Obecnie na świecie panuje konsensus w sprawie ekologicznego rozwoju tworzyw sztucznych. Prawie 90 krajów i regionów wprowadziło odpowiednie zasady lub przepisy mające na celu kontrolę lub zakaz dotyczący jednorazowych produktów z nieulegających rozkładowi tworzyw sztucznych. Na całym świecie rozpoczęła się nowa fala ekologicznego rozwoju tworzyw sztucznych. W naszym kraju ekologiczna, niskoemisyjna gospodarka o obiegu zamkniętym stała się także głównym kierunkiem polityki przemysłowej w okresie „14. Planu Pięcioletniego”.
Badanie wykazało, że chociaż tworzywa ulegające degradacji będą się w pewnym stopniu rozwijać w ramach promowania polityk, koszty są wysokie, w przyszłości wystąpią nadwyżki mocy produkcyjnych, a wkład w redukcję emisji nie będzie oczywisty. Recykling tworzyw sztucznych spełnia wymogi zielonej, niskoemisyjnej i obiegowej gospodarki. Wraz ze wzrostem cen handlu uprawnieniami do emisji i nałożeniem granicznych podatków od emisji dwutlenku węgla obowiązkowy dodatek materiałów pochodzących z recyklingu stanie się głównym trendem. Zarówno recykling fizyczny, jak i chemiczny wzrosną o dziesiątki milionów ton. W szczególności recykling chemiczny stanie się głównym nurtem rozwoju ekologicznych tworzyw sztucznych. W 2030 r. wskaźnik recyklingu tworzyw sztucznych w moim kraju wzrośnie z 45–50%. Konstrukcja łatwa do recyklingu ma na celu maksymalizację wskaźnika recyklingu i wysokiej wartości wykorzystania odpadów z tworzyw sztucznych. Innowacje techniczne mogą wygenerować miliony ton popytu na rynku tworzyw metalocenowych.
Wzmocnienie recyklingu tworzyw sztucznych jest głównym trendem międzynarodowym
Rozwiązanie problemu białego zanieczyszczenia spowodowanego wyrzuconymi tworzywami sztucznymi jest pierwotnym zamiarem większości krajów na całym świecie wprowadzenia polityk związanych z zarządzaniem tworzywami sztucznymi. Obecnie międzynarodowa reakcja na problem odpadów tworzyw sztucznych polega głównie na ograniczaniu lub zakazie stosowania wyrobów z tworzyw sztucznych trudnych do recyklingu, zachęcaniu do recyklingu tworzyw sztucznych i stosowaniu degradowalnych zamienników tworzyw sztucznych. Wśród nich głównym trendem międzynarodowym jest wzmacnianie recyklingu tworzyw sztucznych.
Zwiększenie udziału recyklingu tworzyw sztucznych jest pierwszym wyborem dla krajów rozwiniętych. Unia Europejska od 1 stycznia 2021 r. nałożyła w swoich państwach członkowskich „podatek od opakowań z tworzyw sztucznych” na tworzywa sztuczne nienadające się do recyklingu, a także zakazała wprowadzania na rynek europejski 10 rodzajów jednorazowych produktów z tworzyw sztucznych, takich jak styropian. Podatek od opakowań zmusza firmy produkujące tworzywa sztuczne do korzystania z tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu. Do 2025 r. UE będzie używać większej liczby materiałów opakowaniowych nadających się do recyklingu. Obecnie roczne zużycie surowców tworzyw sztucznych w moim kraju przekracza 100 mln ton, a oczekuje się, że w 2030 r. osiągnie ponad 150 mln ton. Z przybliżonych szacunków wynika, że eksport opakowań z tworzyw sztucznych z mojego kraju do UE w 2030 r. osiągnie 2,6 mln ton, oraz wymagany będzie podatek od opakowań w wysokości 2,07 miliarda euro. W miarę dalszego rozwoju polityki UE w zakresie podatku od opakowań z tworzyw sztucznych, krajowy rynek tworzyw sztucznych stanie przed wyzwaniami. Pod wpływem podatku od opakowań konieczne jest dodawanie materiałów pochodzących z recyklingu do wyrobów z tworzyw sztucznych, aby zapewnić zyski przedsiębiorstwom w naszym kraju.
Na poziomie technicznym obecne badania nad ekologicznym rozwojem tworzyw sztucznych w krajach rozwiniętych skupiają się głównie na projektowaniu produktów z tworzyw sztucznych łatwych do recyklingu i rozwoju technologii recyklingu chemicznego. Chociaż technologię biodegradowalną po raz pierwszy zainicjowały kraje europejskie i amerykańskie, obecny entuzjazm dla promocji tej technologii nie jest duży.
Recykling tworzyw sztucznych obejmuje głównie dwie metody utylizacji: recykling fizyczny i recykling chemiczny. Regeneracja fizyczna jest obecnie główną metodą recyklingu tworzyw sztucznych, jednak ponieważ każda regeneracja powoduje obniżenie jakości tworzyw sztucznych poddanych recyklingowi, regeneracja mechaniczna i fizyczna ma pewne ograniczenia. W przypadku produktów z tworzyw sztucznych, które są niskiej jakości lub nie dają się łatwo zregenerować, można ogólnie zastosować metody recyklingu chemicznego, to znaczy odpady tworzyw sztucznych są traktowane jak „ropa naftowa” do rafinacji w celu uzyskania ponownego wykorzystania odpadowych tworzyw sztucznych, unikając jednocześnie obniżenia jakości konwencjonalnych produkty pochodzące z recyklingu fizycznego.
Konstrukcja łatwa do recyklingu, jak sama nazwa wskazuje, oznacza, że produkty powiązane z tworzywami sztucznymi uwzględniają czynniki recyklingu podczas procesu produkcji i projektowania, znacznie zwiększając w ten sposób stopień recyklingu tworzyw sztucznych. Na przykład torby opakowaniowe, które wcześniej były produkowane z PE, PVC i PP, są produkowane przy użyciu różnych gatunków polietylenu metalocenowego (mPE), co ułatwia recykling.
Wskaźniki recyklingu tworzyw sztucznych na świecie i w głównych krajach w 2019 r
W 2020 r. mój kraj zużył ponad 100 milionów ton plastiku, z czego około 55% zostało porzuconych, w tym jednorazowe produkty z tworzyw sztucznych i złomowane dobra trwałego użytku. W 2019 r. wskaźnik recyklingu tworzyw sztucznych w moim kraju wyniósł 30% (zob. wykres 1), czyli jest wyższy niż średnia światowa. Kraje rozwinięte sformułowały jednak ambitne plany recyklingu tworzyw sztucznych, a ich wskaźniki recyklingu znacznie wzrosną w przyszłości. W ramach wizji neutralności węglowej nasz kraj znacząco zwiększy także poziom recyklingu tworzyw sztucznych.
Obszary zużycia odpadów z tworzyw sztucznych w moim kraju są w zasadzie takie same jak surowce, przy czym głównymi obszarami są Chiny Wschodnie, Chiny Południowe i Chiny Północne. Wskaźniki recyklingu różnią się znacznie w zależności od branży. W szczególności wskaźnik recyklingu opakowań i tworzyw sztucznych używanych codziennie przez głównych konsumentów jednorazowego plastiku wynosi zaledwie 12% (zob. wykres 2), co pozostawia ogromne pole do poprawy. Tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu mają szeroki zakres zastosowań, z wyjątkiem kilku, takich jak opakowania medyczne i przeznaczone do kontaktu z żywnością, do których można dodawać materiały pochodzące z recyklingu.
W przyszłości poziom recyklingu tworzyw sztucznych w moim kraju znacznie wzrośnie. Do 2030 r. wskaźnik recyklingu tworzyw sztucznych w moim kraju osiągnie 45–50%. Jego motywacja wynika głównie z czterech aspektów: po pierwsze, niewystarczająca nośność środowiskowa i wizja budowy społeczeństwa oszczędzającego zasoby wymagają od całego społeczeństwa zwiększenia poziomu recyklingu tworzyw sztucznych; po drugie, cena handlu uprawnieniami do emisji stale rośnie, a każda tona plastiku poddanego recyklingowi wytworzy plastik. Cały cykl życia redukcji emisji dwutlenku węgla wynosi 3,88 tony, zysk z recyklingu tworzyw sztucznych znacznie wzrósł, a wskaźnik recyklingu znacznie się poprawił; po trzecie, wszystkie główne firmy produkujące produkty z tworzyw sztucznych ogłosiły wykorzystanie tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu lub dodanie tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu. Zapotrzebowanie na materiały pochodzące z recyklingu znacznie wzrośnie w przyszłości i może nastąpić recykling. Cena tworzyw sztucznych jest odwrócona; po czwarte, cła węglowe i podatki od opakowań w Europie i Stanach Zjednoczonych również zmuszą mój kraj do znacznego zwiększenia poziomu recyklingu tworzyw sztucznych.
Plastik z recyklingu ma ogromny wpływ na neutralność węglową. Według obliczeń, w całym cyklu życia każda tona plastiku poddanego fizycznemu recyklingowi spowoduje redukcję emisji dwutlenku węgla średnio o 4,16 tony w porównaniu z tworzywami niepoddanymi recyklingowi. Każda tona plastiku poddanego chemicznemu recyklingowi powoduje zmniejszenie emisji dwutlenku węgla średnio o 1,87 tony w porównaniu z tworzywami sztucznymi niepoddanymi recyklingowi. W 2030 r. fizyczny recykling tworzyw sztucznych w moim kraju zmniejszy emisję dwutlenku węgla o 120 mln ton, a recykling fizyczny + recykling chemiczny (w tym przetwarzanie zdeponowanych odpadów tworzyw sztucznych) zmniejszy emisję dwutlenku węgla o 180 mln ton.
Jednakże branża recyklingu tworzyw sztucznych w moim kraju nadal boryka się z wieloma problemami. Po pierwsze, źródła odpadów z tworzyw sztucznych są rozproszone, kształty odpadów z tworzyw sztucznych są bardzo zróżnicowane, a rodzaje materiałów są różnorodne, co sprawia, że recykling odpadów z tworzyw sztucznych w moim kraju jest trudny i kosztowny. Po drugie, branża recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych ma niski próg i składa się głównie z przedsiębiorstw o charakterze warsztatowym. Metodą sortowania jest głównie sortowanie ręczne, bez zautomatyzowanej technologii sortowania dokładnego i sprzętu przemysłowego. Według stanu na 2020 r. w Chinach działa 26 000 firm zajmujących się recyklingiem tworzyw sztucznych, które są małe, szeroko rozpowszechnione i ogólnie mają słabą rentowność. Charakterystyka struktury przemysłu doprowadziła do problemów w nadzorze nad branżą recyklingu tworzyw sztucznych w moim kraju i ogromnych inwestycji w zasoby regulacyjne. Po trzecie, fragmentacja przemysłu doprowadziła również do wzmożenia zaciekłej konkurencji. Przedsiębiorstwa przywiązują większą wagę do przewagi cenowej produktów i obniżania kosztów produkcji, ale gardzą unowocześnieniem technologicznym. Ogólny rozwój branży jest powolny. Głównym sposobem wykorzystania odpadów plastikowych jest wytwarzanie plastiku pochodzącego z recyklingu. Po ręcznym przesianiu i klasyfikacji, a następnie procesom takim jak kruszenie, topienie, granulacja i modyfikacja, odpady tworzyw sztucznych przekształcane są w cząstki tworzyw sztucznych pochodzące z recyklingu, które można wykorzystać. Ze względu na złożone źródła tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu i wiele zanieczyszczeń stabilność jakości produktu jest wyjątkowo niska. Istnieje pilna potrzeba wzmocnienia badań technicznych i poprawy stabilności tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu. Metody odzyskiwania chemicznego nie są obecnie możliwe do wprowadzenia na rynek ze względu na takie czynniki, jak wysoki koszt sprzętu i katalizatorów. Kontynuowanie badań nad procesami niskokosztowymi jest kluczowym kierunkiem badań i rozwoju.
Istnieje wiele ograniczeń w rozwoju degradowalnych tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne ulegające degradacji, znane również jako tworzywa sztuczne ulegające degradacji w środowisku, odnoszą się do rodzaju tworzyw sztucznych, które w różnych warunkach naturalnych mogą ostatecznie zostać całkowicie rozłożone na dwutlenek węgla, metan, wodę i zmineralizowane sole nieorganiczne zawartych w nich pierwiastków, a także nową biomasę. Ograniczone warunkami degradacji, obszarami zastosowań, badaniami i rozwojem itp., degradowalne tworzywa sztuczne obecnie wymieniane w branży odnoszą się głównie do tworzyw biodegradowalnych. Obecnie głównymi tworzywami ulegającymi degradacji są PBAT, PLA itp. Tworzywa biodegradowalne na ogół wymagają od 90 do 180 dni, aby uległy całkowitej degradacji w warunkach kompostowania przemysłowego, a ze względu na specyfikę materiałów zazwyczaj muszą być oddzielnie klasyfikowane i poddawane recyklingowi. Obecne badania skupiają się na tworzywach sztucznych ulegających kontrolowanej degradacji, czyli tworzywach sztucznych, które ulegają degradacji w określonym czasie i warunkach.
Dostawa ekspresowa, jedzenie na wynos, jednorazowe torby plastikowe i folie ściółkowe to główne obszary zastosowań degradowalnych tworzyw sztucznych w przyszłości. Zgodnie z wydanymi przez mój kraj „Opiniami w sprawie dalszego wzmacniania kontroli zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi” w 2025 r. w przypadku ekspresowych dostaw, toreb na wynos i jednorazowych toreb plastikowych należy stosować tworzywa biodegradowalne i zachęca się do stosowania biodegradowalnych tworzyw sztucznych w foliach ściółkowych. Jednakże w wyżej wymienionych dziedzinach wzrosło wykorzystanie tworzyw sztucznych i degradowalnych zamienników tworzyw sztucznych, takich jak wykorzystanie papieru i włóknin w celu zastąpienia tworzyw sztucznych opakowaniowych, a folie do ściółkowania wzmocniły recykling. Dlatego też stopień penetracji tworzyw biodegradowalnych jest znacznie niższy niż 100%. Według szacunków do 2025 roku zapotrzebowanie na tworzywa degradowalne w powyższych dziedzinach będzie wynosić około 3–4 mln ton.
Tworzywa biodegradowalne mają ograniczony wpływ na neutralność węglową. Emisje dwutlenku węgla w przypadku PBST są tylko nieznacznie niższe niż w przypadku PP, a emisja dwutlenku węgla wynosi 6,2 tony/tonę, czyli jest wyższa niż emisja dwutlenku węgla w przypadku tradycyjnego recyklingu tworzyw sztucznych. PLA to biodegradowalne tworzywo sztuczne. Chociaż jego emisja dwutlenku węgla jest niska, nie jest to emisja zerowa, a materiały pochodzenia biologicznego zużywają dużo energii w procesie sadzenia, fermentacji, separacji i oczyszczania.
Czas publikacji: 06 sierpnia 2024 r