如果沒有塑料，如聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯，許多日常用品是無法存在的，這些都是由化石原料制成的。問題在于德國塑料材料的機械回收率仍然太低。目前焚燒的塑料廢物比機械回收成新材料的塑料垃圾要多。雖然焚燒廢物利用了其能源潛力，但有價值的材料會永遠丟失。在真正的循環經濟中，廢物不會被焚燒，至少是優先以機械或化學方式重復使用和回收。這不僅減少了對化石資源的需求，還減少了碳排放對環境的污染。此外，塑料中的碳將作為化學工業使用的重要資源保留下來。八個弗勞恩霍夫研究所正在Waste4Future旗艦項目中匯集他們的專業知識（見方框），以開發應對這一挑戰的新解決方案，從原材料到材料流和工藝工程，再到產品生命周期的結束。弗勞恩霍夫材料回收和資源戰略研究所IWKS正在協調該項目。

Fraunhofer institutes and research units involved

---Fraunhofer Research Institution for Materials Recycling and Resource Strategies IWKS

---Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques FHR

---Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS

---Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF

---Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems IMWS

---Fraunhofer Institute for Optronics, System Technologies and Image Exploitation IOSB

---Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV

---Fraunhofer Institute for Nondestructive Testing IZFP

“塑料是由碳氫化合物制成的。在使用壽命結束時被處理掉，然后進行分類。污染過多的低質量塑料被焚燒，而高質量的塑料則根據顏色分類并作為回收材料出售。但根據類型回收這些有價值的材料是復雜的，”Gert Homm博士說，他是阿爾澤瑙Fraunhofer IWKS的一個子項目負責人和研究科學家。“許多包裝甚至不被分揀設施認為是可回收的，最終作為殘余廢物進入焚燒廠。今天的許多傳感器都無法識別黑色塑料，甚至帶有鋁箔蓋的酸奶紙盒最終也會被誤認為是鋁，然后變成殘余廢物。”

今天的廢物，明天的寶貴資源

Waste4Future項目正在開發一個用于分揀設施的傳感器套件，除其他功能外，可以檢測黑色廢物顆粒。傳感器套件中不同傳感器的智能組合，包括紅外和太赫茲傳感器，能夠確定盡可能準確地檢測到材料分類參數以及樣品的降解程度。在評估是否以及如何適合機械回收時，樣品的老化程度是有關系的。當某物損壞嚴重時，它不能被機械回收，只能化學回收。這兩種屬性都可以使用傳感器套件進行識別。它使用傳感器技術檢測和交叉連接塑料的各種物理特性（光學、熱等），其中一些是內部開發的。收集的數據是交叉鏈接的，并使用機器學習技術進行評估。用于識別廢物的傳感器套件安裝在分揀設施的傳送帶上方。然后壓縮空氣噴嘴會分類所尋求的目標材料或不需要的污染物。氯化塑料，如聚氯乙烯（PVC），在化學回收中可能是一個問題。氯含量可能導致為此所需的系統嚴重腐蝕，特別是在化學回收方面。一般來說，塑料越純，回收材料的質量就越高。

當傳感器檢測到塑料時會生成大量數據。研究人員說：“數字孿生有助于將數據量減少到基本核心數據，并將其傳遞到我們作為項目的一部分正在開發的評估模型中，因此將以前基于流程的回收鏈改造為基于材料的回收鏈。”在此過程中考慮了能源消耗和碳足跡等因素。創新分揀技術、數字孿生、機器學習和評估模型的結合動態地適用于特定數量的廢物，從技術、生態和財務的角度來看，回收路線最有意義。評估模型計算了對環境的影響，并提供有關生產一噸新塑料需要多少能量的信息。將這種能源消耗與能源回收所需的能源進行比較。評估模型分析了回收塑料的各種選項，以便進行真正的比較。

參與該項目的人正在調查潛在的機械（熔融擠出、溶劑基純化和分餾）和化學（溶解、熱解、氣化）回收工藝，并測試它們是否適合不同成分的塑料廢物。到2024年12月項目結束時，將有可能將舊塑料制成的組件與新材料進行比較。

? Holger Jacoby

演示模型特寫：這里使用傳感器和壓縮空氣噴嘴對不同顏色和成分的塑料進行分類