绿色新质生产力｜循环再生技术助力纺织和塑料行业减排
2024年12月04日
绿色创新发展研究院iGDP
近年来，废旧塑料和废旧纺织品的回收与再利用问题引起了社会的广泛关注，该行业面临回收率低、处理技术滞后和产业链不完善等挑战。当前，我国已经出台多项政策推动废旧塑料和纺织品的循环利用，力求到2030年建立更为完善的回收体系。
在此背景下，化学法和酶解法循环再生技术正成为推动行业绿色转型的关键技术，能够在降低能耗、减少环境污染的同时，实现高效的废旧塑料和纺织品的再利用，代表了纺织和塑料行业的新质生产力，未来发展潜力巨大。
01 纺织和塑料回收利用需求迫切
2022年我国产生废旧塑料超过6000万吨 ，废旧纺织品产生量约为2200万吨，而废旧塑料回收率仅为30%，废旧纺织品回收量率仅为18%1。到2035年，中国塑料制品年产量将达到1.55亿吨，如果其中循环利用率达到30%，将使我国废塑料总体材料化回收利用率达到60%以上，每年通过循环将减少塑料垃圾近3600万吨，相比于废塑料焚烧，将减少二氧化碳排放2232万吨2。
图1 服装消费全生命周期碳排放分布
图源：佳人新材料及麦肯锡咨询
02 政策措施和力度强化
2022年4月，国家发展改革委、商务部、工业和信息化部联合印发《关于加快推进废旧纺织品循环利用的实施意见》，要求到2025年，中国废旧纺织品循环利用体系将初步建立，循环利用能力大幅提升，废旧纺织品循环利用率达到25%，废旧纺织品再生纤维产量达到200万吨。到2030年，建成较为完善的废旧纺织品循环利用体系，废旧纺织品循环利用率达到30%，废旧纺织品再生纤维产量达到300万吨。
2024年2月，国务院办公厅印发了《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》[国办发〔2024〕7号]，文件提出要鼓励废塑料等再生资源精深加工产业链合理延伸，并支持现有再生资源加工利用项目绿色化、机械化、智能化提质改造。
03 循环再生技术推动节能减碳
中国纺织行业与塑料行业在循环再生技术领域的变革性突破，正成为实现行业节能减碳的关键驱动因素之一。
目前，废旧纺织品与废旧塑料的回收再生方法主要有机械法、物理法、物理化学法、化学法等回收再利用技术路径。其中，机械法和物理法占主流地位，经化学法循环再生技术处理的废旧纺织品仅占废旧纺织品处理量的1%。
机械法和物理法需要复杂的预处理，导致能耗较高、成本居高不下和环境污染风险大等问题。化学法循环再生技术预处理简单，整体能耗较低。酶解法再生循环技术是目前对环境最友好和效率最高的解决方案，能够快速分解各类复杂废弃聚酯。
化学法循环再生技术目前是国内循环再生技术研发主流方向，已经有多家国内企业初步实现了工业化生产。同时，包括中国在内的多个国家在研发酶解法再生循环技术，目前在我国仅有一家公司实现了工业化生产。
表1 物理法、化学法与酶解法的特点比较
资料来源：参考专塑视界3
04 化学法循环再生技术特点与案例分析
技术特点与减排潜力
化学法循环再生技术通过水解法和醇解法分解聚合物链，并还原成原始的单体或其他可再利用的化学物质，主要用于处理聚酯类纺织品/塑料（如PET，聚对苯二甲酸乙二酯）。
相比原生材料，从摇篮到坟墓的全生命周期来看，化学法循环生产技术路径可实现60%-70%碳减排效果4。根据LCA报告数据，利用废旧纺织品回收再生的聚酯与用石油制备的聚酯原料相比，佳人新材料公司利用化学法循环纺织品生产技术路径下，每生产一吨再生聚酯纤维产品，可减少1.55吨二氧化碳排放，减少1.9吨标煤的能源损耗2。
进一步创新实践
现有主流化学法循环再生技术也面临着技术难度高、需要高温高压环境等挑战，仍有更多节能减排潜力待开发。目前，浙江省佳人新材料公司正在研发新的化学法再生聚酯纤维，使得染整阶段实现98摄氏度条件下的的常温常压染色。常温染整新聚合物产品已开展了两年的内部测试，未来将有更多供应链下游企业共同参与该技术的研发与测试5。
图2 佳人化学法循环工艺流程
图源：浙江省佳人新材料公司
应用案例
东华大学王华平教授联合宁波大发化纤有限公司、嘉兴海盐海利环保纤维有限公司、江苏优彩环保资源科技股份有限公司等企业，实现了化学法再生聚酯纤维产业化生产的突破。如今，该项目建成了世界最大的再生聚酯纤维生产基地，每年生产30万吨废纺再生短纤、15万吨瓶片及再生长丝和7.5万吨低熔点/再生聚酯复合短纤。6
05 酶解法循环再生技术特点与案例分析
技术特点与减排潜力
酶催化解聚技术能够在较温和的条件下（如常温或中低温）快速促进PET的降解，近年来成为全球循环再生技术研发的热门方向。其中，法国Carbios公司的酶生物回收工艺已取得专利，可使各种 PET制品分解回收成与油制聚烯烃性能相同的食品级 rPET，回收率高达95%，且速度极快。据评估，法国Carbios公司的酶解聚技术与传统原生PET生产相比，二氧化碳排放量可减少90%。具体来说，每生产1公斤生物回收PET，仅产生0.28公斤的二氧化碳当量，而生产1公斤原生PET则会产生2.9公斤的二氧化碳当量。7
图3 法国Carbios公司的酶生物回收产线
图源：法国Carbios公司
进一步创新实践
中国科学院微生物研究所团队研发了具有平衡的热稳定性和水解能力的 PET 水解酶（TurboPETase），该酶可以在50°C–65°C的温度范围内，在8小时内几乎完全降解消费后的PET瓶，有效解决了残留不可生物降解PET废物的难题8。
应用案例
源天生物是国内首家酶解法循环再生纤维生产商。自2022年10月成立以来，源天生物已实现300吨/年的r PTA产品产能释放。2023年，源天生物完成了由英诺天使独家投资的天使轮融资。2024年8月，源天生物宣布完成了Pre-A轮融资，本轮投资方为JHT Homewares CO.,LTD，旨在推动生物酶法再生聚酯的全产业产业化进程。
06 循环再生技术方兴未艾，资金支持力度有待加强
化学法循环再生和酶解法循环再生技术在处理废旧纺织品/塑料过程中的应用，代表了纺织/塑料行业的新质生产力，充分体现了技术创新、绿色可持续、智能制造和高附加值等特征。随着研究深入与大规模应用，两种循环再生技术在减排方面的巨大潜力有望得到更充分的挖掘和实现。
中国纺织业和循环再生塑料产业主要集中在浙江、河北、江苏、广东、江苏、山东等省份，其中浙江省已形成若干循环再生纺织产业集群。未来，建议在以上重点省份开展化学法与酶解法循环再生技术的重点研发与应用，并强化政策支持。
国际上，对化学循环再生技术和酶解法循环再生的开发普遍采用风险投资等资金支持方式，这不仅促进了技术的快速发展，也加速了其产业化进程。相比之下，中国在化学循环再生技术和酶解法循环再生技术的资金支持方面还有较大的提升空间，建议针对重点技术研发和应用企业提供税收优惠、增加资金扶持、拓宽融资渠道、创新绿色金融等政策，以推动化学法循环再生技术在国内的快速研发和大规模应用。
[1] 中国物资再生协会、华经产业研究院。https://www.163.com/dy/article/ISGMPKG005387IEF.htm
[2] 佳人新材料公司根据英国“环境资源管理”(ERM)集团公司及麦肯锡咨询——《Scaling textile recycling in Europe–turning waste into value》（扩大欧洲的纺织品回收利用——变废为宝）数据核算。
[3] https://zshq.zuiyouliao.com/zixun/detail-0675838df7964481b761d162dc82c00a.html
[4] 麦肯锡.《Scaling textile recycling in Europe–turning waste into value》（扩大欧洲的纺织品回收利用——变废为宝）. 2022.
[5] 佳人新材料。
[6] 纺织经济信息网. 东华教授用高科技“唤醒”2亿吨废旧纺织品.[EB\OL].http://news.ctei.cn/Technology/gndt/201909/t20190917_3927936.htm
[7] 法国Carbios公司
[8] Cui, Y., Chen, Y., Sun, J. et al. Computational redesign of a hydrolase for nearly complete PET depolymerization at industrially relevant high-solids loading. Nat Commun 15, 1417 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45662-9