尽管近年来技术进步显著，循环经济理念也逐步发展，但轮胎热解产品的市场仍处于起步阶段。本文将介绍炭黑的定义，详细阐述原生炭黑的应用领域，并尝试评估回收炭黑替代对环境有害的原生炭黑的潜力。

本文最后，我们保守地假设再生炭黑的替代率为20%，对再生炭黑可能的年度市场规模进行了估算。提示：数据表明，再生炭黑生产是一项利润丰厚且充满机遇的业务。

炭黑：简介和定义

传统上，炭黑（CB）被用作汽车轮胎的增强剂和填料。随着人们对炭黑独特材料性能的深入了解，目前炭黑的应用范围已大大扩展，涵盖了众多产品，例如汽车轮胎、传送带、油墨、塑料管道、橡胶垫、鞋底等等。纯炭黑仅含有微量杂质，碳含量接近100%。

原生炭黑 (vCB) 是一种细小的黑色粉末状物质，由重质石油产品（例如 FCC 焦油、煤焦油或乙烯裂解焦油）不完全燃烧产生。炭黑是一种准晶碳，具有较高的比表面积，但低于活性炭。炭黑最大的用途是作为橡胶制品（尤其是轮胎）的增强填料。纯苯乙烯-丁二烯胶硫化物的拉伸强度不超过 2 MPa，耐磨性几乎可以忽略不计，但添加 50%（重量比）的炭黑后，其拉伸强度和耐磨性均得到显著提高。

炭炭（CC）或粗回收炭黑（rCB）是热解过程的直接产物之一。这种材料价值较低，用途有限，例如仅用于水泥窑的能源生产。因此，炭炭需要根据市场需求和最终应用进行提纯，才能作为高价值技术产品应用于其他领域。

ASTM International 是一个标准化机构，负责引入产品和材料的关键定义，在全球范围内有超过 12,800 项 ASTM 标准正在实施。最近，该机构发布了第一项与回收炭黑 (rCB) 相关的标准。

这ASTM D36委员会关于回收炭黑（rCB）该组织成立于2017年，旨在支持新兴的rCB行业，提升其产品质量和安全性。其下设多个小组委员会，负责制定术语、指南、实践和测试方法等方面的标准。

新的ASTM标准（D8178）满足了对一套通用术语的需求，以便清晰地区分rCB和炭黑（CC）的价值。此外，它还有助于就rCB在各种应用领域的性能进行沟通。D8178概述了炭、炭黑（定义见ASTM标准D3053）、原始回收炭黑和回收炭黑（rCB）之间的区别的重要性。

最重要的是，“回收炭黑”（rCB）这个产品名称只能用于去除金属和纤维并经过研磨的原始炭黑，否则通常会使 rCB 在橡胶中具有半增强性能。

根据最终产品的要求，有多种工艺可以对原材料回收炭黑（rCB）进行提炼和增值。这些工艺包括粒度筛选和去除杂质（金属和纤维），或者使用化学方法或其他工艺去除材料内部的某些成分。从轮胎热解中获得的精炼炭黑可以称为回收炭黑（rCB），并可通过各种工艺进行加工，用于零部件制造，或进一步提炼后供化学工业用作油墨、涂料和其他材料的颜料和填料。

将碳炭后处理成精炼炭炭(rCB)的过程复杂，需要资本密集型技术。进一步提纯这种材料将显著改善碳炭的性能，去除大部分杂质，并将其转化为一种高价值商品，该商品能够在一定程度上复制原生炭炭的性能。根据应用和性能要求，rCB 可以在各种制造工艺中替代 10% 到 100% 的原生炭炭(vCB)。

回收炭黑（rCB）的理想应用领域是轮胎制造业。轮胎行业消耗了全球大部分炭黑。然而，由于监管限制、形象和供应方面的顾虑，轮胎行业在用rCB替代高含量的vCB或大量使用rCB方面进展缓慢。但轮胎制造商接受rCB的趋势也十分明显。例如，米其林已收购了一家瑞典轮胎热解公司的大量股份，并计划在南美建设rCB生产厂。

炭黑用途概述

原生炭黑作为轮胎增强剂已使用了数十年，并已成为整个橡胶行业的关键材料。凭借其独特的性能，炭黑被广泛应用于轮胎和非轮胎橡胶行业，其用途也扩展到各种日常用品和特种高性能产品中，包括颜料、紫外线稳定剂和导电剂。国际炭黑协会（ICBA）将炭黑的用途分类如下：

• 轮胎和工业橡胶制品：炭黑既可用作橡胶的填料，也可用作增强剂。在各种类型的轮胎中，炭黑被用于内衬、胎体、胎侧和胎面，并根据具体的性能要求使用不同类型的炭黑。炭黑还用于许多模压和挤出的工业橡胶制品，例如皮带、软管、垫圈、隔膜、减震器、衬套、空气弹簧、底盘保险杠以及各种类型的垫片、护套、雨刮片、输送轮和橡胶垫圈。
• 塑料：炭黑现在广泛用于导电包装、薄膜、纤维、模塑件、管道和半导体电缆化合物，产品包括垃圾袋、工业袋、摄影容器、农业地膜、拉伸膜以及汽车、电气/电子、家用电器和吹塑容器的热塑性成型应用。
• 静电放电 (ESD) 化合物：炭黑经过精心设计，可将电子封装、安全应用和汽车零部件等产品的电气特性从绝缘性转变为导电性。
• 高性能涂料：炭黑可为多种涂料应用提供着色、导电和紫外线防护，包括汽车（底漆、面漆和清漆）、船舶、航空航天、装饰、木材和工业涂料。
• 碳粉和印刷油墨：炭黑可增强配方，并能灵活满足特定的颜色要求。

虽然炭黑有很多用途，但不同的应用需要不同品质和不同特性的炭黑。

炭黑的质量取决于工艺和设备。因此，在选择购买的设备时，应考虑所需的炭黑质量以及这些应用的需求。

市场潜力及主要rCB需求驱动因素

鉴于再生碳化物（rCB）在多个行业中可部分或完全替代真空碳化物（vCB），rCB的市场潜力取决于vCB的现有市场规模。根据多位行业专家的说法以及我们的估计，过去五年全球vCB消费量持续增长，预计每年达到1100万至1300万吨。这相当于近160亿欧元的年市场总额。

氯丁橡胶 (vCB) 最常见的用途是橡胶和塑料制品（因为它兼具填料和增强剂的特性）。由于其增强橡胶的能力，它被广泛应用于轮胎制造行业。在其他橡胶和塑料制品中，它被用作填料。在这种情况下，填料起到稀释剂的作用，主要用于降低体积成本。这些应用占全球氯丁橡胶总消耗量的 95% 以上。约 4% 的氯丁橡胶因其优异的着色性能而被用作油墨颜料，其余部分则用于其他用途。

图表：炭黑终端应用市场

轮胎行业仍然是原生炭黑的最大消费行业，近年来总消费量约为900万吨。该行业由少数几家大型企业主导，这些企业对供应商拥有很高的议价能力。轮胎行业约占全球炭黑消费量的70%，其中乘用车轮胎占45%，卡车和客车轮胎占32%，其他轮胎（工程机械轮胎、摩托车轮胎、飞机轮胎等）占23%。

非轮胎橡胶制品是炭黑消费的第二大领域，占总量的20%，年消费量接近200万至250万吨。这包括除轮胎和翻新胎以外的所有橡胶应用，并且广泛分布于多个行业，例如橡胶带、电线、工业橡胶等产品的制造行业，以及其他在混炼过程中使用炭黑的行业。

塑料和油墨可归类为特种市场，约占vCB消费量的10%，即每年100万至120万吨。该领域应用广泛，终端应用各异，且需要不同等级和定制配方的炭黑以满足特定性能要求。vCB在该领域的主要用途是作为颜料或高性能填料。

我们的研究表明，在某些应用领域（例如塑料母料、屋顶材料、油墨等），高达100%的原生炭黑可以被再生炭黑替代；而在其他应用领域，替代比例则较为有限。例如，在乘用车轮胎侧壁中，30%-50%的原生炭黑可以被再生炭黑替代。

假设替代率为 20%，我们估计全球 rCB 市场的年交易量可达约 32 亿欧元。

这使得专注于rCB生产的热解业务成为一项有利可图的产业。虽然该业务的成功取决于生产技术和产品质量等多种因素，但热解运营商拥有巨大的市场机遇。

我们看到再生炭黑在全球炭黑市场的巨大潜力，并且坚信，由于发达经济体持续向可持续和环境友好型技术转型，这种增长势在必行。如今，市场新进入者拥有塑造再生炭黑行业并引领未来几十年发展的独特机遇。

需要各方共同努力来提升行业的潜力

然而，为了促进工业界对回收炭黑的利用，加快回收炭黑产业的发展，需要所有利益相关者的共同努力。回收炭黑产业高度依赖监管和研究。研究对于帮助热解作业者生产出更均质、更稳定的产品至关重要，而监管则有助于推动该产业融入循环经济体系。

大型行业监管方面的限制主要源于再生炭黑（rCB）缺乏标准化。好消息是，ASTM 正在推进这方面的工作，并制定针对 rCB 的具体标准。由于基于结构和表面积测量的传统炭黑表征方法可能无法完全反映再生炭黑产品在橡胶中的性能，ASTM 将推动 rCB 特定测试方法的制定。然而，就循环经济而言，rCB 是一种可持续产品，并且在不同的应用中具有不同的优势。