2021年10月11日，聯合國《生物多樣性公約》締約方大會第十五次會議（簡稱“COP15”）在云南昆明開幕。據悉，在COP15第二階段會議（2022年4月25日至5月8日）中，各國代表將對《2020年后全球生物多樣性框架》進行審議，并做出最終決定。與2015年頒布的應對氣候變化的《巴黎協定》一樣，《2020年后全球生物多樣性框架》草案設立了到2030年在保護生物多樣性方面應該實現的21個具體目標，其中包括消除塑料廢棄物排放。本文以保護生物多樣性為切入點，探討消除塑料廢棄物污染的方向，這些方向不僅是政府需要去努力做的，也蘊藏著市場的一些新機遇。
塑料污染和生物多樣性
塑料是世界上使用最廣泛的材料之一，自上世紀初誕生以來，以其優良性能和低成本，被廣泛應用于包裝、建筑、汽車、電子產品等領域。塑料的產量在最近幾十年已經飆升到驚人的水平。全球塑料產量自1950年的150萬噸增長至2018年的3.59億噸，復合增速為8.39%，總產量近100億噸。假設全球塑料產量繼續以每年8%的速度增長，那么到2030年塑料的年產量將達到9億噸。
近年來，海洋遭受了嚴重的塑料污染，大量被隨意丟棄的塑料往往通過河流、污水系統或風暴到達大海。根據英國利茲大學國際專家組成的團隊計算機模擬發現，2016年有近1100萬噸塑料最終流入海洋，這個數字大大高于此前估計的800萬噸。如不采取有效措施，預計2040年傾倒進海洋的塑料垃圾將達到2900萬噸，相當于全球每米海岸線都有50公斤塑料垃圾。
塑料需要數百年的時間才能自然降解，其中PE和PP塑料需要600年。進入海洋的塑料嚴重威脅海洋生物的安全和健康。
表1 各種塑料在自然界中的降解時間資料來源：網絡公開資料
世界自然基金會報告指出，海上被丟棄的漁網（常常被稱為“幽靈網”）幾十年來在不斷勒死海洋動物。同時，塑料漂浮在海洋或擱淺在海岸線，會妨礙鳥類活動并導致其溺水。更嚴重的是海洋生物還經常會誤食廢塑料造成的死亡。2015年，澳大利亞昆士蘭大學發表在《全球變化生物學》雜志上的一項研究顯示，52%的海龜吃過塑料污染物。而鯨鯊每天可以攝取大約170個塑料碎片。其它海洋生物也常常會將塑料碎片當成水母誤食。進入動物體內塑料會刺激它們的消化系統，導致腸道堵塞、腸壁穿孔而死或吸收塑料中的化學物質而死亡。如果塑料沒有從動物體內排出，就會讓它們感到“飽脹”，最終甚至會被餓死。
生物多樣性保護是生態文明的本質要求。
保護生物多樣性，就要杜絕塑料污染。
減少塑料的污染無外乎以下兩個途徑：
一是提高塑料回收利用率。
二是尋找替代塑料的新材料。被廢塑料侵害的海洋生物
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提高塑料回收利用率
造成塑料大量進入生態系統的原因之一是廢塑料回收率過低。全球廢塑料的回收率僅為30%左右，而利用率則更低，約為10%。究其原因，一是廢塑料回收系統的不完善，二是廢塑料的回收處理成本過高。塑料的種類很多，每一種回收利用的工藝和手段都不一樣，都需單獨分揀、單獨加工利用。一般按照塑料的可回收利用程度分為7個等級，數字越高意味著回收利用越困難。相對而言，PET和HDPE回收較為容易，因此價值較高；PVC、LDPE、PP、PS及符合塑料處理所需費用更高、消耗更多能源，有時甚至比生產新塑料制品更加高昂，導致很多塑料產品用后即棄。這些不宜回收的低值塑料塑料占我們日常使用塑料的69%。針對高值塑料，我們應考慮其更高效的利用，對于低值塑料則應著重研發新技術，盡可能資源化利用，減少拋棄。我們分別來討論：
01
促進高價值塑料的高效利用
作為世界上最常見的塑料成分，聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）全球年產量可達7000萬噸。盡管PET塑料瓶是塑料制品中最易回收的，但從全球來看其回收率也不高。比如美國的PET瓶回收率不到30%。根據美國國家PET容器資源協會（NAPCOR）的報告顯示，2019年美國聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶的回收率略有下降，回收率從2018年的28.9%下降到2019年的27.9%。
表2 國際典型國家和地區PET飲料包裝回收利用率資料來源：《我國PET飲料包裝回收利用情況研究報告》2020
盡管中國的PET瓶回收率已超過94%，與歐洲回收率相當，但大部分被制成低強度的新塑料，利用效率不高。中國的PET瓶回收和再利用產業鏈上游是以拾荒人群為主體的回收模式，下游是以紡織行業使用為主的再生模式。服裝棄置后成為廢紡，由于織物成分復雜難以分解，仍然是非常大的填埋來源。2020年1月，發展改革委、生態環境部發布的《關于進一步加強塑料污染治理的意見》中提出，鼓勵塑料廢棄物同級化、高附加值利用。對標海外可以發現，歐盟、美國等地區已出臺相關法規，明確以PET為主要成分的一次性飲料容器中需添加再生塑料的最低使用比例和對應實現年限，未來實現這類“瓶到瓶”的同級化、高附加值利用需求將快速擴張。
高價值塑料的高效利用就是要為塑料創造一種閉合的“循環經濟”。例如，一只進入“循環”系統的PET瓶子一次使用后，經過回收工廠的處理重新變成PET原料，然后再被制成一只新的瓶子。這對瓶子本身的設計、回收體系和回收技術都提出了挑戰。
一是要簡化包裝的設計。PET回收的成本中，很大程度上是由瓶子自身設計問題所引起的。許多塑料瓶被包裹在另一種塑料的套層里，這導致進行垃圾分類的紅外探測器無法區分。同時，很多包裝用的是PVC的標簽，會和PET一起下沉，無法用水浮力進行分選，還有一些膠水是粘在標簽上。這些都需要人工處理，增加成本。所以瓶子做得越復雜，可回收性就越低。2021年7月，我國首個易回收易再生塑料制品標識正式啟用，“雙易”標識的使用有利于形成一個塑料生產、使用、回收和再生的封閉循環。
二是設計更完善的回收體系。消費者隨意扔和拾荒者揀的模式效率低下、成本高。發動消費者或者生產者主動回收，從而形成一個全生命周期的閉環是最完美的回收體系，這需要要給廢舊塑料一個價值。國際上流行的做法是“押金制”。消費者購買任意瓶裝飲品時，需多付固定比例或面額的“押金”，歸還瓶子時贖回押金。美國的幾個州和一些歐洲國家通過實施押金制度，將用后即扔的一次性塑料瓶變成可回收品，澳大利亞也在仿效這一做法。“押金制”在一些國家產生了巨大效果。稅收則是一個提高生產者主動回收積極性的工具。以挪威為例，自2014年以來，挪威的所有塑料生產商和進口商都要繳納約40美分/瓶的環境稅。如果公司回收的塑料廢品越多，稅率就會越低。如果一個公司可以回收95%以上的塑料產品，那么稅收就會被減免。
三是不斷提高回收技術。回收技術提高是目前可回收塑料同級化和高附加值的基礎。PET能在清洗干燥后重新成為制瓶原料是因為瓶用PET樹脂的特性粘度要遠高于纖維級樹脂。如果在加工過程中引入擴鏈或本體增粘技術，則瓶到瓶的技術則更具優勢。國內市場已經出現了高級瓶片，技術上可以做到瓶到瓶，中國企業存在的薄弱技術環節就是PET再生顆粒的增粘技術，而能否增粘直接關系到再生PET顆粒的性能。目前世界上已有十多個國家允許回收PET制成的瓶可再灌裝水和飲料，在中國目前面臨的最大的困難是再生塑料無法用于食品接觸級材料。
02
加強廢塑料化學回收技術研發
廢塑料化學回收技術水平的提升將提高本來難以回收的低值廢塑料的回收率。整體上看，垃圾處理開始從焚燒向資源化轉變，大量政府部門開始探討資源化。近年來，由于世界多國政策及國際主流石化、品牌和包裝巨頭企業大力投資等因素推動，廢塑料化學回收逐漸成為全球關注的話題。
“廢塑料化學回收（Chemical Recovery）”是將塑料廢棄物經過一系列化學轉化，生成油、氣、炭、單體等中間化學品的過程。作為塑料廢棄物回收再生的兩條主要路徑，物理回收和化學回收是互補關系。物理回收適合處理高價值、品類單一、較為干凈的廢塑料，化學回收可以處理低價值、混合的、受污染的廢塑料。物理回收的產物較難達到食品和醫藥等高價值應用領域要求，化學回收是在廢塑料分子層面進行拆分和重組，產物與石油基塑料質量相同，可應用于食品和醫藥等高價值領域。廢塑料化學回收技術的發展為低值塑料提供了潛在的解決方案。
表3 廢塑料化學回收技術分類資料來源：網絡公開資料
過去，化學回收在經濟上很難證明是合理的，加工設備復雜并且是高能耗的。隨著社會越來越意識到廢塑料帶來的環境問題，人類需要為那些難以回收的塑料找到回收的方法。在近十幾年中，化學回收技術得到了發展，目前化學品回收領域有許多令人興奮的發展。目前，全球已有眾多公司致力于研發化學回收技術。
Plastic Energy
WINTER
總部位于英國的一家塑料回收公司，其開發的專利技術稱為“熱厭氧技術”，可將無價值的塑料廢物轉化為替代燃料，或將油轉化為新的（食品安全）塑料。Plastic Energy已在西班牙的塞維利亞和阿爾梅里亞開設了兩家化學回收規模化工廠，每噸廢塑料抽出850升石油。日前，SABIC正式與Plastic Energy達成了合作協議。
Loop Industries
WINTER
是一家位于加拿大蒙特利爾的創新科技公司。其開發的針對于PET的專利技術“零能量解聚技術”，將PET完全分解為單體：對苯二甲酸二甲酯（DMT）和單乙二醇（MEG）無需加熱或加壓，然后純化單體，除去所有著色劑、添加劑和有機或無機雜質。最后，DMT和MEG被重新聚合成PET塑料，符合FDA關于食品接觸用途的要求。目前，可口可樂、百事可樂、達能、歐萊雅紛紛與LOOP簽訂供貨協議。
Recenso GmbH
WINTER
這是一家位于德國的回收公司，該公司開發出一種工藝將混合塑料轉化為油，該工藝稱為“催化摩擦化學轉化（CTC）”，是一種單步催化液化工藝，通過熱力、催化力和物理力的組合來裂解烴。其生產的油既可以用于能源目的，也可以作為化學和石化工業中的二次原料。目前，巴斯夫與Recenso GmbH達成合作。
PowerHouse Energy
WINTER
公司開發了一種稱為DMG的技術工藝（使用熱轉換室生產合成氣），幾乎可將任何生物質或含碳廢物流轉化為清潔能源和氫氣。剛剛獲得全球領先的技術保證公司DNV-GL頒發的可行性證書，PowerHouse Energy正準備利用DMG工藝建造第一座商業工廠。
ReNew ELP
WINTER
公司獲得專利的催化水熱反應堆（Cat-HTR），該反應堆由澳大利亞Licella在過去十年中開發，Cat-HTR不同于氣化或熱解等競爭技術，因為它在超臨界條件下使用水將各種塑料分解成其原始組分分子。然后重新排列這些分子以生產新的化學品和再生油，這些油可以替代化石燃料生產新塑料并為化學部門提供原料。該公司計劃于明年初在Teeside開始建造其第一家塑料回收工廠，該工廠每年將轉換20000噸塑料廢棄物。
Recycling Technologies
WINTER
該公司的RT7000機器使用化學回收工藝將各種形式的塑料廢物（包括難以回收的黑色塑料，薄膜，酥脆包裝和食品袋）轉化為原油等效物Plaxx，然后可用于制造新塑料產品。2021年Recycling Technologies被選為技術提供商，將與盛禧奧和英力士苯領公司攜手實現PS的商業化規模的循環再造。三家公司將于2022年在英國共同建立PS循環再造試點工廠，并共同開發這項技術。
浙江佳人
WINTER
該公司的“廢舊紡織品化學法高質化循環再利用”項目采用以滌綸化學循環再生技術為核心的Eco CircleTM循環型再生系統，將廢舊衣服中的聚酯纖維進行化學處理，完全去除顏色、染料，還原出聚酯原料，重新生成新的聚酯纖維可用于服裝制造。與多家企業、回收機構開展了舊衣回收合作。再生布料應用于世界高端服裝品牌。
JEPLAN
WINTER
這是一家日本公司，致力于將衣服中的聚酯纖維進行化學回收并再次用做聚酯纖維的原料。在這種化學再循環技術中，聚酯在乙二醇溶液中解聚而制備的BHET（聚酯單體），然后BHET被純化并除去各種雜質。然后將純化的BHET進一步聚合，得到聚酯樹脂。該公司與大阪大學合作，開發“棉回收”技術。2010年，Jeplan開始商業化運營，為三菱和NTT Docomo等公司提供回收事宜咨詢服務。
尋找替代材料—可降解塑料
可降解塑料替代不可降解塑料制品，是源頭減量的可靠方案，也會是塑料制品產業發展未來趨勢。
可降解塑料是指一類其制品的各項性能可滿足使用要求，在保存期內性能不變，而使用后在自然環境條件下能降解成對環境無害的物質的塑料。因此，也被稱為“可環境降解塑料”。其按原料分類可分為生物基可降解塑料和石油基可降解塑料，生物基可降解塑料主要有PLA、PHA 和 PBS 等，石油基可降解材料主要有PBAT和PCL等。
01
生物可降解塑料
根據泛歐塑料工業協會（Plastics Europe）近期發布的數據，生物塑料僅占塑料年產量的1%左右。然而，隨著需求增長，以及新型生物聚合物產品的出現，生物塑料有很大的成長空間。
最新市場數據顯示，全球生物塑料產能將從2020年的約211萬噸增至2025年的約287萬噸。新的生物聚合物，例如聚乳酸（PLA）、生物基聚丙烯（PP）和聚羥基脂肪酸酯（PHA）繼續呈現高增長率。其中，生物基PP繼2019年以商業化之后，由于其在眾多領域的廣泛應用，到2025年產能將增長3倍以上；未來五年， PHA產能將增長近十倍。目前，包括聚乳酸（PLA）、聚羥基脂肪酸酯（PHA）、淀粉共混物等在內的所有可生物降解塑料，仍占全球生物塑料產能的近60%（超過120萬噸）。受益于PHA產量的顯著增長以及美、歐在PLA領域的新投資，預計到2025年，可生物降解塑料的產量將增至180萬噸。
2020年1月19日，國家發展改革委、生態環境部印發《關于進一步加強塑料污染治理的意見》提出，分行業、分地區禁止、限制使用傳統塑料，同時加快推廣可降解塑料、紙質包裝等塑料的可替代產品。在“禁塑令”背景下，中國生物可降解塑料行業受到資本青睞，上市企業扎堆布局。近兩年來包括君正集團、華峰集團、萬華化學、金發科技、恒力石化等10余家公司紛紛宣布入局可降解塑料行業。根據Grand View Research公布的數據顯示，2019年我國塑料包裝市場規模541億美元，預計到2025年我國塑料包裝市場規模將達到698億美元，按照可降解塑料替換率為30%計算，預計2025年我國可降解塑料市場規模約為209億美元。總體看來，我國可降解塑料市場前景廣闊，處于行業爆發期。圖2 以纖維素制作的一次性餐具
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02
石油基可降解塑料
相比于生物基可降解塑料，基于石化原料的二元酸二元醇共聚酯系列（PBS、PBAT、PBSA等）國內技術相對成熟，已實現工業化量產，而且原料己二酸（AA）、對苯二甲酸（PTA）、1,4-丁二醇（BDO）等都源自原油和煤炭，可大規模獲取。
PBAT是最成熟的石油基可降解塑料，是最直接便利的可降解塑料替代方案。PBAT是BDO、AA、PTA的三元共聚物，通過添加第三組分制備PBS共聚物，調節其分子結構，實現性能和降解的可控調節，綜合了脂肪族聚酯的優異降解性能和芳香族聚酯的良好力學性能。截止目前，我國PBAT產能已達到23.5萬噸，超越了海外產能總和。今年以來，很多企業都有布局PBAT，已有新疆望京龍、萬華化學、浙江華峰、巴斯夫廣東、彤程新材、金發科技、瑞豐高材、營口康輝石化等多個PBAT新建及擴建項目，在建產能大概為36.7萬噸/年，擬建產能170萬噸/年。
保護自然，就是保護我們自己。如果能解決塑料污染的問題，那么我們能拯救更多的生物，這需要全人類來努力，更長遠去考慮我們如何使用塑料制品。