汉堡大学的微生物学家沃尔夫冈·斯特雷特说，即使公司在PET方面取得了商业上的成功，一些聚合物可能永远不会被酶循环利用。他解释说，像聚氯乙烯和聚苯乙烯这样的聚合物是由强大的碳-碳键连接在一起的，这种键太坚固了，酶无法克服。
上：Carbios实验室的小型反应器混合塑料和酶。
酶回收的前景并不局限于PET；这种方法可能也适用于其他塑料，包括用于泡沫、绝缘和油漆的聚氨酯。但PET可能提供了最广阔的商业机会：它是生产的最大类别的塑料之广泛用于食品包装和面料。以PET为基础的饮料瓶，是最容易收集和回收的塑料制品之
尽管，科学家们早在多年前就知道能吃塑料的酶的存在，Carbios公司自2011年成立以来就一直在研究酶的回收技术，但直到六年前，在日本酒井的一个瓶子回收工厂外的发现，为这一领域注入了新活力。在那里，由京都理工学院和庆应义塾大学的研究人员领导的一个小组，发现了一种名为“Ideonellasakaiensis”的细菌，它既能分解PET，又能将其用作食物。这种微生物含有一对酶，结合在一起就可以裂解PET的分子键。在这一发现之后，其他研究小组也发现了其他能够完成同样壮举的酶。
Carbios公司是一群试将一种称为“解聚反应”的化学回收商业化的初创公司之这种化学回收将聚合物分解成它们的基本分子构件，称为单体。然后，这些单体可以重新组装成聚合物，就其物理性质而言，这些聚合物与全新的一样好。此种技术的支持者说，理论上，一个塑料瓶可以通过这种方式不断回收，直到时间终结。
美国国家可再生能源实验室在分析中估计，通过酶回收生产的PET单体的价格，至少为每公斤93美元。自2010年以来，以石油为基础的原始单体的价格在每公斤0.9美元到50美元之间。现在，许多化石燃料公司都将自己的商业模式转向塑料生产，对塑料回收商的市场竞争可能会变得更加激烈。
另一方面，全球生产的大多数PET并不是用于瓶子，而是用于纺织纤维，因为纺织纤维通常含有混合材料，所以很少被回收利用。很多专家指出，希望看到化学回收技术专注于回收行业中传统回收无法企及的地方和其他领域。
这一点，也是Eco-Cycle政策和研究主管凯特·贝利认为在解决全球塑料垃圾问题时，需要考虑新政策和新技术的原因之她主张采取措施，限制难以回收的塑料的生产，并提高PET等材料的回收率，这些材料可以利用现有的技术进行回收，尽管不完全回收。贝利指出，目前只有大约3/10的PET瓶被回收利用。她将其描述为“我们今天可以用成熟的技术和政策解决的唾手可得的果实”。
然而，阿兰·马蒂对Carbios公司的前景持乐观态度。他指出，石油价格正在上涨，欧洲对化石燃料使用的监管收紧，使回收塑料在那里更具竞争力。几家消费品巨头已公开承诺，将从回收材料中采购更多产品：可口可乐承诺到2030年，其一半的包装将使用回收材料，联合利华的目标是到2025年将对原始塑料的依赖减少一半。
但一些专家警告说，解聚和其他形式的化学回收，可能会面临许多已经困扰回收行业的问题，包括来自用石油原料制成的廉价原始塑料的竞争。他们表示，要遏制塑料垃圾填埋场和海洋塑料垃圾泛滥的趋势，最需要的不是新的回收技术，而是对塑料生产商实施更严格的监管，以及更有力的激励措施，以利用现有的回收技术。
但对于Carbios和其他有望实现酶回收的公司来说，最顽固的障碍可能是经济障碍。Eco-Cycle政策和研究主管凯特·贝利说：“制造原始塑料非常便宜，特别是在石油价格很低的情况下。你必须能够把回收再生产的PET卖给一些公司，这些公司也可以选择购买原始PET。如果原始PET更便宜，那么公司当然会购买。”
目前，Carbios公司的回收技术吸引了世界上一些最大的消费品公司的注意。欧莱雅、雀巢和百事可乐公司已经与这家初创公司合作，生产概念验证瓶，这些公司似乎都打算最终将酶回收塑料放上货架。
上：Carbios的科学总监阿兰·马蒂于2021年9月参加了该公司在法国克莱蒙费朗的示范设施的落成典礼。
专家们说，即使是一小部分可以回收的塑料，迟早也会被扔进垃圾堆，这使得污染问题更加严重。传统的热机械回收方式，不可避免地会产生比原始材料更脆、更不耐用的产品。在最好的情况下，塑料瓶里的材料可以通过这种热机械回收方式回收三次左右，然后就无法使用了。更有可能的是，它将被“降级循环”为价值更低的材料，如衣服和地毯，这些材料最终将被丢弃在垃圾填埋场。
去年9月，Carbios公司开始在其位于法国克莱蒙费朗的总部附近的一个演示设施测试其技术，该总部位于里昂以西约两个小时车程的地方。使用过的PET被送到这里时，是经过预处理的薄片，大约五分之一英寸宽。在一个16英尺高的反应器中，薄片与获得专利的角质酶混合，并加热到略高于140华氏度。阿兰·马蒂说，在10小时内，送入反应器的95%的塑料，可以转化成单体，然后过滤、净化，准备用于新塑料的制造。正如阿兰·马蒂所描述的那样，最终产品在物理上与用于制造原始PET的石化物质没有什么区别。
由于传统的解聚技术是依赖于无机催化剂而不是酶，一些化学回收公司在将PET回收转化为可行的商业模式方面一直举步维艰，有些公司甚至面临法律审查。
然而，在潜在的有利可的企业合作伙伴关系，和欧洲对塑料生产商收紧限制的鼓舞下，Carbios公司正在推进其循环塑料经济的愿景——一种不需要开采石油来制造新塑料的经济。该公司的方法背后是一种在回收领域仍然非常规的技术：转基因酶。
阿兰·马蒂补充说：“一开始使用回收PET可能会花更多的钱。但随着经验的积累，我们会降低这种回收PET的成本。”
自20世纪50年代第一批工厂开始从石油中生产聚酯以来，人类已经生产了大约91亿吨塑料。研究人员估计，在由这些塑料所产生的废物中，得到回收利用的不到十分之约12%被焚烧，向空气中释放出二恶英和其他致癌物。其余的大部分，相当于约3500万头蓝鲸的质量，已在垃圾填埋场和自然环境中积累。塑料栖息在海洋中，在海鸥和大白鲨的内脏中堆积。它还会以微小颗粒的形式，随着雨水点点滴滴地落在城市和国家公园里。根据一些研究，从生产到处置，它比航空业排放出了更多的温室气体。
法国Carbios公司的首席科学官阿兰·马蒂说：“实际上，热机械回收不是回收。塑料垃圾的数量还是完全一样的。”据悉，该公司正在开发传统回收的替代品。
上：在Carbios示范工厂，PET薄片和获得专利的角质酶混合在右侧的大型反应罐中。Marty说，在10小时内，95%的塑料转化为单体。
位于科罗拉多州的非营利回收机构Eco-Cycle的政策和研究主管凯特·贝利表示，她在回收行业工作了20多年，对像Carbios公司吹捧的那种生物技术修复方法越来越持怀疑态度。虽然她承认，考虑到塑料问题的紧迫性，我们需要新的解决方案，但她说：“我们没有更多的时间来解决这个问题，并等待新技术。”贝利指出，关于如何扩大酶的回收规模以应对商业规模的问题一直存在，包括对其能源足迹和对许多消费塑料中发现的有毒化学添加剂的处理问题。
对此阿兰·马蒂也承认，Carbios的回收过程确实比传统回收更耗能，但他拒绝透露具体消耗多少。他补充说，将酶回收与热机械回收进行比较是不公平的，后者不会产生高质量的回收产品，最终会产生同样数量的废物。尽管如此，马蒂说，与用石油生产原始PET相比，它需要的能源更少，排放的温室气体也更少。至于添加剂，他说，它们在反应后处理过程中会被过滤出来，并焚烧。
美国国家可再生能源实验室高级研究员格雷格·贝克汉姆认为，全球塑料问题将需要多样化的技术和政策解决方案，但他表示，酶回收和其他化学品回收技术正在迅速发展，他乐观地认为，它们将能发挥作用。“我认为化学回收在其他解决方案不起作用的情况下是有用的，而且还有很多其他解决方案行不通的地方。”
尽管如此，Carbios公司的首席科学官阿兰·马蒂说，Carbios基于酶的方法比传统的解聚方法更有优势：酶比合成催化剂具有更强的化学选择性，因此可以产生更纯的产物。此外，它们在相对较低的反应堆温度下工作，不需要昂贵、危险的溶剂。
上：在Carbios实验室，几个塑料样品放在实验室工作台上。
酶催化有机体内部的化学反应。例如，在人体内，酶可以把淀粉转化成糖，把蛋白质转化成氨基酸。在过去的几年里，Carbios公司一直在改进一种方法，该方法使用微生物中的一种酶，将纺织品和塑料瓶中的常见成分聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)转化为其组成单体、对苯二甲酸和单乙二醇。
然而，传统上，酶的问题是它们工作缓慢，在加热下会不稳定。在早期的实验中，处理一批PET的一小部分有时需要长达数周的时间。2020年，阿兰·马蒂和他的同事，以及法国的研究人员，宣布他们已经设计出了一种酶：一种被称为“角质酶”的酶，它自然存在于分解树叶的微生物中，这种酶可以抵御更高的温度，并可在几小时内将几乎全部的PET转化为单体。这一发现极大地提高了酶循环利用的商业前景。在随后的10个月里，Carbios公司在巴黎泛欧交易所的股价上涨了约8倍。
文章为作者独立观点，不代表天载配资观点
股民评论