:封闭循环回收的神奇应用

2020 年 3 月 31 日

即便是在日本于 2001 年颁布《家用电器回收法》之前,三菱电机已经在回收行业取得了长足的进步。其中最为人称道的成就之一是从二手家用电器中获得的高质量塑料回收率达到 80% ——这是构建更可持续社会的众多举措之一。下文将介绍三菱电机项目是如何将回收率从仅仅 6% 大幅提高到当前标准的。

塑料相关的问题

近年来,许多人日益认识到可持续实践对社会的重要性,进而促使人们广泛提高了社会意识以及积极保护环境。但是,这一开拓性的可持续发展推动力最初是在哪里出现的?时间往回追溯到 30 多年前、20 世纪 80 年代中期的德国;德国是可持续发展领域的先驱。当时德国人民日益关注废物处理和环保工作,因此德国成为了首个颁布法律以限制废物产生的国家。

其他国家和地区也很快施行了类似的政策。然而,日本直到 1991 年才首次颁布法律,鼓励使用再生材料。现在,世界各地的实体正在各自环境下采取具体行动,从基层活动到先进技术,大家都希望建设一个更加可持续的社会。全球已达成共识,即公司对实施可持续实践负有社会责任。因此,环保政策是在行业层面执行的。

在日本 2001 年颁布《家用电器回收法》之前,三菱电机将行业层面的环保政策作为保护环境的一项基本商业惯例。三菱电机采用了多种方式将其付诸实践。其中之一便是 1999 年对二手家用电器实施了严格的回收——这在当时是全新的尝试。自此,三菱电机持续推动技术发展。2010 年,三菱电机启动了高质量塑料回收计划,标志着可持续实践工作进入了一个新阶段。在该计划中,三菱电机收集和回收二手家用电器中的塑料,并将其重新用于制造新零件。

塑料回收流程

然而,塑料回收的流程并不简单,这一点需要牢记。使用回收塑料的方法有两种。第一种是在“降级”产品或简单产品(如衣架)中使用回收塑料,设计和耐用性不是这些产品的考虑因素。第二种方法是在高质量产品中使用与全新塑料等质的回收塑料。三菱电机认为第二种方法才是最具有现实意义的塑料回收。公司致力于实现这一理想,并在两个内部回收中心展开工作:超循环系统 (HCS) 和绿色回收系统 (GCS)。

超循环系统中心建于 1998 年。在回收流程的第一步,员工会拆卸电冰箱、洗衣机、空调和电视机等二手电器。电器中的金属和塑料部件将会被打磨和粉碎。虽然超循环系统的建立本身开创了回收行业的先河,但是在一段时间内,由于细颗粒分离的挑战,工厂仅成功回收了 6% 的已处理部件塑料。因此,在这种情况下,如果回收了 120 台空调设备,处理后的材料仅可再生产 7.5 台空调。这也正是绿色回收系统的切入点——经过 10 年的规划和开发,三菱电机于 2010 年建立了该工厂,以期在回收流程中大幅度改善高质量塑料回收。

Yasuto Iseki 是超循环系统和绿色回收系统的创始人之一,现在任职于三菱电机的生活环境和数字媒体设备集团。他在回顾这段历史时说道:“在这两个工厂建立之前,日本有针对其他垃圾的废物处理服务,如回收铁,但是没有针对塑料的类似服务。三菱电机制造的产品,如空调和冰箱等,需要使用大量塑料。在这种情况下,我们有义务履行我们的社会责任,回收这些材料。这两个工厂就是实现这一目标的一个解决方案。”

这一流程让三菱电机能够获取二手产品,提取高质量塑料并再次应用于新产品。他说道:“虽然业界都在关注封闭循环式回收,但三菱电机是唯一真正实施此类系统的公司。在家用电器行业中,您找不到其他公司像我们一样应用这项技术。这一理念非常新颖,许多人是通过我们的技术才第一次认识到这一理念。”

当前发展状况

超循环系统以现有技术为基础,而野心勃勃的绿色回收系统则没有前代技术作为发展基础。不过,三菱电机充分致力于技术进步以实现可持续发展,并开展了一项前所未有的活动:从各个内部中心获取设备和材料技术以启动项目。自此,公司建立了示范实验室,并开始了艰难的原型测试过程,然而进展甚微。回顾最初的阶段,Iseki 说,虽然这是一条艰难的道路,但是努力和奋斗让所有的艰辛都更加值得。

在绿色回收系统中,员工从家用电器中提取出高质量塑料,然后将其分解为三种主要成分:聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯 (PS) 和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 (ABS)。在这方面发挥重要作用的两个因素是自然浮力和静电。首先是浮力;三菱电机采用了专有工艺,将细颗粒塑料放入水中。比水重的聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物会自然下沉,而聚丙烯在漂浮在水面上,方便进行提取。此外,公司还采用了称为跳汰选的方法来更精确地收集聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物;借助专用的跳汰分选机,工程师可以更轻松地分离出混合化学物以及较重的混合物。接下来,为了分离聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物颗粒,工程师会在滚筒中搅拌这些颗粒以产生静电。聚苯乙烯自然地被正电荷吸引,而丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物被负电荷吸引。因此对这两种塑料颗粒施加电压可以进一步将其分离开。

三菱电机还开发了一项专利技术:利用 X 射线清除杂质。这一技术能够去除塑料材料中的溴化阻燃剂(欧洲禁用物质)和玻璃纤维。结合使用此项技术和上述提取技术,高质量塑料的回收率从 6% 跃升至 80%。回收的高质量塑料与新电器的质量相当,且依然保持着设计感和耐用性,因此回收量的增加是非常令人惊叹的。顺便提一句,如果将这一比率应用于前面提到的 120 台空调组,那么原本的 120 台空调可再生产 96 台新空调。

质量-数量平衡

虽然这一数值的激增可以说是公司的一个巨大里程碑,但是 Iseki 始终关注未来。他表示:“虽然它是高精塑料,但它仍然是再生塑料。这意味着我们在设计和功能方面依然面临挑战。而这就是我要解决的下一个问题。人们还认为,再生塑料必须遵循传统的“质量与数量”的权衡,即在回收流程中追求更高纯度的塑料就意味着能够回收的塑料数量较少。因此,我们未来的目标是大量回收高质量塑料。”

他进一步指出:“我认为我们需要实现技术突破才能达成这一目标——我们不可能在一夜之间就取得显著成果。在塑料回收流程的每一步中,对技术进行持续的细微修是唯一途径。”他对于这一自我设定的目标坚定不移。他的话语也暗含着三菱电机的长期愿景——质量第一,利润第二。毫无疑问,这些努力必将引领社会朝更加可持续的方向发展。

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