韋麗明
(上海若祎新材料科技有限公司)
1950 年,全球每年生產(chǎn)塑料約為200 萬(wàn)噸;2017 年,塑料產(chǎn)量已升至3.48 億噸,預(yù)計(jì)到2024年的塑料年產(chǎn)量將達(dá)到7 億噸。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,全球每年大約產(chǎn)出大量塑料垃圾,只有不到10%的垃圾被有效回收利用,其中大部分塑料被流向垃圾填埋場(chǎng)或海洋,當(dāng)前全球塑料污染速度可能造成無(wú)法逆轉(zhuǎn)的影響。
2000 年,聯(lián)合國(guó)千年峰會(huì)審議通過(guò)了《千年發(fā)展目標(biāo)2000-2015》(Millennium..Development Goals(2000-2015)),經(jīng)過(guò)近15 年的發(fā)展,全球落實(shí)千年發(fā)展目標(biāo)已經(jīng)取得積極進(jìn)展。
到2015 年,聯(lián)合國(guó)發(fā)展峰會(huì)又審議通過(guò)《改變我們的世界——2030 年可持續(xù)發(fā)展議程2016-2030》(Transforming our World:The 2030 Agenda for Sustainable Development)(以及簡(jiǎn)稱“2030 議程”)[1],“2030 議程”愿景提出:以可持續(xù)的方式進(jìn)行生產(chǎn)、消費(fèi)和使用從空氣到土地、從河流、湖泊和地下含水層到海洋的各種自然資源的世界。技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用顧及對(duì)氣候的影響、維護(hù)生物多樣性。減少?gòu)U物,回收廢物和提高水和能源的使用效率[2]。
為達(dá)到2030 議程目標(biāo),各國(guó)采取了多項(xiàng)、多維度環(huán)境保護(hù)措施,提出減塑、禁止使用一次塑料的具體措施和日程。
從千年發(fā)展目標(biāo)到可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),全球政治、經(jīng)濟(jì)體系格局發(fā)生的深刻的變化,特別進(jìn)入2020 年以后,百年變局和世紀(jì)疫情交織疊加,原有的產(chǎn)業(yè)鏈全球化秩序受到嚴(yán)重影響,不確定性受多重因素影響明顯疊加,化工新材料產(chǎn)業(yè),尤其是塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在市場(chǎng)需求和創(chuàng)新成果的累積與共同推動(dòng)下,正在出現(xiàn)或正在醞釀出現(xiàn)一系列令人振奮的新突破,在新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新機(jī)遇等等方面,讓我們看到了塑料新材料產(chǎn)業(yè)充滿希望的創(chuàng)新發(fā)展新未來(lái)。
改變我們的世界—2030 可持續(xù)發(fā)展議程,這既是一份造福人類的行動(dòng)清單,也是我們追求未來(lái)更加美好生活的一個(gè)愿景。距2030 議程發(fā)布已經(jīng)走過(guò)7 個(gè)年頭,世界各國(guó)在推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展、助力2030 議程落實(shí)方面,采用了一系列相應(yīng)的政策、措施和研究,這些已經(jīng)或即將要改變、影響我們的生活。
表1 國(guó)際上其他國(guó)家與地區(qū)主要規(guī)定與措施
表1 國(guó)際上其他國(guó)家與地區(qū)主要規(guī)定與措施(續(xù)表1)
表1 國(guó)際上其他國(guó)家與地區(qū)主要規(guī)定與措施(續(xù)表2)
1989 年12 月26 日通過(guò),2014 年4 月24 日修訂,被稱為“史上最嚴(yán)”的新環(huán)保法自2015年1 月1 日起實(shí)施。隨后出臺(tái)一系列法規(guī):《中華人民共和國(guó)水污染防治法》;《中華人民共和國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》、《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》,等。
2015 年9 月,國(guó)家主席習(xí)近平出席聯(lián)合國(guó)發(fā)展峰會(huì),并發(fā)表主題為《謀共同永續(xù)發(fā)展做合作共贏伙伴》的重要講話[3]:中國(guó)鄭重承諾,以落實(shí)2015 年后發(fā)展議程為己任,團(tuán)結(jié)協(xié)作,推動(dòng)全球發(fā)展事業(yè)不斷向前!
2016 年9 月,國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在紐約聯(lián)合國(guó)總部主持2030 年可持續(xù)發(fā)展議程主題座談會(huì)發(fā)布《中國(guó)落實(shí)2030 年可持續(xù)發(fā)展議程國(guó)別方案》[4]。
將2030 議程的落實(shí)工作同《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》等中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略有機(jī)結(jié)合,以創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享的新發(fā)展理念為引領(lǐng),在深圳、太原、桂林、郴州、臨滄、承德推動(dòng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè),加快推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展議程落實(shí)工作,并繼續(xù)為全球發(fā)展事業(yè)做出力所能及的貢獻(xiàn)。
國(guó)家發(fā)展改革委生態(tài)環(huán)境部于2020 年1 月16 日發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見(jiàn)》(發(fā)改環(huán)資[2020]80 號(hào))提出主要目標(biāo)[5]。
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按照“禁限一批、替代循環(huán)一批、規(guī)范一批”的思路,推進(jìn)三項(xiàng)主要任務(wù)。
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2020 年5 月28 日下午,民法典經(jīng)十三屆全國(guó)人大三次會(huì)議審議正式通過(guò),于2021 年1 月1日起施行。
民法典開(kāi)篇就規(guī)定,民事主體從事民事活動(dòng),應(yīng)當(dāng)有利于節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。這就是我們所說(shuō)的“綠色原則”。民法典共1260 條,目前有18 條直接與生態(tài)環(huán)境保護(hù)有關(guān),這在世界上是獨(dú)一無(wú)二的[6]。
全國(guó)各省市圍繞綠色發(fā)展、碳中和目標(biāo),各地相繼出臺(tái)相應(yīng)的限塑、禁塑的具體措施和日程。
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中國(guó)是制造大國(guó),也是塑料制品制造大國(guó)。塑料制品及塑料薄膜/片產(chǎn)能、產(chǎn)量、消費(fèi)總量名列世界前茅。
經(jīng)統(tǒng)計(jì),塑料原料產(chǎn)能及消費(fèi)趨勢(shì)表如圖1。
圖1 塑料原料產(chǎn)能及消費(fèi)趨勢(shì)表
2013 年至2021 年1-8 月塑料制品產(chǎn)量及增速如圖2。
圖2 塑料制品及產(chǎn)量
在塑料薄膜制造行業(yè),截至2021 年年末,中國(guó)雙向拉伸聚丙烯(BOPP)非煙用包裝薄膜產(chǎn)能超600 余萬(wàn)噸;BOPP 香煙包裝薄膜產(chǎn)量約為7.5萬(wàn)噸;流延聚丙烯(CPP)包裝薄膜產(chǎn)量超200萬(wàn)噸;流延聚乙烯(CPE)包裝薄膜產(chǎn)量約為12萬(wàn)噸;聚乙烯PE 吹塑薄膜(含包裝、農(nóng)地膜、牧草膜、棉花膜等等)產(chǎn)量約為1000 萬(wàn)噸;雙向拉伸聚乙烯(BOPE)包裝薄膜目前可以BOPP生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn),中國(guó)企業(yè)向國(guó)外公司新訂的BOPE 生產(chǎn)線目前是9 條生產(chǎn)線,預(yù)計(jì)2022 年投產(chǎn)產(chǎn)能將達(dá)到10 萬(wàn)噸及以上;聚烯烴(POF)收縮膜產(chǎn)量約為50 萬(wàn)噸;雙向拉伸聚酯BOPET(包裝薄膜、新型電工膜、光學(xué)膜等)產(chǎn)能超300 萬(wàn)噸。
然而,全球各國(guó)都意識(shí)不斷增長(zhǎng)的塑料原料及制品,帶來(lái)日益增長(zhǎng)嚴(yán)峻的環(huán)保問(wèn)題。第五屆聯(lián)合國(guó)環(huán)境大會(huì)續(xù)會(huì)通過(guò)了《終止塑料污染決議(草案)》,決議指出,建立一個(gè)政府間談判委員會(huì),到2024 年達(dá)成一項(xiàng)具有國(guó)際法律約束力的協(xié)議,涉及塑料制品的整個(gè)生命周期,包括生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、回收和處理等[13]。
2020 年9 月,習(xí)近平總書(shū)記在第75 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)期間提出,中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2020 年12 月,中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議把“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”定為2021 年八大工作重點(diǎn)之一。
未來(lái),預(yù)計(jì)會(huì)有數(shù)百萬(wàn)億美元的碳資產(chǎn),從油田到電廠,到管道,到相關(guān)的生產(chǎn)制造流程和設(shè)備,都會(huì)因?yàn)樘贾泻偷倪M(jìn)程而擱淺。這一次的沖擊,會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2007、2008 年的金融危機(jī)的影響。這一點(diǎn),資本市場(chǎng),是有深刻認(rèn)知。同時(shí),又催生了一個(gè)新的零碳新工業(yè)體系。碳中和對(duì)于中國(guó)塑料包裝產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō),意味著有更多新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
綠色低碳塑料包裝,應(yīng)是指實(shí)現(xiàn)了從初級(jí)形態(tài)樹(shù)脂原料、薄膜、彩印/復(fù)合、消費(fèi)品、個(gè)人消費(fèi)、垃圾分類、回收、循環(huán)再次加工利用全生命周期的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。
基于多年的塑料薄膜/片與包裝理論研究和創(chuàng)新實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),若祎公司于2016 年在中國(guó)率先提出材質(zhì)一體化、單一材質(zhì)可回收包裝系統(tǒng)性概念。提出開(kāi)發(fā)與推廣單一材質(zhì)可回收包裝的研究方向與可實(shí)施項(xiàng)目。全生物降解和單一材質(zhì)可回收循環(huán)利用將是塑料薄膜/片及包裝未來(lái)發(fā)展的主要技術(shù)路線。
4.2.1 非復(fù)合用途的塑料薄膜/片與包裝
非復(fù)合用途的塑料薄膜/片與包裝,在成型后,無(wú)需與其他薄膜或材料膠粘或復(fù)合即可使用。包括:各類粘膠帶基材膜、服裝袋基材膜、防偽轉(zhuǎn)移基材膜、礦泉水瓶,一次性餐盒等。
在瓶裝用途,推行瓶體與塑料薄膜標(biāo)簽同一材質(zhì)化,或是采用無(wú)塑料薄膜標(biāo)簽,是一種趨勢(shì)??煽诳蓸?lè)在瑞典已經(jīng)推出100%再生材料PET 瓶+回收標(biāo)簽,在日本市場(chǎng)為旗下飲用水品牌 I LOHAS 推出了100%無(wú)標(biāo)簽回收瓶,以減少?gòu)U物和污染,進(jìn)一步簡(jiǎn)化飲料瓶的回收流程。
此外,可口可樂(lè)旗下的汽水品牌sea gram’s、瓶裝水品牌PyeongchangSoo 和Vio Soonsoo、飲料品牌Toreta,已在韓國(guó)推出無(wú)標(biāo)簽包裝。
在粘膠帶基材膜、一次性餐盒、服裝袋基材膜等用途,采用全生物降解材料替代傳統(tǒng)的塑料(PP、PE)將作為發(fā)展的主流趨勢(shì)。例如,原用雙向拉伸聚丙烯(BOPP)封箱膠帶基材膜,大多數(shù)會(huì)逐漸被以全生物降解原料制造的薄膜替代。
技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的頭部集團(tuán)紛紛布局全降解原料及薄膜產(chǎn)業(yè)。中國(guó)石化集團(tuán)資本有限公司(簡(jiǎn)稱“中國(guó)石化資本”)宣布投資入股浙江海正生物材料股份有限公司(簡(jiǎn)稱“海正生物材料”),布局高端聚乳酸(PLA)可降解材料[14];安徽豐原生物技術(shù)股份有限公司(豐原生物)已建成投產(chǎn)15 萬(wàn)噸/年乳酸和10 萬(wàn)噸/年聚乳酸的一期項(xiàng)目,以及配套的原料預(yù)處理、熱電和環(huán)保車間,形成了全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì);作為全球知名的BOPP 薄膜制造企業(yè),中國(guó)軟包裝集團(tuán)延伸發(fā)展了聚烯烴石化產(chǎn)業(yè),并規(guī)劃了全生物降解原料產(chǎn)業(yè)。集團(tuán)下屬福建萬(wàn)景新材料有限公司規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)正丁烷制順酐125.2 萬(wàn)噸/年、1,4-丁二醇(BDO)74.3 萬(wàn)噸/年、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)20 萬(wàn)噸/年、聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)30 萬(wàn)噸/年、聚四氫呋喃(PTMEG)18 萬(wàn)噸/年。
4.2.2 復(fù)合用途的塑料薄膜/片與包裝
復(fù)合用途的塑料薄膜/片與包裝,在后續(xù)加工中,需要與其他薄膜或材料粘粘或復(fù)合,才可滿足包裝功能化、個(gè)性化要求。
隨著人們生活水平提高及審美多樣化,消費(fèi)者及生產(chǎn)者對(duì)包裝不論是品質(zhì)還是視覺(jué)效果追求達(dá)到極致。為追求功能性及精美視覺(jué)效果,目前絕大多數(shù)塑料軟包裝采用多種材質(zhì)的薄膜通過(guò)膠水緊密貼合(復(fù)合)制成。食品、日用化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的包裝,多數(shù)以復(fù)合包裝為主。
例如大米的復(fù)合包裝結(jié)構(gòu)之一是BOPA 薄膜//粘合劑//PE 薄膜;堅(jiān)果類復(fù)合包裝結(jié)構(gòu)之一是BOPP 薄膜//粘合劑//紙//粘合劑//BOPET 鍍鋁膜//PE 薄膜[15]。不同材質(zhì)材料在多次彩印、復(fù)合過(guò)程產(chǎn)生更多VOCs 排放。
且目前,非同類材質(zhì)的復(fù)合包裝薄膜在被廢棄后,90%以上均無(wú)法通過(guò)再次熱塑性加工循環(huán)利用。
由于不具備高附加值的回收利用價(jià)值,只能通過(guò)填埋或焚燒,填埋造成土壤貧瘠、惡化,農(nóng)作物減產(chǎn)或不產(chǎn);以及焚燒產(chǎn)生大量CO2、CO等有毒氣體以及灰分中殘留重金屬,加重環(huán)境污染和溫室效應(yīng),從而造成環(huán)境的二次污染。
單一材質(zhì),又稱為材質(zhì)一體化。在塑料軟包裝復(fù)合結(jié)構(gòu)中,內(nèi)外復(fù)合層屬同一類材質(zhì)且重量百分比為所用材料重量總和的90%及以上,其余為油墨、膠粘劑等不影響再次熱塑性加工回收的涂層和或鍍層。
同類材質(zhì)根據(jù)性能需求進(jìn)行合理的組合(復(fù)合),既可以滿足包裝特性和個(gè)性功能化要求,也可以滿足外觀美觀的要求。包裝復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)外材質(zhì)一體化,可實(shí)現(xiàn)完全回收、循環(huán)再利用,具有重大社會(huì)意義。
研發(fā)案例1:
傳統(tǒng)的牛奶包裝盒采用了紙塑復(fù)合結(jié)構(gòu):由外及內(nèi)分別為:聚乙烯薄膜印刷//膠水//紙板//膠水//聚乙烯薄膜//膠水//鋁箔//膠水//聚乙烯薄膜//膠水//聚乙烯薄膜(熱封層,接觸食品)。
將圖3 紙塑復(fù)合包裝改進(jìn)為單一材質(zhì)包裝[16,17],BOPE//高阻隔膠水//PE 吹塑薄膜(熱封層,接觸食品),由于改進(jìn)后的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)外薄膜為同一材質(zhì),高阻隔膠水/涂層采用了水基PVA 復(fù)配膠水及涂層,克重為0.6~0.8 g/m2,折合厚度約為1 微米以內(nèi),被回收后可以再次熱塑性加工造粒,并可以再次被使用于生產(chǎn)塑料托盤(pán),或其它塑料制品。
圖3 食品紙盒包裝的復(fù)合結(jié)構(gòu)
圖4 牛奶單一材質(zhì)包裝
研發(fā)案例2[18,19]:
大米真空包裝,原包裝結(jié)構(gòu)為BOPA//膠水//聚乙烯薄膜(熱封層,接觸大米);改進(jìn)后用單一材質(zhì)包裝的復(fù)合結(jié)構(gòu)為BOPE//膠水//高阻隔PE吹塑薄膜(熱封層,接觸大米)。
高阻隔PE 吹塑薄膜使用了PE 與熱塑性聚乙烯醇(TPVA)共擠出成型,TPVA 重量百分比占PE 吹塑薄膜總重量百分比為10%以內(nèi),TPVA 重量百分比占復(fù)合膜總重量百分比為8%以內(nèi)。
由于改進(jìn)后的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)外薄膜為同一材質(zhì),經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試與試驗(yàn),單一材質(zhì)復(fù)合膜在被回收后可以再次熱塑性加工造粒,并可以再次使用生產(chǎn)薄膜或其它塑料制品。
圖5 大米單一材質(zhì)包裝
實(shí)踐證明,推廣可循環(huán)、易回收的單一材質(zhì)塑料薄膜/片與包裝產(chǎn)業(yè),技術(shù)可行、路徑清晰,也符合當(dāng)前大石化擴(kuò)能增產(chǎn)合成樹(shù)脂、合成纖維的新形勢(shì),薄膜企業(yè)從源頭開(kāi)始,需要加快技術(shù)創(chuàng)新、新技術(shù)的應(yīng)用,尤其與石化企業(yè)協(xié)作,應(yīng)用材質(zhì)一體化新技術(shù),推行單一材質(zhì)包裝新材料,使之在廢棄后,經(jīng)過(guò)分類、回收、處理,可以進(jìn)行更次熱塑性加工、循環(huán)利用。
新的能源、新的包裝結(jié)構(gòu),讓企業(yè)的成本下降,盈利能力提升。
在碳中和這個(gè)考題面前,我們面臨的挑戰(zhàn)和困難也比較多。碳中和不再是一個(gè)論述題,而是一個(gè)計(jì)算題了。
認(rèn)識(shí)決定行動(dòng),碳中和不僅是環(huán)境責(zé)任、社會(huì)責(zé)任,以綠色低碳為標(biāo)志的生活方式將成為一種時(shí)尚,將深刻影響我們的消費(fèi)觀念。企業(yè)對(duì)碳中和的理解,將決定企業(yè)的發(fā)展、投資、貿(mào)易、管理、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn),個(gè)人對(duì)碳中和的理解,將影響其生活的態(tài)度與方式。
塑料包裝產(chǎn)業(yè)鏈推行單一材質(zhì)可循環(huán)易回收包裝與全生物降解塑料包裝,是包裝產(chǎn)業(yè)從人口紅利,轉(zhuǎn)型升級(jí)為綠能紅利,是包裝制造業(yè)又一次騰飛的良好機(jī)遇。
新材料、新思維,塑造塑料包裝新發(fā)展,是我們深耕包裝行業(yè)、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的包裝人的情懷、追求。