PET 중합이란 무엇인가요?
화학적 재활용 또는 분자 재활용이라고도 하는 PET 해중합은 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET) 폐기물을 화학 반응과 적당한 열로 처리하여 PET의 화학적 전구체(모노머)를 생산하는 것입니다. 이는 오염된 PET 폐기물 흐름에 대한 가장 유망한 수명 종료 솔루션이며, 다음과 같은 다양한 임박한 재활용 함량 요건 충족하는 데 필수적입니다.
배경:
선도적인 PET 해중합 개발업체들은 상당한 규모의 실증에 도달했지만, 저품질 PET 폐기물의 가용성이 상업적 실행 가능성을 제한하고 있으며, 현재의 노력은 주로 잠재적 폐기물 공급 원료의 범위를 확대하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 저품질 PET 폐기물 공급망 개발의 성공 여부에 따라 배수 경제 또는 규모의 경제를 통한 기술 상용화 방식과 기업 폴리머 제조업체 또는 중소기업, 기존 폐기물 관리 회사 중 누가 기술을 소유할지가 결정될 것입니다.
PET 해중합 개발업체는 수행하는 화학 반응의 유형에 큰 차이가 있으며, 반응을 가속화하기 위해 사용하는 방법에는 몇 가지 작은 차이가 있습니다. 사용되는 화학 반응 유형에 따라 PET 해중합 환경을 가수분해, 메탄분해, 해당분해의 세 가지 카테고리로 분류합니다. 참여자들은 전 세계(미주, EMEA, 아시아 태평양)에 걸쳐 있으며 주로 중소기업과 연구 기관으로 구성되어 있지만, 기업들은 내부 기술 개발과 합작 투자를 통해 더 많이 참여하기 시작하고 있습니다.
이러한 환경에 대한 포괄적인 개요를 제공하기 위해 기존 연구 범위와 함께 다양한 Lux 데이터 도구를 활용하여 관련 조직 목록을 작성했습니다. 이 정보는 주요 트렌드를 정의하고 시장 참여 및 진입을 원하는 사람들을 위한 기회를 파악하는 데 도움이 됩니다.
미주와 유럽/중동/아프리카 지역이 기업 및 중소기업 활동을 주도하고 있지만, 연구 기관의 비중이 점점 커지고 있습니다.
10년 전만 해도 아시아 태평양 지역(주로 중국)에서 토레이, M&G 케미칼, 절강 지아렌 신소재와 같은 개발업체를 중심으로 PET 해중합이 가장 인기 있었지만, 낮은 불순물 허용치와 폐기물 발생으로 인해 성공에 걸림돌이 되었습니다. 오늘날 대부분의 상용화 노력은 미주와 EMEA에서 이루어지고 있지만, 특히 가수분해 기반 공정에 대한 아시아 태평양 지역의 연구가 최근 몇 년 동안 크게 성장하고 있습니다. 이러한 연구의 대부분은 촉매의 기능을 개발하고 개선하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 아시아 태평양 지역의 노력 덕분에 가수분해가 전체 연구 활동을 주도하고 있지만, 상업화 노력은 세 가지 기술 접근법 사이에 비교적 고르게 분포되어 있습니다.
개발 초점은 대규모 운영을 지원하기 위해 실행 가능한 폐기물 공급 원료의 범위를 확장하는 방향으로 전환되었습니다.
선도적인 PET 해중합 개발업체들은 이 기술이 고순도 모노머를 생산하면서 비교적 짧은 시간(6시간 미만)에 심하게 오염된 PET 폐기물을 처리할 수 있다는 것을 입증했지만, 폴리에스테르 카펫 폐기물과 같은 틈새 저품질 PET 폐기물 공급원에 의존해 공정을 공급해 왔습니다. 2019년 업계에서는 PET 해중합이 현지에서 사용 가능한 소수의 폐기물에 계속 의존하여 대규모가 아닌 분산된 방식으로 확장될 것으로 예상했지만, 최근의 활동은 PET 해중합이 포장재와 (더 중요한) 섬유 폐기물을 활용하여 100,000tpa 이상의 운영을 가능하게 할 수 있음을 시사합니다. 섬유 폐기물을 사용하는 데 걸림돌이 되는 것은 PET 해중합을 방해할 수 있는 유일한 물질 중 하나인 폴리콘덴세이트(나일론)의 오염인데, 이는 수작업 분류를 통해 식별하기가 매우 어렵습니다. 아이오니카와 같이 다량의 폴리콘덴세이트 오염을 수용할 수 있는 공정을 개발하는 것은 기술적으로 가능하지만, 대부분의 개발자는 자동화된 분류 장비를 활용하는 고급 전처리 공정에 의존할 것입니다.
상업적 규모의 운영이 가능해지면 개발은 규모의 경제 접근 방식으로 전환될 것입니다.
임박한 몇 개의 100,000톤 이상의 증설이 성공적으로 이루어지면 시너지 효과가 있는 다운스트림 자산을 보유한 대기업(PET 제조업체)이 라이선스 및 합작 투자 계약을 통해 PET 해중합 기술 자산을 인수하기 시작하고 스케일업을 주도하게 될 것입니다. 이들은 우월한 자산을 활용하여 빠르게 규모를 확장함으로써 BOO(Build, Own, Operate) 비즈니스를 추구하는 중소기업을 앞지르고 현재 플라스틱 열분해에서 벌어지고 있는 것과 유사한 역학 관계로 전략을 변경하도록 강요할 것입니다. 그렇다면 이러한 기업들은 저품질 PET 폐기물에 대한 접근성(또는 강력한 운송 네트워크), 해중합 제품에 부합하는 기존 PET 제조 자산, 강력한 지방 정부의 지원을 받을 수 있는 위치를 찾으려 할 것입니다.
가수분해:
가장 널리 사용되는 해중합 경로인 가수분해는 수산화나트륨과 물을 사용하여 PET에서 산화 환원 반응을 유도하여 테레프탈산(TPA)과 (모노)에틸렌글리콜(MEG) 모노머로 분해하는 방식입니다. TPA와 MEG는 오늘날 PET 생산에 가장 많이 사용되는 모노머로, 가수분해 개발자가 제품을 오픈 마켓에 판매할 수 있게 해줍니다. 가수분해는 다른 방법보다 유해한 폐수를 더 많이 생성하는 경향이 있으며, 이것이 인기가 떨어지는 이유입니다. Gr3n Recycling과 같은 일부 개발자는 유체를 여러 번 재활용할 수 있다고 주장하지만, Loop Industries와 같은 다른 개발자는 반응 유형을 전환한 후 훨씬 더 큰 성공을 거두었습니다.
메탄 분해:
가장 대중적이지 않지만 가장 유망한 해중합 경로인 메탄 분해는 메탄올을 사용하여 PET에서 에스테르 교환 반응을 유도하여 디메틸 테레프탈레이트(DMT)와 MEG 모노머로 분해하는 방법입니다. PET 산업은 지난 10년 동안 공정 및 환경적 이점으로 인해 DMT에서 TPA로 전환했지만, 소수의 시설에서는 여전히 DMT 기반 공정을 사용하고 있으며, 일반적으로 개발자는 올바른 유형의 PET 제조업체와 다운스트림 오프 테이크 계약을 체결해야 합니다. 메탄올 분해는 일반적으로 유해한 폐수를 생성하지 않지만, 경제적으로 실행 가능한 운영을 위해서는 메탄올을 고효율로 회수해야 합니다.
당분해:
가장 널리 사용되는 해중합 경로인 당분해는 MEG를 사용하여 PET에서 에스테르 교환 반응을 유도하여 비스(2-하이드록시에틸) 테레프탈레이트(BHET) 모노머로 분해합니다. BHET는 PET 수지 생산 중간에 형성되는 화학적 중간체로, 공정 변경 후 이 PET 생산 단계에 직접 첨가할 수 있으며, BHET에 물을 첨가하면 TPA와 MEG가 생성됩니다. BHET는 TPA 또는 DMT 기반 PET 제조 도중에 첨가할 수 있지만, PET 제조업체에서 직접 사용하지 않기 때문에 개발자는 공정을 수정하려는 PET 제조업체와 다운스트림 오프 테이크 계약을 체결해야 합니다.
#럭스테이크:
식품 등급의 재활용 PET에 대한 필요성으로 인해 소비재 포장재 업계에서 PET 해중합 공정에 대한 관심과 자금이 크게 증가하고 있습니다. 많은 PET 제조업체가 해중합 개발업체와 오프테이크 계약을 맺고 있지만, 소유권 수준은 임박한 대규모 확장의 성공 여부에 따라 크게 좌우됩니다. 궁극적으로 누가 해중합 기술을 소유하든 간에 이 기술은 장기적으로 성공할 것으로 예상됩니다.
대규모 PET 해중합 작업을 지원하려면 폐기물의 가용성, 기존 자산과의 시너지 효과, 지방 정부의 지원이 모두 필요합니다. 이 기술이 플라스틱 열분해와 같은 모든 상황에 적합한 것은 아니지만, 이러한 시너지 효과가 있는 제조 고객들이 탐색할 가치가 있을 만큼 개발이 초기 단계에 있습니다. 기업은 해중합의 대규모 실행 가능성을 나타내는 주요 지표로서 지속적인 확장 노력을 모니터링해야 합니다.