近几十年来,废物的物理组成发生了非常显著的变化。如果说过去多达 70% 的废物是厨余、纺织品、纸张和木材,聚合物只占 30%,那么今天的情况已完全颠倒过来,即聚合物在废物中的占比高达 70%。这些聚合物在自然条件下的降解周期长达数十年乃至数百年。专家预测,到 2030 年,约 90% 的废物将由聚合物、塑料、多层利乐包装以及汽车和飞机的内饰件等构成。另一方面,焚烧这些废弃材料会给环境带来更多的负面和有毒影响。从生态安全的角度看,绝大多数在用的废物处置技术已经不符合法规要求。全世界各类产品和原材料的消费量不断增长,废物增长的势头日益加快,而有效、现代的废物处置技术却少得令人担忧。
当今废物处置的主要方式是垃圾焚烧厂焚烧。该过程借助高炉和水泥窑完成,此外还有先分选、再将残余物填埋的方式。每焚烧 1 吨废物会产生 3500 m³ 烟气,其中含有烟尘以及呋喃、二噁英、萘、含氮化合物等多种剧毒物质。这就必须采用昂贵的净化技术,而这些技术(受结构限制)的效率只有 60% 到 65%,随之而来的是环境的严重污染,以及由此对人体健康造成的明显后果。癌症发病数量的急剧上升,在时间上恰好与上世纪 70 年代初开始把垃圾焚烧技术用作工业化废物处置手段的时期相吻合。从工业化应用的可能性和环境指标两方面看,现阶段最有效的废物处置方式是电弧等离子体气化技术。
气化过程利用电极间高压放电所获得的空气等离子体进行,废物材料在高温作用下分解为基本组分。废物气化过程以产出合成气为目标,合成气是资源化利用的主要产物。该方法的主要缺点是电极价格高、使用寿命短——平均仅约 400 小时。此外,低温热解法也广泛用于废物处置,其特点是运行成本低、环境性能好。
这一方法的主要缺点在于:所得到的资源化产物——热解油和热解炭——并非最终产品,要投入商业使用还需进一步加工。在不远的将来,最有前景的废物处置途径,是把若干方法组合到同一个工艺循环中,即分选+热解+等离子体气化。分选是从废物中提取可回收利用的材料。热解是以经济的方式从废物中制取固态和液态含碳材料。等离子体气化则是把废物处理产生的全部残余物和中间产物转化为合成气。

