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中國石化與清華大學近日聯(lián)合發(fā)布的《可降解塑料的環(huán)境影響評價與政策支撐研究報告》指出，我國可降解塑料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系已經(jīng)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(yīng)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(jié)等方面下功夫。
產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系較完善
《報告》指出，近年來，我國可降解塑料產(chǎn)能規(guī)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(chǎn)業(yè)技術(shù)體系方面已經(jīng)較為完善，具備全鏈條自主可控能力。
據(jù)中國石化在我國各主要區(qū)域現(xiàn)場調(diào)研，2020年我國PBAT類可降解塑料產(chǎn)能約29.3萬噸。截至2021年4月，國內(nèi)已有超過50家企業(yè)宣布進軍PBAT產(chǎn)業(yè)，已規(guī)劃產(chǎn)能達到1439.8萬噸/年。到2021年年底，國內(nèi)PBAT產(chǎn)能已達到68萬噸，目前在建年產(chǎn)能128萬噸，涵蓋18家企業(yè)，另有40多家企業(yè)宣布計劃布局PBAT產(chǎn)業(yè)，規(guī)劃年產(chǎn)能約965萬噸。從現(xiàn)有建設(shè)和規(guī)劃情況看，到“十四五”末，我國PBAT年產(chǎn)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(chǎn)成本的不確定性增大，多數(shù)企業(yè)未配套BDO生產(chǎn)裝置，以及下游需求不及預(yù)期，致使不少新進企業(yè)項目建設(shè)推遲，實際落地產(chǎn)能還未可知。
《報告》還指出，PLA產(chǎn)業(yè)在我國仍處于起步階段，已建成并投產(chǎn)的生產(chǎn)線并不多，且多數(shù)規(guī)模較小。近年來，國內(nèi)一些玉米深加工企業(yè)和生物化工企業(yè)也開始投資進入PLA產(chǎn)業(yè)。2020年，我國PLA類可降解塑料產(chǎn)能約22萬噸，目前在建年產(chǎn)能超過60萬噸，另有14家企業(yè)計劃布局增產(chǎn)PLA，規(guī)劃年產(chǎn)能超過200萬噸。若這些項目都能落地，2025年我國PLA產(chǎn)能將達380萬噸，成為全球PLA主產(chǎn)地。PLA中間體高光學純度的丙交酯提純工藝復(fù)雜、難度高，一直是生產(chǎn)PLA的核心技術(shù)難題。丙交酯分離提純存在壁壘，多數(shù)企業(yè)仍在攻關(guān)階段，預(yù)計我國目前和未來的主要產(chǎn)能還是掌握在安徽豐原、浙江海正等生產(chǎn)工藝成熟的企業(yè)。浙江海正目前擁有PLA產(chǎn)能4.5萬噸/年。浙江海正稱已自主掌握丙交酯等核心技術(shù)，能夠扎實推進我國PLA的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
據(jù)介紹，安徽豐原目前擁有PLA產(chǎn)能3.3萬噸/年，還規(guī)劃建設(shè)4~5個模塊，預(yù)計釋放共計130萬~150萬噸的新產(chǎn)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(chǎn)權(quán)的技術(shù)。生產(chǎn)成本方面，據(jù)安徽豐原介紹，2~2.5噸玉米可生產(chǎn)1噸PLA，30萬噸/年P(guān)LA裝置共消耗60萬~75萬噸玉米，PLA的噸生產(chǎn)成本在1.3萬~1.5萬元。轉(zhuǎn)化率方面，乳酸到丙交酯轉(zhuǎn)化率在80%~85%，丙交酯到PLA轉(zhuǎn)化率在90%~95%，單個模塊(50萬噸/年乳酸、30萬噸/年P(guān)LA裝置)可節(jié)余5萬噸左右的丙交酯作為商品出售。
除上述企業(yè)外，國內(nèi)其他企業(yè)如吉林中糧、河北華丹、永樂生物等也都有規(guī)模不等的PLA生產(chǎn)線?？傮w來說，國內(nèi)企業(yè)目前在PLA生產(chǎn)領(lǐng)域基本具備自主生產(chǎn)能力，不存在大規(guī)模擴產(chǎn)后核心技術(shù)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(chǎn)能，相對而言產(chǎn)能規(guī)劃較少。
可降解優(yōu)勢尚未完全發(fā)揮
《報告》認為，我國目前可降解塑料制品使用存在結(jié)構(gòu)性矛盾，可降解優(yōu)勢尚未完全發(fā)揮。物質(zhì)代謝研究結(jié)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(wèi)生填埋方向，流入環(huán)境方向的占比約3%，只有不到0.01%的比例會最終進入工業(yè)堆肥與厭氧消化的發(fā)酵降解階段。可降解塑料制品使用后實際進入環(huán)境，以及進入生物質(zhì)處理設(shè)施發(fā)揮可降解優(yōu)勢的比例極低。
我國可降解塑料產(chǎn)能布局已經(jīng)出現(xiàn)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(jié)構(gòu)性矛盾，即主要的可降解塑料制品不會泄漏進入環(huán)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(shù)在生命周期末端不會泄漏進入環(huán)境，而是進入焚燒與填埋設(shè)施，導(dǎo)致這部分制品難以實現(xiàn)解決環(huán)境問題的目的。
《報告》還指出，在現(xiàn)有的末端處理設(shè)施中，可降解塑料與傳統(tǒng)塑料的環(huán)境影響區(qū)別不大。在焚燒設(shè)施中，可降解塑料的環(huán)境影響與傳統(tǒng)塑料類似;在填埋設(shè)施中，可降解塑料的環(huán)境影響顯著高于傳統(tǒng)塑料，由于填埋氣甲烷的產(chǎn)生，1千克PLA在填埋設(shè)施的二氧化碳(CO?)排放當量超出傳統(tǒng)塑料焚燒的CO?排放當量約35%。
《報告》建議應(yīng)明確可降解塑料應(yīng)用場景白名單，將存在直接環(huán)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(jié)，建議測試標準基于目前我國工業(yè)堆肥和厭氧發(fā)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(jù)實證降解研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有實際設(shè)施運行時間中，PLA可以在工業(yè)堆肥和高溫厭氧消化環(huán)境下降解，但不能在中溫厭氧消化條件下降解。在58℃工業(yè)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(yōu)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(yè)堆肥、中溫厭氧消化以及高溫厭氧消化的環(huán)境下降解。PBAT在工業(yè)堆肥設(shè)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(shè)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(shè)施實際運行時間要求。
在實際設(shè)施的生物質(zhì)發(fā)酵環(huán)節(jié)中，PHA具有最優(yōu)秀的生物降解性能。在58℃工業(yè)堆肥、35℃濕式厭氧消化、55℃高溫濕式厭氧消化下均可表現(xiàn)出優(yōu)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(zhì)，其生物降解性能過于優(yōu)異，在加工和使用中極易降解。這成為制約其應(yīng)用的一大問題。
