可降解塑料的可行之路

　　中國石化與清華大學近日聯合發布的《可降解塑料的環境影響評價與政策支撐研究報告》指出，我國可降解塑料產業技術體系已經較為完善，并具備全鏈條自主可控能力，但可降解塑料使用與后端處理仍然存在一些問題，應在解決可降解塑料評價標準體系與實際末端處理處置方式嚴重脫節等方面下功夫。

　　產業技術體系較完善

　　《報告》指出，近年來，我國可降解塑料產能規劃增長迅速，其中聚對苯二甲酸—己二酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)是主流材料品種。同時，可降解塑料產業技術體系方面已經較為完善，具備全鏈條自主可控能力。

　　據中國石化在我國各主要區域現場調研，2020年我國PBAT類可降解塑料產能約29.3萬噸。截至2021年4月，國內已有超過50家企業宣布進軍PBAT產業，已規劃產能達到1439.8萬噸/年。到2021年年底，國內PBAT產能已達到68萬噸，目前在建年產能128萬噸，涵蓋18家企業，另有40多家企業宣布計劃布局PBAT產業，規劃年產能約965萬噸。從現有建設和規劃情況看，到“十四五”末，我國PBAT年產能有望超過1150萬噸。由于2021年以來1,4-丁二醇(BDO)價格高企大幅波動，造成PBAT生產成本的不確定性增大，多數企業未配套BDO生產裝置，以及下游需求不及預期，致使不少新進企業項目建設推遲，實際落地產能還未可知。

　　《報告》還指出，PLA產業在我國仍處于起步階段，已建成并投產的生產線并不多，且多數規模較小。近年來，國內一些玉米深加工企業和生物化工企業也開始投資進入PLA產業。2020年，我國PLA類可降解塑料產能約22萬噸，目前在建年產能超過60萬噸，另有14家企業計劃布局增產PLA，規劃年產能超過200萬噸。若這些項目都能落地，2025年我國PLA產能將達380萬噸，成為全球PLA主產地。PLA中間體高光學純度的丙交酯提純工藝復雜、難度高，一直是生產PLA的核心技術難題。丙交酯分離提純存在壁壘，多數企業仍在攻關階段，預計我國目前和未來的主要產能還是掌握在安徽豐原、浙江海正等生產工藝成熟的企業。浙江海正目前擁有PLA產能4.5萬噸/年。浙江海正稱已自主掌握丙交酯等核心技術，能夠扎實推進我國PLA的產業化發展。

　　據介紹，安徽豐原目前擁有PLA產能3.3萬噸/年，還規劃建設4~5個模塊，預計釋放共計130萬~150萬噸的新產能。除與比利時格拉特合作外，安徽豐原還擁有一套自主知識產權的技術。生產成本方面，據安徽豐原介紹，2~2.5噸玉米可生產1噸PLA，30萬噸/年PLA裝置共消耗60萬~75萬噸玉米，PLA的噸生產成本在1.3萬~1.5萬元。轉化率方面，乳酸到丙交酯轉化率在80%~85%，丙交酯到PLA轉化率在90%~95%，單個模塊(50萬噸/年乳酸、30萬噸/年PLA裝置)可節余5萬噸左右的丙交酯作為商品出售。

　　除上述企業外，國內其他企業如吉林中糧、河北華丹、永樂生物等也都有規模不等的PLA生產線。總體來說，國內企業目前在PLA生產領域基本具備自主生產能力，不存在大規模擴產后核心技術受制于人的問題。

　　除PBAT類、PLA類可降解塑料之外，我國還存在部分聚碳酸亞丙酯(PPC)與聚羥基烷酸酯(PHA)類可降解塑料產能，相對而言產能規劃較少。

　　可降解優勢尚未完全發揮

　　《報告》認為，我國目前可降解塑料制品使用存在結構性矛盾，可降解優勢尚未完全發揮。物質代謝研究結果表明，我國可降解塑料目前接近97%的比例仍然流向受控焚燒與衛生填埋方向，流入環境方向的占比約3%，只有不到0.01%的比例會最終進入工業堆肥與厭氧消化的發酵降解階段。可降解塑料制品使用后實際進入環境，以及進入生物質處理設施發揮可降解優勢的比例極低。

　　我國可降解塑料產能布局已經出現過剩趨勢，超出未來政策最嚴要求用量近3倍，尤其是存在嚴重的結構性矛盾，即主要的可降解塑料制品不會泄漏進入環境。主要的可降解塑料制品為可降解塑料袋、其次為餐盒具、再次為可降解吸管，然而這些制品絕大多數在生命周期末端不會泄漏進入環境，而是進入焚燒與填埋設施，導致這部分制品難以實現解決環境問題的目的。

　　《報告》還指出，在現有的末端處理設施中，可降解塑料與傳統塑料的環境影響區別不大。在焚燒設施中，可降解塑料的環境影響與傳統塑料類似;在填埋設施中，可降解塑料的環境影響顯著高于傳統塑料，由于填埋氣甲烷的產生，1千克PLA在填埋設施的二氧化碳(CO?)排放當量超出傳統塑料焚燒的CO?排放當量約35%。

　　《報告》建議應明確可降解塑料應用場景白名單，將存在直接環境泄漏的塑料制品使用場景作為各地制定并出臺可降解塑料替代方案的前提。

　　評價標準體系需修正

　　《報告》還指出，目前的可降解塑料評價標準體系與實際末端處理處置方式嚴重脫節，建議測試標準基于目前我國工業堆肥和厭氧發酵工藝的實際運行時間，修正可降解塑料的降解時間評價指標。

　　根據實證降解研究結果發現，在現有實際設施運行時間中，PLA可以在工業堆肥和高溫厭氧消化環境下降解，但不能在中溫厭氧消化條件下降解。在58℃工業堆肥條件下運行30天左右，PLA降解率可以達到約70%；在55℃高溫濕式厭氧消化條件下運行40天左右，降解率可達約80%。兩種條件下的降解率分別優于或接近天然纖維素。但在35℃中溫濕式厭氧消化條件下運行40天時，PLA的降解率只有約10%。

　　而PBAT不能在工業堆肥、中溫厭氧消化以及高溫厭氧消化的環境下降解。PBAT在工業堆肥設施單批次最大運行時間30天時降解率小于5%，在35℃和55℃濕式厭氧消化設施單批次最大運行時間40天時降解率均小于8%，均遠劣于天然纖維素和PLA，遠達不到設施實際運行時間要求。

　　在實際設施的生物質發酵環節中，PHA具有最優秀的生物降解性能。在58℃工業堆肥、35℃濕式厭氧消化、55℃高溫濕式厭氧消化下均可表現出優于或接近天然纖維素的降解率。但由于PHA是天然存在于微生物中儲存碳源和能量的物質，其生物降解性能過于優異，在加工和使用中極易降解。這成為制約其應用的一大問題。