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深度丨可降解塑料:离高质量发展还有多远?
发布时间:2022年6月24日
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自6月1日起,《生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》与《生物降解饮用吸管》两个新规正式实施。对此,业界认为,随着我国随着政策持续力度加大以及可降解塑料应用的不断扩大,一旦实现大规模替代将为可降解塑料提供巨大的市场空间。

可回收、可降解,低碳环保顺大势

可降解塑料根据原料来源可分为生物基和石油基两类。生物基可降解塑料的原料一般来自于生物质,主要包括聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯类聚合物(PHAs)、全淀粉基材料、纤维素等;而石油基可降解塑料,原料一般来自化石资源,包括二元酸二元醇共聚酯系列,如聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),以及二氧化碳共聚物(PPC)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)等。其中PLA、PBAT和PBS是目前市面上主流的可降解塑料。

“PLA是目前前景最好的生物基可降解塑料。”北京化工大学化学工程学院教授、中国化工学会理事屈一新告诉记者,通常说的PLA产品实际上是聚L-乳酸,具有与聚丙烯相似的力学性能,具有良好的性质,在很多地方可以完全代替PS(聚苯乙烯)和PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。PLA与淀粉、PBAT共聚或共混出来的产品,可以再通过注塑、挤出、吸塑、吹塑、纺丝等常规的塑料加工方法加工成各种包装材料、纤维和非织造物等,广泛应用于工业、农业、医疗等领域。

此外,PBS是发展最早的石油基可降解塑料,其综合力学性能达到了普通聚丙烯的水平。而PBAT则已经实现低成本大规模生产,是目前我国产量最大的可降解塑料。PBAT及其复合材料能被生物几乎完全降解,具有很高的断裂延伸性和很强的韧性,被应用在生物医药、食品包装等不同领域。

可降解塑料除了可以降解以外,还具有环境友好、可回收利用等特点。屈一新向记者介绍,与由石油制成的类似聚合物相比,基于玉米制造的聚合物在能源消耗方面可以降低65%。此外,生物可降解塑料还可用作堆肥,产生的沼气可作为可再生能源使用。

中国科学院理化技术研究所研究员、工程和生态塑料国家工程研究中心主任季君晖则强调,可降解塑料也是可以被回收的。“可降解塑料制品既可以短期回收进行物理回收利用,也可以进行化学回收。只不过可降解塑料制品一般应用于回收比较困难的制品中,所以大家都忽略了这一点。”他谈到。

在政策层面,我国早在1999年就出台了《国家经贸委发布(99)第6号令》,规定2000年底前全面禁止生产和使用一次性发泡塑料餐饮具。2020年1月国内又出台了在四个领域禁止、限制使用一次性塑料袋、塑料餐具、塑料包装等的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》。2020年7月,国家发改委等九部委联合印发《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》,该《通知》更是被称为史上最严“限塑令”。《通知》明确提出,自2021年1月1日起,将禁用不可降解塑料袋、塑料餐具及一次性塑料吸管等,同时在具体领域也推出了《农用薄膜管理办法》等细分行业的对应办法。

一系列塑料污染治理政策的推出,大大促进了我国可降解塑料产业的发展,无论对可降解塑料的生产还是可降解塑料制品的应用,都产生了巨大推动作用。目前我国很多城市的商场超市都开始使用可降解塑料制品。

而今年6月1日发布的两项生物可降解塑料推荐性国家标准,更是对规范可降解塑料市场具有明显促进作用。季君晖指出,《生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》明确了生物降解塑料标准,取消了欧盟也已经明文禁塑的光降解聚烯烃、热氧降解聚烯烃等,有利于可降解塑料制品的打假。

“两项国家级标准的制定和落实的确能为可降解塑料行业发展提供一定的动力,但从目前的效果看动力还不够强劲。”屈一新表示,可降解塑料行业需紧抓相关政策和标准的落实,开发出快速鉴定可降解塑料和非可降解塑料的手段和方法,协调不同机构,增强查处力度,奖罚分明;同时,出台相关的政策,支持和鼓励个人或团体研发出新型的可降解塑料原料,开发出可大幅降低可降解塑料制造成本的工艺过程,制造出能满足不同客户、不同应用场景、不同使用地区要求的可降解塑料产品。

成本高、存短板,推广不尽如人意

近年来,在上述一系列政策的保驾护航之下,我国可降解塑料产业得到了飞速的发展。“由于中央及地方政府的高度重视,未来几年内,‘禁塑’政策将在全国大范围展开,可降解塑料的需求量有望实现高速增长。”屈一新告诉记者,目前对于需求量的预测主要有两种方法,一种是粗略估算法:到2025年,我国塑料制品产量将超过1亿吨,可降解塑料占比为25%,也就是2500万吨。另一种则是较为精确的估算法。“根据我国的国情,未来快递包装、外卖包装、购物袋和农用地膜等将是可降解塑料主要的应用市场。”屈一新介绍说,如果这些领域全部采用可降解塑料,到2025年快递包装、外卖包装、购物袋、农用地膜将分别需求220万吨、100万吨、100万吨和60万吨,合计480万吨,如按照60%的替代率计算,约288万吨。由此可以预测,到2025年国内可降解塑料需求量约400万吨,约占2025年全国塑料产量的0.4%。

市场的需求是一片巨大的蓝海,但是就目前来看,可降解塑料的替代情况并不尽如人意。季君晖谈到,2021年全国可降解塑料消费仅为11万~12万吨,远远没有形成业界期望的市场规模。究其原因,季君晖指出,2020年以来化工原材料市场价格的巨大波动造成可降解制品价格偏高,再加上疫情原因,最终影响了可降解塑料的市场推广。此外,由于配套监管及其他一些实际问题,“限塑令”离真正全面落实还存在一定距离。“目前可降解塑料的实际替代情况和政策要求及业界的预期之间存在巨大落差。”季君晖表示。

“目前国内可降解塑料的替代情况不容乐观,很多可降解塑料制品都销往国外。”屈一新认为,尽管中央和地方政府近年来不断推出“禁塑”政策,但这些政策在操作性和执行力度方面均存在问题,从而导致了现在的局面。

另外还有可降解塑料的经济性问题。“可降解塑料的完全成本一直降不下来。”屈一新谈到,“传统塑料吸管的采购成本每根在五六分钱,纸吸管在七八分钱,而PLA吸管,每根要一毛二到一毛三,是传统塑料吸管价格的两倍。同时PLA吸管还存在保质期短、性能下降和报废率高的问题。”

“可降解塑料制品价格偏高,严重阻碍了可降解塑料制品的大规模推广。如果可降解塑料制品价格和普通塑料制品持平或略高,可降解塑料的环保功能可以推动降解塑料的大规模应用。”季君晖谈到。

屈一新认为,可降解塑料行业产业链覆盖面非常广,如果原料的价格始终维持高位,可降解塑料的生产成本就降不下来,会形成长期产销价格倒挂的现象。

还有专家指出,可降解塑料在一段时间之后会出现性能的劣化。由于损耗很大,可以应用的途径就非常狭窄,进一步制约了行业发展。另外,可降解塑料不等于无条件降解塑料,随意丢弃依然会造成污染。记者了解到,一些在陆地上可以利用微生物酶促反应降解的塑料制品,往往在海洋环境中就会降解失效。“目前可降解塑料只有极少部分可以在纯海水中分解,此方面还一直在研究中。”屈一新谈到。

屈一新还向记者指出,可降解塑料很多是由大豆和玉米等植物制成的,在农作物生长过程中,需要进行农药喷洒,有害成分很容易包含在最终产品中,因此,不排除有存在污染的风险。此外,一些可降解塑料在填埋场分解时会产生甲烷,而甲烷造成的温室效应通常为二氧化碳的20~25倍。

中国石油和化学工业联合会党委常委、副秘书长庞广廉也表示,目前有些企业是通过添加淀粉、光氧化剂等方式使原本不易降解的塑料能在较短时间内崩成小块,但这些看不见的“塑料微珠”散落在环境中危害更大。

另外,一窝蜂地发展可降解塑料还可能导致高能耗,不利于实现我国“双碳”目标。然而,目前PBAT项目规划产能已超过了1000万吨,带动其上游BDO的价格上涨和项目热建。“要从全生命周期来考虑包括PBAT在内的可降解塑料项目对环境的影响。如果相应的基础设施没有跟上,在相关产品定义、标准尚不清楚的情况下,盲目去推开,就会造成很多行业乱象。”庞广廉指出。

庞广廉还告诉记者,发达国家缺乏推广生物可降解塑料热情。尤其欧盟在2021年7月3日禁止使用生物可降解塑料,认为可降解塑料回收体系不健全,在自然环境中,其与传统塑料一样会污染环境,该法案虽未强制执行,但可看出其对生物可降解塑料的消极态度。

庞广廉认为,除了成本和性能外,可降解塑料发展还有几大制约:可降解塑料的降解需要回收后堆肥降解,但我国可降解塑料回收体系并未建立完备,可降解塑料与传统塑料混在一起,并未发挥出可降解塑料的作用;中国的堆肥厂仅有100个左右,而且以堆餐厨垃圾为主,并没有专门对可降解塑料的堆肥厂,而可降解塑料如果在没有堆肥的情况下,大多需要数年的时间才能够降解;可降解塑料降解的中间产物是小分子化合物,有可能会造成环境污染,需进一步进行研究;可降解塑料的减排效果并不比传统塑料回收再生好。

除了材料本身的问题外,可降解塑料还存在一些产业发展上的短板。季君晖谈到,目前可降解塑料行业的研发和产业化不能协同发展。科研院所搞研发、企业做产业。由于两者利益的不一致,“两张皮”无法紧密结合。而在布局上,季君晖认为,由于各地政府看到发展机遇,纷纷希求在本地建设可降解塑料产业链,因此可降解塑料产业的合理布局不可能通过市场自发形成。在形成合理布局方面,需要国家有关部门能够组织协调。

研新品、拓空间,多管齐下谋破局

事实上,我国如此大力推进可降解塑料行业发展,尤其是出台政策强制要求非可降解塑料袋退出市场,初衷无非是对治理白色污染的巨大决心。但是,多位业内人士直言,治理白色污染“堵不如疏”,不能简单地一禁了之。

不少专家表示,遏制“白色污染”真正行之有效的方法,是要从根本上杜绝塑料产品被随意丢弃,这就需要建立起一整套负责任的塑料使用制度体系。

针对可降解塑料在性能和应用方面的问题,季君晖表示,目前可降解塑料制品应用领域还需进一步拓展和细化。可降解塑料制品在替代回收不经济和不能回收的一次性塑料制品方面有显著的环保优势和经济效益,但可降解塑料制品不能替代所有塑料制品,在适宜的应用领域内需要进一步拓展可降解塑料的高端和高附加值的应用领域。

此外,可降解塑料产品牌号众多,不同的应用场景、不同的应用地方,对可降解塑料原料的要求也不一样,因此某一品种的可降解塑料原料批量不会很大。基于这样的特点,目前我国可降解塑料行业的生产企业大都属于中小企业。“可降解塑料行业需要大量研发新型技术、强化产业布局。同时,上游企业需要开发不同的工艺流程,提高单线生产能力,通过降低能耗物耗等,降低可降解塑料原料成本。”屈一新说。

总体来看,尽管可降解塑料目前的发展不尽如人意,但作为一个高度契合当前环保发展的方向,契合我国生态文明发展的新材料,未来仍然可期。“我个人对可降解塑料的未来发展充满期望和期待。”季君晖向记者表示。针对当前可降解塑料的实际缺陷,季君晖提出,可降解塑料发展应该集中几个方向:一是通过规模化和上下游联动,开发新型改性和加工技术,降低可降解塑料制品的价格;二是开发新型高端高附加值的可降解塑料制品,从当前购物袋、垃圾袋等最低端的制品拓展至工业预包装、医疗包装、电子信息制品包装及高档化妆品和日化品包装等。根据使用场景进一步开发可降解塑料制品应用和进一步开发新型可降解塑料品种,实现全自然域的降解更是可降解塑料发展的远大目标。

数据显示,截至2021年12月份,国内可降解塑料行业规模超过80万吨/年。其中,PBAT行业规模最大,总计生产能力超过了50万吨/年;其次是PLA,总计生产规模超过了18万吨/年。根据《中国石油和化工》杂志2022年5月份的统计,国内近期仅PBAT拟建新产能将突破200万吨/年,其中规模最大的为永荣控股的50万吨/年PBAT。

“如果从此数据看,可降解塑料未来市场空间有限,竞争压力较大。”屈一新表示,未来可降解塑料产业的发展空间取决于三点:一是中央及地方政府的禁塑政策进一步完善,执行力度进一步加大,操作性进一步增强;二是可降解塑料的完全成本需有较大幅度降低,与不可降解塑料的成本可比;三是开发出新型的可降解塑料原料,制造出能满足不同客户、不同应用场景、不同使用地区要求的可降解塑料产品。