限塑令一再升級,可降解塑料成解決汙染問題的首選

效果塑連 2024-06-04 12:53:02

隨著全球塑料汙染問題日益嚴峻,各國紛紛采取行動,推出限塑令以應對塑料汙染這一挑戰。韓國通過實施新版廢棄物管理條例,致力于提高廢塑料的回收利用率,並設定了長遠的禁塑目標,到2050年石油塑料將完全被生物塑料取代,爲無塑料社會奠定基礎。

美國在2022年表示減少一次性塑料産品和包裝的購買、銷售和分銷,到2032年逐步淘汰這些産品,保護公共環境。同時還確定一次性塑料的替代品,例如可堆肥或可生物降解塑料或100%回收材料。

2019年以前,我國可降解塑料的産量和銷量增長速度均較緩慢。2020年以來,受“禁塑令”“雙碳”等政策驅動,我國可降解塑料産量和銷量增速明顯提升,可降解材料正在不斷拓展其應用領域。越來越多的國家已將可降解塑料視爲解決塑料汙染問題的首選。

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韓國2050,生物料將替代石油料

據專塑視界報道,5月20日,首爾市政府當天宣布,將從9月起實施新版廢棄物管理條例,在由首爾市政府舉辦的預期參與人數超過1000人的活動中禁止使用一次性塑料制品。

爲支持無塑化轉型,政府將向有關機構和企業提供財政支持。並以多項活動鼓勵公民減少塑料制品的使用。比如:5月13日起爲小型咖啡館購買紙質吸管或替代吸管提供補貼;下半年起,首爾市政府將全面實施“自帶杯積分活動”。

另一方面,據此前韓媒報道,韓國環境部曾表示,計劃到2025年,將廢塑料回收利用率從54%提高到70%。將已使用過的生活塑料垃圾重新用作原料或從中提取石油,從而提高塑料制品的回收利用率。

此前韓國環境部還表示,到2030年,所有企業將完全禁止一次性塑料袋的使用。而到2050年,石油塑料將完全被生物塑料取代,爲無塑料社會奠定基礎。

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美國或用生物降解材料替代一次性塑料

2022年,美國內政部長德布·哈蘭德(Deb Haaland)發布的一項命令要求,該部門在超過 4.8億英畝的公共土地、25億英畝的外大陸架沿海水域和7.5億英畝的國家海洋保護區(占該國土地和水域的20%)實施這一變革,減少一次性塑料産品和包裝的購買、銷售和分銷,到2032年逐步淘汰這些産品,保護公共環境。該命令指示該部門確定一次性塑料的替代品,例如可堆肥或可生物降解材料或100%回收材料。

03

我國最嚴“禁塑令”,制品廠訂單大增

國家發展改革委、生態環境部在 2020 年1 月19日發布《關于進一步加強塑料汙染治理的意見》(以下簡稱《意見》),計劃到2020 年底,我國將率先在部分地區、部分領域禁止、限制部分塑料制品的生産、銷售和使用。

到 2022 年底,一次性塑料制品的消費量將明顯減少,可降解塑料將替代該類産品;到 2025 年底,可降解塑料産品開發應用水平進一步提升,重點城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料汙染得到有效控制。

史上最嚴“限塑令”發布之後,爲生産可降解塑料制品的廠商帶來大量訂單。據智研瞻統計顯示,2019年中國生物降解塑料行業市場規模142.73億元,2024年Q1中國生物降解塑料行業市場規模65.76億元,同比增長13.38%。2019-2024Q1年中國生物降解塑料行業市場規模如下:

04

可降解塑料發展主要曆經三個階段

可降解塑料達到今天的規模,經過漫長的發展,業內主流認爲可降解塑料發展主要曆經三個階段。

第一階段是興起于20世紀50年代的光降解塑料,由于其僞降解性,已被全球明令禁用。

第二階段是在20世紀90年代應用的破壞性生物降解塑料,即在傳統塑料中加入澱粉、小麥等天然物質,由于其不可完全降解且使塑料整體性能受損,也被禁用。

第三階段是近十年興起的生物降解塑料,主要是指在自然界條件下(如土壤、沙土、海水等),或特定條件下(如堆肥化條件、厭氧消化條件或水性培養液等),由微生物作用(如細菌、黴菌、真菌和藻類等)引起降解,並最終完全變成二氧化碳、水、甲烷或礦化無機鹽的塑料。

05

可降解塑料分類

目前主流的可降解塑料根據原料來源可分爲兩類:生物基可降解塑料,主要有聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等;石化基生物降解塑料,主要有聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚己內酯(PCL),聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚乙醇酸(PGA)等,如下圖所示。

(1)生物基可降解塑料

PLA具有可靠的生物安全性、生物可降解性、良好的力學性能和易加工性。缺點是降解條件相對苛刻,但由于PLA在生物降解塑料中具有相對較低的成本,因此其消費量居于前列。PLA可以廣泛用于包裝、紡織等行業。

PHA具有良好的生物可降解性和生物相容性,且熔點和強度均高于LDPE,但是其生産成本過高,可達到6-7萬元/噸,因此目前其商品化程度較低,而且PHA降解速率太快,導致其貯存穩定性較差。PHA可以應用于高端生物醫用材料,如手術縫合線和藥物載體等。

(2)石油基可降解塑料

PBAT具有較好的延展性、斷裂伸長率。但是其水蒸氣阻隔性和氧氣阻隔性較差。PBAT可以用于餐具、化妝品瓶及藥品瓶的包裝、一次性醫療用品、農用薄膜、農藥及化肥緩釋材料。

PCL的熔點僅爲60℃,使用上限溫度低,而且其價格也比較高,爲4-4.5萬元/噸,另外其降解速率也較慢。因此,其應用範圍十分受限,産業化程度較低,目前可用于高端生物醫用材料等領域。

PBS具有良好的生物相容性和生物可吸收性,良好的耐熱性能。PBS可以用于包裝薄膜、餐具、發泡包材、日用品瓶、藥品瓶、農用薄膜、農藥及化肥緩釋材料等領域。

PPC的水蒸氣阻隔性和氧氣阻隔性高,它具有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力,可單獨用作結構材料,可作爲隔氧材料,表面活性劑,陶瓷膠粘劑,熱熔膠等。

PGA的熔點和強度高于LDPE ,但拉伸韌性低于LDPE ,相比PLA,PGA具有非常優異的強度和氣體阻隔性,其在高性能塑料領域有著較高的應用潛力,如高阻氣性包裝材料和工程塑料。

06

與傳統材料的對比

可降解材料與傳統材料對比,有優勢也有劣勢。如在性能方面,強度、韌性、耐熱性等與傳統塑料相比有所不足,這限制了可降解材料的應用領域。拿低密度聚乙烯LDPE與各種可降解材料對比,大家就能看出其中差異,如下圖所示。

(價格是2021年的數據,僅供參考)

在成本方面,可降解材料的高成本仍然是制約其廣泛應用的主要因素。盡管技術進步有助于降低成本,但與傳統塑料相比,生物可降解材料的價格仍然較高。大多數生物降解材料的價格是普通塑料的2~3倍,而PHA的價格則更高,達到6倍左右。(見上圖價格對比)

在環保方面,可降解塑料在特定的易直接産生塑料環境泄漏的領域中使用相較傳統塑料有無可比擬的降解優勢。在特定環境下,可降解材料可被微生物分解,最終轉化爲水和二氧化碳、甲烷或礦化無機鹽,不會對生態環境造成負面影響。而傳統材料無法在自然環境中分解,長期存在會汙染環境,具體參數見下圖。

隨著全球對塑料汙染問題認識的加深,相信以後的限塑令會一嚴再嚴。可降解塑料作爲解決塑料汙染問題的方案之一,已經應用到生活的多個領域。目前我國可降解塑料的終端處理依舊有很多問題,絕大多數的可降解塑料依舊是和傳統材料一樣,進入焚燒、填埋設施,並未真正起到環境保護的效果。

可降解塑料的大規模應用依舊有很長的路要走。不同國家需要根據塑料汙染治理的實際需求,需要根據不同的使用場景、使用條件和末端處理手段,規劃出可降解塑料應用的可行性方案。

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效果塑連

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