我國可降解塑料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了多次技術(shù)革新，從光降解塑料到淀粉添加型降解塑料再到可全降解的生物可降解塑料。
數(shù)據(jù)顯示，過去5年我國生物可降解塑料消費(fèi)量平均年增速在20%左右，2019年，我國生物降解塑料消費(fèi)量約26萬噸。
“雙11”已過，“雙12”即將到來，在“買買買”以及海量快遞包裹的背后，是塑料包裝廢棄物的持續(xù)增加，給生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來巨大壓力。隨著各地“禁塑令”“限塑令”的實(shí)施，在快遞和日常生活中推廣使用可降解材料，特別是生物可降解塑料，不失為減少環(huán)境污染的一個(gè)有效途徑。
何為生物可降解塑料？推廣和普及生物可降解塑料還面臨哪些挑戰(zhàn)？科技日報(bào)記者就這些問題對相關(guān)專家進(jìn)行了采訪。
并非僅“生物”造但要靠微生物降解
生物可降解塑料又稱生物降解塑料、生物分解塑料，可在自然界中，或在堆肥、厭氧或水性培養(yǎng)液等特定條件下，依靠細(xì)菌、霉菌和藻類等微生物的作用，被完全降解成二氧化碳、甲烷、水等。
生物可降解塑料，“生物”二字是指需要用微生物來降解，并不意味著必須用生物材料來生產(chǎn)。同濟(jì)大學(xué)生態(tài)文明與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究所所長杜歡政教授解釋說，生物可降解塑料可以用石油來生產(chǎn)，也可以用生物基材料來生產(chǎn)。比如聚乳酸(PLA)是目前全球范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)化成熟、產(chǎn)量大、應(yīng)用廣泛的生物可降解塑料。PLA是以乳酸為主要原料聚合而成的聚合物，可以用淀粉生產(chǎn)，也可以用石油生產(chǎn)。
“根據(jù)生物降解塑料的原料來源，可將其分為生物基生物降解塑料、石化基生物降解塑料兩類。”中國塑料加工工業(yè)協(xié)會降解塑料專業(yè)委員會副秘書長刁曉倩說，石化基生物降解塑料是指以化學(xué)合成的方法，將石化產(chǎn)品聚合制成的可生物降解的塑料，比如聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、二氧化碳共聚物(PPC)。
生物基生物降解塑料的原料來源非常廣泛。根據(jù)來源，主要可分為四類：第一類為天然材料直接加工得到的塑料，天然材料來源有植物和動物兩類，植物來源包括纖維素、木質(zhì)素等，動物來源包括明膠、甲殼素、殼聚糖等；第二類為微生物發(fā)酵和化學(xué)合成共同參與得到的聚合物；第三類為由微生物直接合成的聚合物；第四類為以上這些材料共混加工得到的，或這些材料和其他化學(xué)合成的生物降解塑料共混加工得到的。
可降解塑料產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷多次技術(shù)革新
在海口、三亞等地，記者發(fā)現(xiàn)，無論是去商超購物還是喝奶茶、咖啡等，使用的購物袋、吸管等都由生物可降解塑料制成。2020年12月1日起，海南已正式禁止一次性不可降解塑料制品的使用。
不過，當(dāng)消費(fèi)者拿到可降解塑料制品時(shí)，可能想不到，可降解塑料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了多次技術(shù)革新、多次試錯和糾偏。
“光降解塑料”是我國生物降解塑料行業(yè)的發(fā)端。20世紀(jì)70年代早期，塑料薄膜技術(shù)進(jìn)入我國，應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，提高了作物單產(chǎn)。但隨著越來越多的塑料薄膜累積在土壤中，帶來了“白色污染”等問題。
基于此，光降解塑料應(yīng)運(yùn)而生。光降解塑料烯烴聚合物被光照射后可從大分子變?yōu)樾》肿渔湺?，但這僅僅是“崩解”而已，不能從根本上將聚合物降解成對環(huán)境無害的物質(zhì)。崩解產(chǎn)生的小碎片依然殘留在土壤中，無法回收，更影響植物根系的生長，甚至可能會經(jīng)由食物鏈進(jìn)入人體，危害人體健康。
“光降解”之路不通，于是到20世紀(jì)90年代，可降解塑料進(jìn)入淀粉添加型降解塑料階段，產(chǎn)品研發(fā)主要集中于“填充型淀粉塑料”方向。填充型淀粉塑料主要是將淀粉作為填料填充于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等中，通常其填充量達(dá)10%—30%。
“填充型淀粉塑料本質(zhì)上仍含有PE、聚苯乙烯(PS)等聚烯烴聚合物，只能部分降解，仍存在環(huán)境危害?！倍艢g政說，如今，可降解塑料到了全降解塑料階段。全降解塑料包括PLA、PBAT、聚羥基脂肪酸酯(PHA)以及其他天然高分子材料類生物可降解塑料等。大多數(shù)都具有完全可生物降解、較好的機(jī)械性能和加工性等優(yōu)點(diǎn)。
數(shù)據(jù)顯示，過去5年我國生物可降解塑料消費(fèi)量平均年增速在20%左右，2019年，國內(nèi)生物降解塑料消費(fèi)量約26萬噸。隨著禁限塑政策密集出臺和逐步落地，重點(diǎn)替代領(lǐng)域?yàn)橐淮涡员∧?、快遞包裝、線上外賣等。據(jù)估算，到2025年，上述領(lǐng)域預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)生物可降解塑料的大幅替代，保守預(yù)估需求量約693萬噸，而到了2030年則需約1386萬噸。精力包裝，提供各式塑料包裝，塑料卡板箱，塑料圍板箱。
生物可降解塑料發(fā)展瓶頸正逐步打破
生物可降解塑料除在一次性薄膜、快遞包裝等領(lǐng)域可替代傳統(tǒng)塑料外，還可用于農(nóng)用地膜、紡織纖維、耐用塑料餐具、汽車工業(yè)制品、泡沫制品、3D打印材料等領(lǐng)域。
然而，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院在《可降解塑料產(chǎn)業(yè)圖譜：概況、發(fā)展歷程、生產(chǎn)工藝趨勢和瓶頸》一文中指出，生物可降解塑料發(fā)展還面臨多重挑戰(zhàn)。例如，目前市場上生物可降解塑料袋的價(jià)格是傳統(tǒng)塑料袋的3倍以上，如無強(qiáng)制性法規(guī)，難以在市場上推廣；缺少強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，特別是各地對生物可降解塑料的標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，導(dǎo)致政府監(jiān)管部門監(jiān)管困難。
不過，生物可降解塑料發(fā)展瓶頸正在逐步突破。短期來看，隨著生物可降解塑料產(chǎn)能逐漸釋放，價(jià)格增速會逐漸放緩。長期來看，隨著原料的多元化和技術(shù)的進(jìn)步，生物可降解塑料產(chǎn)品價(jià)格總體將有所下降。
此外，我國正在推動生物可降解塑料的標(biāo)準(zhǔn)制定工作。工信部表示，下一步，將會同有關(guān)部門繼續(xù)在標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)、批準(zhǔn)發(fā)布等環(huán)節(jié)支持《生物降解材料與制品降解性能及標(biāo)識要求》《全生物降解飲用吸管》等生物降解塑料領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，為推動塑料污染治理提供技術(shù)支撐。
杜歡政表示，要解決塑料的污染問題，首先是塑料使用減量，其次是加大循環(huán)利用力度，然后才是替代。替代包括紙?zhí)娲?、其他材料替代，也包括用可降解塑料替代不可降解塑料。在這樣的背景下，生物可降解塑料產(chǎn)業(yè)或?qū)⒌玫礁焖俚陌l(fā)展。
