플라스틱 열분해(화학적 재활용, 열/촉매 분해, 열분해라고도 함)는 플라스틱 폐기물을 불활성 대기에서 더 작은 분자로 분해하는 것으로, 고도로 혼합되고 더럽고 골치 아픈 플라스틱 폐기물 흐름에 대한 가장 유망하고 성숙한 최종 처리 솔루션입니다. 몇몇 플라스틱 열분해 개발업체는 상당한 수준의 실증 규모에 도달했지만 성공적인 상업적 운영에 필요한 1억 달러 이상의 자본을 조달할 수 없거나 조달할 의사가 없습니다. 그 결과, 석유 및 가스(O&G) 업계는 지속 가능한 소재에 대한 수요 증가에 대응하기 위해 선도적인 개발업체와 라이선스 및 합작 투자 계약을 통해 규모 확대를 주도하기 시작했습니다.
플라스틱 열분해는 전체 수율과 숯 생산에 영향을 미치는 처리 온도, 제품의 구성과 무게에 영향을 미치는 촉매 사용, 제품의 구성과 무게에도 영향을 미치는 대상 폐기물 흐름에 따라 여러 가지 변화가 있습니다. 이러한 요인에 따라 플라스틱 열분해 환경을 열분해, 촉매 열분해, 폴리스티렌 열분해의 세 가지 범주로 분류합니다. 참여업체는 전 세계(미주, EMEA, 아시아 태평양)에 걸쳐 있으며 중소기업, 연구 기관, 대기업이 비교적 고르게 분포되어 있습니다. 이러한 환경에 대한 포괄적인 개요를 제공하기 위해 기존 취재 범위와 함께 다양한 Lux 데이터 도구를 활용하여 관련 조직 목록을 작성했습니다. 이 정보는 주요 트렌드를 정의하고 시장 참여 및 진입을 원하는 고객을 위한 기회를 파악하는 데 도움이 됩니다.
- 유럽-중동-아프리카 지역에서 기업 및 중소기업의 활동이 가장 활발하지만, 아시아-태평양 지역의 비중도 점점 커지고 있습니다. 플라스틱 열분해 기술을 개발하는 많은 중소기업, 연구 기관 및 기업이 EMEA 또는 미주 지역에 기반을 두고 있지만, 연료 제품 촉매 열분해에 중점을 둔 중국에서의 연구 활동도 꾸준히 증가하고 있습니다. 서유럽과 동유럽 및 미국은 상업적 규모의 확장을 위한 첫 번째 목표입니다.
- 최근 몇 년간 석유 및 가스 업계의 참여로 인해 저유가에도 불구하고 개발 초점이 증기 분해성 열분해 오일로 옮겨가고 있습니다. 초기의 플라스틱 열분해 개발자들은 바이오매스 열분해에 기원을 두고 있기 때문에 연료만을 대상으로 했지만, PVC와 PET를 제외하면 플라스틱 열분해를 통해 원유와 유사한 제품을 생산할 수 있어 업그레이드 후 증기 분해를 통해 다양한 지속 가능한 석유화학 제품으로 다운스트림 정제가 가능해집니다. 업그레이드된 열분해 오일의 가격이 배럴당 90달러가 넘는 등 원유에 비해 경쟁력이 떨어지지만, O&G 투자자들은 이 분야의 개발을 계속 추진하고 있습니다. 폴리에틸렌(PP) 및 폴리프로필렌(PE)과 같은 폴리올레핀을 열분해하면 알칸 및 알켄 지방족 오일, 폴리염화비닐(PVC)은 문제가 되는 염화수소 및 방향족 오일, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 축합 폴리머는 산소 함량을 추가하고 방향족 오일, 폴리스티렌(PS)은 방향족 오일을 생산합니다.
- 플라스틱 열분해에 대한 규제가 다가오고 있습니다. 열분해는 지속 가능할까요? 이 질문에 대한 답은 각 지역에서 플라스틱 열분해의 실행 가능성을 결정하는 가장 큰 요인이 될 것입니다. 열분해는 가장 일반적인 소각 방식보다이산화탄소 배출량이 적지만, 에너지 회수를 통한 소각과 거의 비슷합니다. 더 나쁜 점은 열분해는 매립이나 상대적으로 저렴한 석유를 사용하여 1차 플라스틱을 생산하는 것보다CO2 발자국이 더 크다는 것입니다. 이러한 지속가능성 문제는 일반 소각을 대체할 기회가 많고 연료 규제가 덜 엄격한 중국이나 폐기물 축적과 재활용률을 높이고자 하는 욕구가 더 큰 채택 동인이 될 가능성이 높은 일본에서는 문제가 되지 않을 것입니다. 그러나 유럽과 같은 다른 지역에서는 열분해를 지속 가능하게 사용하는 방법에 대한 문제가 주요 걸림돌이 될 가능성이 높습니다. 열분해의 문제가 되는이산화탄소 배출량과 이를 다시 플라스틱으로 전환하기 어렵다는 점 때문에 규제 당국의 우호적인 대우와 잠재력이 제한될 가능성이 높습니다.
- 열분해. 가장 널리 사용되는 플라스틱 열분해 방식인 열분해는 열과 압력을 이용해 사슬 말단 및 무작위 분해를 유도하여 단일 탄소 가스(메탄)에서 C35+ 왁스까지 다양한 중량의 제품 스트림을 생성합니다. 열분해의 수율은 반응 온도에 따라 결정됩니다: 저온 열분해(약 400°C)는 "저속 열분해"라고도 하며 상대적으로 체류 시간이 길고 수율이 높은 반면, 고온 열분해(약 700°C)는 일반적으로 공급 원료의 표면적을 늘리기 위해 추가 전처리 단계가 필요하고 체류 시간이 훨씬 짧으며 숯 생산량이 많아 수율이 낮습니다. 대부분의 개발자는 저온과 고속 열분해의 중간 정도에 속하며 저온 공정에 더 많은 비중을 두고 있습니다. 열분해는 증기 분해 정제에 가장 적합한 열분해 오일을 생산합니다.
- 촉매 열분해 . 가장 다양한 형태의 플라스틱 열분해로, 열과 압력을 이용해 촉매에 의해 제어되는 사슬 말단 및 무작위 분해를 유도하여 상대적으로 좁은 무게 분포를 가진 제품 스트림을 생성하고 경우에 따라 벤젠, 톨루엔, 자일렌(BTX)과 같은 특정 분자를 생성합니다. 촉매 플라스틱 열분해에는 ZSM-5, HZSM-5, FCC와 같은 다양한 합성 촉매가 사용되어 왔지만, 높은 비용으로 인해 한계가 있었습니다. 최근 자연적으로 발생하는 제올라이트 촉매가 저렴하면서도 효과적인 대안으로 주목받기 시작했습니다. 촉매 열분해는 BTX나 옥탄가가 높은 휘발유와 같은 특정 제품 스트림을 생산하는 데 가장 적합하지만 생산 비용 증가를 극복하는 데 어려움을 겪고 있습니다.
- 폴리스티렌 열분해. 폴리스티렌 공급원료에 대해 특별히 수행되는 열분해, 즉 폴리스티렌 열분해는 대형 폴리스티렌 제조업체가 제품의 수명을 다한 솔루션을 제시하기 위한 마케팅 도구로 사용되고 있으며, 이에 대한 환경 반대가 점점 더 커지고 있습니다. 폴리스티렌 전용 폐기물의 열분해는 에너지 투입량을 약간 낮출 수 있지만, 폴리스티렌 전용 폐기물의 장기적인 가용성은 기껏해야 모호합니다. 폴리스티렌 열분해는 특수 장비를 사용하지 않으므로, 혼합 플라스틱 폐기물을 다루지 않는 개발자는 폴리스티렌 열분해가 불가피하게 실패한 후 보다 종합적인 폐기물 솔루션으로 쉽게 전환할 수 있습니다. (참고: 파이웨이브(Pyrowave ) 및 리바이탈 폴리머(ReVital Polymers) 등이 개발 중인 폴리스티렌 해중합 기술은 근본적으로 다르지만, 결국 폴리스티렌 열분해를 제한하는 동일한 공급 원료 병목현상으로 인해 어려움을 겪을 것입니다.)
최근 몇 년 동안 O&G 업계가 자체적으로 지속 가능한 옵션을 시장에 출시하기 위해 분주하게 움직이면서 플라스틱 열분해에 대한 관심과 자금이 폭발적으로 증가했습니다. 현재 거의 모든 주요 기업이 열분해에 참여하고 있으며, 대부분 10만 톤 이상의 투입 시설을 적극적으로 건설하거나 자금을 조달하고 있지만, 매우 낮은 원유 가격은 열분해 오일을 화학 물질로 전환하는 가치 제안에 크게 부정적인 영향을 미치고 있습니다. 그 결과, 많은 O&G 기업들은 이러한 가격 상승을 상쇄하기 위해 열분해와 원유 스트림을 혼합하는 질량 균형 접근 방식을 계획하고 있습니다.
지속 가능한 소재에 대한 수요는 여전히 강하고 O&G 업계는 소재 및 화학 제품 시장에서의 우위를 유지하기 위해 새로운 제품 흐름을 개발해야 하지만, 플라스틱 열분해의 공정 경제성은 중립적인 규제 환경에서 경쟁할 수 있을 만큼 강력하지 않습니다. 따라서 열분해에 대한 규제가 다가오고 있습니다. 과연 열분해가 지속 가능한 폐기 솔루션으로 간주될 수 있을까요? 플라스틱 열분해의 장기적인 성공을 결정짓는 가장 큰 요인이기 때문에 관심 있는 사람들은 이 논쟁에 주의를 기울일 필요가 있습니다.