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‘城市油田’开发者,赋予塑料垃圾新生命:专访牛津可持续燃料公司创始人张兆熙博士

HammerWong 2019-05-17 16:07:45

简介

牛津可持续燃料公司(Oxford Sustainable Fuels简称OSF)是基于牛津大学无机化学系 Peter Edwards 院士,张兆熙博士和肖天存博士的发明专利,于2017年经由牛津大学孵化和衍生而来的高科技型企业。

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公司背景

OSF聚焦于以废橡胶和塑料垃圾为代表的“黑白污染”治理及资源化循环再生利用业务,致力于成为全球领先的废旧塑料和轮胎资源化综合利用的先驱企业。企业的核心业务是既可为废弃物(塑料垃圾和废旧轮胎)处理企业提供整体解决方案,也可为已有热裂解设备的废弃物回收企业提供热解产业链升级方案,用创新科技将他们热解设备产出的热解油转化为高品质高附加值的成品燃油。OSF的技术服务宗旨是基于创新科技帮助人类社会彻底解决由塑料垃圾和废旧轮胎导致的污染问题,同时给企业带来高效的经济收益。

基于国际领先的工艺技术,OSF将不断完善产业发展方向,积极推进国际化的商业战略布局和业务规模的全球化扩张。中国市场是OSF实现全球产业化发展的一个重要板块,公司计划于2019年底成立牛津可持续燃料(中国公司),并将产业化重心放在中国,2020年示范项目完成后张兆熙博士会负责公司技术在国内和亚洲市场的产业化推广合作。

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张兆熙(牛津大学博士,牛津可持续燃料公司创始人之一,首席技术官,)

张兆熙博士是牛津可持续燃料公司联合创始人,也是牛津可持续燃料公司董事会成员之一。张兆熙博士在公司内任职首席技术官,带领技术团队进行技术及产品开发,同时参于公司决策制定和战略计划的执行。

本次DoNews也是有专访到OSF的主要负责人张兆熙博士,同时也了解到关于塑料垃圾和废旧轮胎实现资源化处理的全球大趋势。

DoNews:

如今垃圾处理的问题是社会的热门话题,从您的角度来看,塑料垃圾总量给地球带来的污染有多严重,在治理方面又面临着哪些难题呢?

张博士说,塑料的大规模生产是从上世纪50年代开始的,目前全球共生产塑料超过90亿吨,其中有大概63亿吨都成为了塑料垃圾,只有9%被回收,12%被焚烧,另外的79%基本都是被掩埋或者流入到自然环境中,其中包括海洋。63亿吨差不多是2100万架波音747的重量,并且按照这样的速度和规模来看,到2050年,全球大概会累计产生120亿吨的塑料垃圾,所以整个污染体量是非常庞大的。

其实我们日常生活中每天都在不经意间产生大量的白色垃圾,举个贴近生活的例子来说,现在国内的外卖和网购都非常火热,我之前看到一个数据显示说国内每周至少会有4亿份外卖订单,每天因为外卖产生的塑料垃圾数量就有350吨,一年就是12万吨,340座珠穆朗玛峰的高度,仅外卖一项产生的塑料垃圾数量就非常巨大了。还加上网购的垃圾产生数量,2015年一年用的胶带就有20亿平方米,稳居世界第一,这些数字非常触目惊心。

这些大量的塑料垃圾在得不到有效回收和治理后产生的后果是比较严重的,比如产生土地危害,塑料填埋后400年才能完全分解,含氯的塑料会释放出有害的物质到周围的土壤和水源,导致饮用这些水源的动物和人会有健康上的直接影响。还会产生严重的海洋污染,塑料会进入海洋食物链,虽然人类处于生物链最顶端,但是如果最底层生物链受到影响,那么结果也不言而喻。其实塑料微粒的污染已经渗入到人类生活的方方面面,有机构对全球各地14个国家的自来水做了抽样检查,发现平均83%的自来水样品中都含有塑料微粒。这说明我们很可能不经意间就使用了受到污染的水和食物,各种慢性疾病,如癌症等将会因长期饮用含有塑料微粒的水源/食物而提高患病率。这说明整个白色污染问题形势是非常严峻的

对于治理方面的主要难题,张博士认为有两点,一是要健全垃圾分类回收体系;二是选择科学的主流处理方式。

目前国内的垃圾分类回收体系相比较欧洲国家还比较滞后,相关政策有待加强,搭建出一套健全的回收渠道及管控体系能提高废弃物的回收利用率。

当前的主流处理方式它的投入回报率低,所以对投资者驱动力不大。我们现在需要追寻的科学方式是能真正实现废弃物的无害化和资源化处理,同时能给回收处理企业带来高收益。在整个资源再利用环节中,杜绝资源浪费,破坏环境,在废弃物处理过程中不再带来次生污染问题。

DoNews:

针对塑料垃圾的无害化处理,目前全球有哪些方法?哪种方法相对较科学,但是还存在哪些缺陷,可以怎样改进呢?

据了解,全球对废旧塑料的处理方法有材料再生造粒,填埋、焚烧和化学回收(热解,气化等)四种方式。

张博士说这四种处理方式都有各自的局限性和隐患,比如经过多次回收循环的再生塑料品质会大大降低,并且大量劣质废塑料无法用于再生造粒,且浪费水资源,不是终极解决办法。

当然,提高废旧塑料的回收率还是很有必要的,德国、美国和欧洲的废弃塑料平均回收率分别为60%、50%、45%,而中国仅为25%,每年约几千万吨的废旧塑料未被回收利用,直接资源浪费可达数百亿元。

其次主要被采用的方法就是填埋和焚烧,这两种处理方式占很大比重,但是危害也很大。填埋直接增加土地资源的使用压力,中国大量垃圾填埋场容量即将饱和,同时难降解的塑料严重妨碍地下水渗透并产生沼气, 造成二次污染,导致铬和汞等超标,最终对人体健康造成伤害。焚烧的危害就更直接可见了,焚烧过程直接产生有毒有害气体二噁英和颗粒物PM2.5,PM10污染空气。所以这两种处理方式都存在危害性。

出于环保和人类健康的可持续发展角度而言,目前全球所推崇的大趋势是热裂解作为主流处理方式。热裂解是目前全球公认的真正能实现废塑料和废轮胎的无害化、资源化处理的最有效方式且安全环保,高效节能优势突出。。优势突出的热解技术近年来正在受到越来越多的政策支持与行业肯定。

但是,热裂解方式也有痛点,虽然解决了之前提到的三种常规治理存在的环境污染问题,实现了无害化,但是终极热解产品所产生的经济价值却并不高。目前全世界所有经由热裂解处理方式所生产出来的热解油杂质多、稳定性差、应用有限并且经济价值很低,只能作为基础原料油,不能作为主流成品油进入市场。

张博士认为要使废旧塑料垃圾得到真正的高效资源化综合利用,热解处理技术成突破口。

DoNews:

OSF技术作为一项在塑料垃圾和废旧轮胎处理上全球领先的技术,现在已经发展到什么程度了呢?您怎么理解我们的技术产业化之后,在整个石化新能源产业链条当中的角色?

张博士说,大家可能知道当一个实验室成果要实现商业化发展通常是一个漫长的过程,它需要有一个商业可行性和商业可持续性,才能让这种可能变成现实。4年之前这个技术在实验室诞生,经过4年时间的不断论证,沉淀和推动,目前已经在中试和集成工艺包设计的完成过程中。

对于OSF在整个石化能源产业链中的角色定位,张博士说到OSF技术工艺核心是对低质的热解行业进行产业链升级,让热解油实现产品升级。我们要让不可循环使用的塑料垃圾以及废旧轮胎进行经济、高效、环保的资源化利用,把它转变为高质量高附加值的燃油产品或化工原料,带来高效的经济收益,架起废弃物行业与石化行业之间的桥梁,将循环经济理念引入产业链。

OSF的技术解决了塑料和橡胶轮胎污染这一世界难题,提供了石化燃料的替代资源,减少了人们对原油的需求和对垃圾填埋场的依赖,也减少了海洋垃圾。我们OSF的新工艺对于各种废旧塑料热解油都有很好的兼容性,转化率高达95%以上,是对塑料和轮胎废弃物回收循环再利用产业的革新和升级;

DoNews:

在如今的形势下,我们的OSF技术在全球范围内产业化的过程中,有哪些机遇和挑战?尤其是在国内产业化推进的过程中,会面临哪些机遇和挑战?

张博士认为对塑料宣战并不是不用塑料,它也是资源。我们需要依靠科技,探索出高效的综合解决方案, 提高整个回收处理体系的技术和管理水平,同时推广垃圾分类,实现高效的资源化再利用,满足社会发展需要。用高效的解决方案使废塑料变成高品质再生原料, 推动可持续发展。

机遇是市场需求给予的,目前不管是中国还是国际市场都有庞大的塑料和轮胎垃圾处理需求量,这给我们OSF技术的产业化发展提供了一个很好的用武之地。人民生活水平的提高,对生活环境要求的不断提高,解决环境污染问题的社会需求就会变大,这就是最好的市场机遇。

我们认为主要挑战应该是这项技术的市场推广需要时间,因为国内市场相关产业的前瞻性不是很强,同时对新技术的接受速度相对于欧美国家较慢。大家在没有看见经济效益体现之前推广起来可能积极性不高。所以在前期推广阶段需要找到合适的且有前瞻性的产业合作伙伴来进行推广。

DoNews:

对于产业在全球的发展角度可能与国内不同,那么为什么会选择回到中国来进行技术的产业化尝试?能否跟我们分享一下,接下来的3-5年OSF在国内的发展规划呢?

作为目前全球唯一和首个突破了热解技术瓶颈的研发团队,我们的目的就是将废弃物转化为可以再生的资源,高效开发“城市油田”。作为中国人,我希望祖国变得强大,作为科研人员,我希望用科技改善生态环境,实践习近平主席倡导的循环经济和绿色发展。中国是我们实现技术全球产业化的一个重要板块。此外,中国政府近年在相关领域颁布的促进性政策和庞大的市场需求都在驱使我们把OSF技术带回中国落地并全面产业化。

OSF着眼于塑料垃圾的高效资源化利用,我们期待跟国内的塑料垃圾和废旧轮胎处理企业及相关政府部门展开深入合作。计划2020年在多个省市建立产业化示范线,示范线完成后,协同社会各环节资源,与优质的上下游企业展开全面合作,形成完整产业链条,完成全面的产业布局。

同时协助政府减少垃圾填埋,积极推进区域性可持续发展,降低回收服务成本,改善生态环境。与各级地方政府以及大型国有企业合作推广OSF先进技术。希望在未来的5年内,能够实现100条产线,约300万吨的处理产能,解决中国3%-5%的塑料垃圾处理总量。

DoNews:

我们在访问前从多方渠道对您做了一些了解,我们发现您是迄今为止牛津大学个人专利最多的毕业生,能否和我们分享一下您的经验是怎么做到的?另外,牛津大学对您来说是一个怎样的平台呢?

在牛津大学读博的4年多时间里,无机化学院院长Peter Edwards院士是我的博导,同时也得到了牛津大学高级研究员肖天存博士的悉心指导,一直致力于石化新能源以及石化企业节能减排方面的研究,我相信术业有专攻,所以在国外本硕博的这10年时间一直都在化工领域做研究。

当时做这个方面的研究,是因为以前看到过一个由美国教授Hubbert提出的peak oil theory,这个理论延伸出了石油枯竭理论,当时的石油枯竭理论给我留下了深刻的印象,也成了我后来研究石化方向的一个原因。虽然过去的30年世界石油储量和产量一直都在增长,但是毕竟是能源,如果一味的消耗肯定能有消耗殆尽的一天,所以当时的初衷是希望自己能不能做点什么把这个能源消耗周期延长。其实塑料就是从石油中提取的石化产品合成的,如果它们在使用寿命的尽头通过我们的工艺技术被转化成为高品质燃油,变回到它们最原始的状态,然后再被提取和产生其它用途,这样可以说是真是实现了废旧资源的闭环循环,实践了循环经济。

从博二开始,我的研究陆陆续续有了一些突破,产生了一些专利和文章。我也是毕业答辩之后被牛津大学技术转化中心的同事告知我是牛津大学读书期间个人专利获得最多的毕业生,我觉得自己非常幸运,除了个人努力外,更多的应该归公于导师们的悉心指导和牛津大学完善的研究及技术转化平台。

DoNews:

本次DoNews也是很荣幸采访到张兆熙博士,我们从很多问题上也了解到OSF技术的创新,感谢张兆熙博士的的解答

“想要更多了解牛津可持续燃料公司信息,请在搜索oxford sustainable fuels”.

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