開發(fā)可自然降解的塑料制品來替代普遍使用的普通塑料制品曾經(jīng)成為上世紀90年代的熱點,但是當時降解塑料因為成本和技術(shù)問題,發(fā)展緩慢。近年來隨著原料生產(chǎn)和制品加工技術(shù)的進步,中山新領航李穎熙發(fā)現(xiàn)降解塑料尤其是生物降解塑料重新受到關(guān)注,成為可持續(xù)和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的亮點,同時,也再次成為全聚焦熱點。無論是從能源替代、二氧化碳減少,還是從環(huán)境保護以及部分解決“三農(nóng)”問題,發(fā)展降解塑料都是必要,也是十分有意義的。
一、國內(nèi)外生物降解塑料現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
從原材料上分類,生物降解塑料至少有以下幾種:
1.聚己內(nèi)酯(PCL)
這種塑料具有良好的生物降解性,熔點是62℃。分解它的微生物廣泛地分布在喜氣或厭氣條件下。作為可生物降解材料可把它與淀粉、纖維素類的材料混合在一起,或與乳酸聚合使用。
2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物
以PBS(熔點為114℃)為基礎材料制造各種高分子量聚酯的技術(shù)已經(jīng)達到工業(yè)化生產(chǎn)水平。日本三菱化學和昭和高分子公司已經(jīng)開始工業(yè)化生產(chǎn),規(guī)模在千噸左右。
中科院理化研究所也在進行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。目前中科院理化研究所正在籌建年產(chǎn)萬噸的PBS生產(chǎn)線、廣東金發(fā)公司建成了年產(chǎn)1000噸規(guī)模的生產(chǎn)線等。
3.聚乳酸(PLA)
美國Natureworks公司在完善聚乳酸生產(chǎn)工藝方面做了積極有效的工作,開發(fā)了將玉米中的葡萄糖發(fā)酵制取聚乳酸,年生產(chǎn)能力已達1.4萬噸。日本UNITIKA公司,研發(fā)和生產(chǎn)了許多種制品,其中帆布、托盤、餐具等在日本愛知世博會被廣泛使用。
我國目前產(chǎn)業(yè)化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司(規(guī)模5000千噸/年生產(chǎn)線),正在中試的單位有上海同杰良生物材料有限公司、江蘇九鼎集團等。
4.聚羥基烷酸酯(PHA)
目前國外實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要為美國和巴西等國。目前國內(nèi)生產(chǎn)單位有寧波天安生物材料有限公司(規(guī)模2千噸/年),正在中試的單位有江蘇南天集團股份有限公司、天津國韻生物科技有限公司等。
利用可再生資源得到的生物降解塑料,把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起,生產(chǎn)可降解性塑料的技術(shù)也已經(jīng)研究成功。在歐美國家,淀粉和脂肪族聚酯的共混物被廣泛用來生產(chǎn)垃圾袋等產(chǎn)品。國際上規(guī)模大、銷售好的是意大利的Novamont公司,其商品名為Mater-bi,公司的產(chǎn)品在歐洲和美國有較大量的應用。
國內(nèi)研究和生產(chǎn)的單位很多,其中產(chǎn)業(yè)化的單位有武漢華麗科技有限公司(規(guī)模8千噸/年)、浙江華發(fā)生態(tài)科技有限公司(8千噸/年)、浙江天禾生態(tài)科技有限公司(5千噸/年)、福建百事達生物材料有限公司(規(guī)模2千噸/年)、肇慶華芳降解塑料有限公司(規(guī)模5千噸/年)等。
5.脂肪族芳香族共聚酯
德國BASF公司所制造的脂肪族芳香族無規(guī)共聚酯(Ecoflex),其單體為:己二酸、對二甲酸、1,4-丁二醇。目前生產(chǎn)能力在14萬噸/年。同時開發(fā)了以聚酯和淀粉為主的生物降解塑料制品。
6.聚乙烯醇(PVA)類生物降解塑料
如意大利NOVMANT的MaterBi產(chǎn)品在上世紀90年代主要是在淀粉中加入PVA,它能吹膜,也能加工其它產(chǎn)品。聚乙烯醇類材料,需要經(jīng)過一定的改性后方具有良好的生物降解性能,北京工商大學輕工業(yè)塑料加工應用研究所在這方面取得了一定成果。目前新領航運用自身的研發(fā)技術(shù),成功提升及量產(chǎn)了PVA生物降解塑料,打破了成本高,價格高的痛點,為環(huán)保塑料行業(yè)提供有力支撐。
7.二氧化碳共聚物
國外,早研究二氧化碳共聚物的國家主要為日本和美國,但一直沒有工業(yè)化生產(chǎn)。
國內(nèi)內(nèi)蒙古蒙西集團公司采用長春應用化學研究所的技術(shù),已建成年產(chǎn)3000噸二氧化碳/環(huán)氧化合物共聚物樹脂的裝置,產(chǎn)品主要應用在包裝和醫(yī)用材料上。中科院廣州化學研究所陳立班博士開發(fā)的低分子量二氧化碳共聚物技術(shù)已在江蘇泰興開始投產(chǎn),品種是低相對分子質(zhì)量二氧化碳/環(huán)氧化合物共聚物,用來作為聚氨酯發(fā)泡材料的原材料,用于家用電器等的包裝。河南天冠集團采用中山大學孟躍中教授的技術(shù),已經(jīng)建成中試規(guī)模的二氧化碳共聚物生產(chǎn)線,預計今年能中試生產(chǎn)。
其它如甲殼素、聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纖維素等均在研發(fā)之中。
二、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
根據(jù)日本生物降解塑料研究會的資料,2002年日本生物降解塑料生產(chǎn)量約1萬噸,2003年約2萬噸,2005年約4萬噸,到2010年預計達到10~20萬噸左右。
根據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會資料,2001年的數(shù)字顯示,歐盟可生物降解產(chǎn)品的消費量為2.5~3萬噸,而傳統(tǒng)聚合物的用量高達3500萬噸。歐洲生物塑料協(xié)會預計2010年傳統(tǒng)聚合物的用量將達到5500萬噸,而生物降解塑料的用量屆時會達到50~100萬噸??缮锝到獠牧辖K可能會占據(jù)10%的市場份額。在生物降解材料中原料采用可再生資源的比例將占到90%以上。
按照中國塑協(xié)降解塑料專業(yè)委員會的統(tǒng)計,我國2003年生物降解材料的用量約15000噸,其中不添加淀粉的生物降解聚合物約1000噸。2005年從事生物降解塑料的企業(yè)約30家,生產(chǎn)能力6萬噸/年,實際生產(chǎn)約3萬噸,國內(nèi)市場需求約5萬噸,國外進口1萬噸,出口2萬噸。預計2010年產(chǎn)能將達到25萬噸左右。
三、國內(nèi)外政策
一些發(fā)達國家還以循環(huán)經(jīng)濟思想為指導,使用可降解一次性用具,如瑞典在20世紀80年代末就試制馬鈴薯和玉米制的一次性快餐盒,韓國用法律強制性規(guī)定使用用糯米做的牙簽等。歐洲制定了有關(guān)可生物降解堆肥塑料的標準EN13432《利于堆肥和生物降解來回收的包裝物試驗和終評價的要求》,而其他有關(guān)推進有機廢棄物堆肥處理的政令在積極制訂和準備中。美國政府從1996年起設置了總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎,鼓勵發(fā)展生物降解塑料產(chǎn)業(yè)。紐約州1989年開始禁止使用非生物降解蔬菜袋,對生產(chǎn)降解塑料的廠家給予補貼,并要求市民將可再生與不可再生垃圾分開,否則罰款500美元。
其他一些國家也采取了類似對策:印度已經(jīng)立法禁止在奶制品行業(yè)使用塑料包裝;南非法律已經(jīng)全面禁止使用塑料包裝袋。隨著各國立法的發(fā)展,可生物降解的新型包裝材料可望日益普及。
在我國,隨著對降解塑料理解的加深,已充分認識到這種材料及其產(chǎn)業(yè)對我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略作用??缮锝到馑芰系钠占皯靡咽潜娡鶜w。我國人大于2004年通過了《可再生能源法(草案)》和《固廢法(修訂)》,鼓勵再生生物質(zhì)能的利用和降解塑料推廣應用。在國家發(fā)展和改革委員會2005年的40號文件中,也明確要鼓勵生物降解塑料的使用和推廣。2006年,國家發(fā)展和改革委員會又啟動了關(guān)于推廣生物質(zhì)生物降解材料發(fā)展的專項基金項目。
四、生物降解塑料發(fā)展面臨的問題和困難
生物降解塑料作為一種治理塑料廢棄物的全新技術(shù)途徑,經(jīng)過多年研究開發(fā),目前已取得令人滿意的進展。但也存在一些問題:如加工難度較大、價格較貴等問題;另外,更合理的工藝配方等技術(shù)問題還有待進一步提高和完善。
五、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策和措施建議
(一)加快產(chǎn)品應用研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化
目前,生物降解塑料制品的性能還無法完全滿足消費者需求,盡管目前市場上已有的品種眾多,但每種材料本身的機械和加工性能只是某一方面有突出的特性,綜合性能還存在這樣或那樣的不足,這一點將是制約其市場應用推廣的瓶頸之一。在開發(fā)生物降解塑料制品的同時,國內(nèi)企業(yè)應該注意加快有自主知識產(chǎn)權(quán)、創(chuàng)新型產(chǎn)品和用途的開發(fā)。由于,國外對生物降解塑料制品研發(fā)和生產(chǎn)應用相對較早,已經(jīng)申請了許多專利,從而給國內(nèi)企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品時,造成了一定的技術(shù)壁壘。拿聚乳酸的專利來舉例子,2005年,國外有關(guān)聚乳酸專利有1700多項,而我國公開的專利只有145項,而其中還有一半以上是國外公司的專利。因此,國內(nèi)企業(yè)應該加強有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品的開發(fā)。
(二)加強制品加工開發(fā)研究
其次是目前國內(nèi)從事制品加工研究的力量尚顯薄弱,大部分企業(yè)將關(guān)注的重點集中在材料合成上,而忽略了制品加工開發(fā),一些生物降解塑料做成的餐具在耐熱、耐水及機械強度方面與傳統(tǒng)塑料制品相差較遠,而這一點恰恰是生物降解塑料能否大規(guī)模市場化的關(guān)鍵。
(三)完善垃圾回收處理體系,促進生物降解塑料再利用進程
缺乏配套完善的回收處理體系也制約著產(chǎn)品進一步推廣。所以一定要對降解塑料進行明確標識,再加以回收。能再利用的,收集后再進行成型加工成制品;對不能再利用的要考慮合理處理的辦法。針對傳統(tǒng)塑料添加淀粉等再生資源的降解塑料,可以采用熱能回收的垃圾處理系統(tǒng)。對生物降解塑料,可著重考慮堆肥的處理辦法。
(四)加快制訂相關(guān)政策和法規(guī)
1.專項資金支持
對生物降解塑料制品的應用和發(fā)展采取補貼政策,包括中央政府補貼和地方政府補貼。中央財政可通過科技攻關(guān)資金、貼息等進行補貼,如奧運一次性生物降解塑料制品示范和推廣工作等。
國家可以考慮對利用生物質(zhì)原料生產(chǎn)生物降解塑料的企業(yè)采用低息貸款政策、技術(shù)改造專項貸款、信用擔保政策等來鼓勵產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2.稅收政策
目前沒有關(guān)于生物降解塑料的產(chǎn)品進口采用低稅率的明文規(guī)定,為促進行業(yè)發(fā)展應該制定關(guān)稅優(yōu)惠稅率。
為鼓勵和扶持一些企業(yè)的發(fā)展,可以按照新的企業(yè)所得稅條例規(guī)定減免優(yōu)惠政策,如:一是民族區(qū)域自治地方的企業(yè)需要照顧和鼓勵的,經(jīng)省級人民政府批準,可以實行定期減免和免稅;二是法律、行政法規(guī)和國務院有關(guān)規(guī)定給予減稅免稅的企業(yè)依照規(guī)定執(zhí)行。
3.對傳統(tǒng)塑料加強回收再利用,增收回收稅
國外對塑料制品使用后的回收再利用非常重視,如根據(jù)歐盟委員會修訂過的指導性法律,歐盟成員國應在2008年至2015年間將本國包裝垃圾的再利用率提高到55%以上,其中玻璃包裝再利用率達到60%,金屬包裝達到50%,塑料包裝達到22.5%,木制包裝達到15%。歐盟委員會指出,2001年,僅包裝垃圾再利用一項就使歐盟二氧化碳氣體排放減少了0.6%,這表明提高包裝垃圾再利用率不但可以減少包裝材料對能源的消耗,節(jié)約建設焚燒處理場的費用,而且可以降低包裝材料生產(chǎn)過程對環(huán)境的污染,對減少溫室氣體排放、保護環(huán)境是一個非常切實有效的措施。因此必須加強傳統(tǒng)塑料強制回收工作。而對回收成本較高的一次性的塑料包裝制品,加收10%~的回收稅。對不能回收的一次性塑料包裝制品,規(guī)定必須使用可生物降解塑料。
對傳統(tǒng)塑料一次性用品進行征稅國外很早就有先例。2002年3月,愛爾蘭政府開始征收塑料袋稅,根據(jù)愛爾蘭政府的規(guī)定,顧客在市場上購物時,每使用一個塑料袋將征收15歐分的稅款。愛爾蘭使用塑料袋的數(shù)量卻是驚人的,每年免費發(fā)放給購物者的塑料袋高達12億個,加起來重達1.4萬噸。平攤下來,每人平均一年大約要消費325個塑料袋。塑料袋稅生效后一個月內(nèi),塑料袋的消費就驟減90%以上。
4.適當限制某些傳統(tǒng)塑料制作的一次性非降解包裝產(chǎn)品
適當限制甚至分期分批禁止某些傳統(tǒng)塑料制作的一次性非降解包裝產(chǎn)品,如一次性垃圾袋、購物袋、日用品外包裝、一次性快餐具、一次性塑料杯、一次性食品包裝容器、一次性食品包裝膜、一次性工業(yè)包裝等。
5.分期分批推廣降解塑料
按照行業(yè)生產(chǎn)能力和制品生產(chǎn)技術(shù),逐步推進降解塑料的推廣進度。在2010年以前,以推動生物降解塑料為主線,輔以淀粉等天然材料共混傳統(tǒng)塑料的產(chǎn)品,對這兩類產(chǎn)品分別給予政策支持,但前者力度要大于后者。在2010年以后,全面推廣生物降解塑料,對淀粉添加傳統(tǒng)塑料類型制品不再享受優(yōu)惠政策。
6.加強行業(yè)協(xié)會橋梁作用
加強中國塑料加工工業(yè)協(xié)會降解塑料專業(yè)委員會的行業(yè)橋梁作用,給與行業(yè)協(xié)會資金支持,利用行業(yè)協(xié)會加強對企業(yè)、生產(chǎn)方向、產(chǎn)品定位等的引導,促進行業(yè)內(nèi)外交流,促進國內(nèi)外交流和貿(mào)易,以及充分的政策調(diào)研和行業(yè)統(tǒng)計工作等。
為了更好地撐起塑化行業(yè)的大旗,新領航從不停步,加強研發(fā),極力推廣環(huán)保塑料,從PVC到PVA,再到更多的環(huán)保塑料,新領航一直砥礪前行!
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