生物降解塑料，一片红火还是危机暗藏

　　目前大气中的CO2 浓度已经超过 415 ppm，2020 地球平均气温增幅也已经超过 1.1 ℃，一旦冲破1.5-2℃的临界点，将引发恶性循环，很快会上冲6℃，全球冰融会让海平面升高61 米。在此压力之下，碳减排已经成为全球共识。中国也已经向世界庄重承诺：要在2030 年前达到碳峰值， 2060 年前实现碳中和。

　　然而，这并不是我们目前面临的唯一困境。在全球每年超过3 亿吨的塑料产量中，回收比例只有14% 左右，未得到适当处理的塑料废弃物占据了大量的土地，连海洋和无人居住的岛屿也不能幸免——数据显示，目前海洋里废塑料已超过1亿吨，到 2050 年，海里的废塑料总重量将比鱼更多，联合国估计塑料微粒的数目已经是天上星辰的500倍，严重影响人类及生物健康！

　　因此，减碳和加强塑料污染治理，已经迫在眉睫。

　　今天，我们将视线聚焦在塑料/ 固废的污染治理方面，一起来探寻背后的替代方案和商业机会。

　　弄清生物降解塑料的真正内涵

　　在塑料圈，一直流传着3 个“R”的说法：Reduce， Reuse，Recycle，对应的分别是减少使用、重复使用和回收加工，这也是减少塑料污染的首选方式。

　　但在不得不使用塑料时，以生物塑料/ 材料替代传统塑料用在一次性和短试用期难回收的制品上，达到减碳、减废目标，也成为近年来的环保新潮流。中国科学院宁波材料技术与工程研究所客聘研究员、世界生态组织中国代表处首席科学家甄光明指出：以PLA（聚乳酸）、PBAT( 己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)、PHA、PGA、PCL等为代表的生物降解塑料，在中国已有多个万吨级厂运转或正大规模建厂中，今明两年其规模及品种即可领先全球，其中有诸多商业机会有待挖掘。

　　作为一名在生物塑料行业潜心研究20 年的资深专家，甄光明也被有些人称为“最了解生物塑料的人”。 他的履历非常丰富，除却学术上的成就不说，他还曾任世界最大乳酸公司科碧恩普拉克公司及道达尔科碧恩聚乳酸合资公司的中国区总经理，也曾担任世界最大聚乳酸公司 NatureWorks 的首席代表，一直以来，他都在为促进生物塑料产业的健康发展而积极奔走。

　　据甄光明介绍，要发展生物塑料产业，首先要弄清楚什么是生物塑料，特别是生物降解塑料的真正内涵。

　　“生物塑料包含了生物基材料/ 塑料和生物降解塑料两个大类，生物基材料以动植物（甲壳/ 淀粉/ 秸秆/ 纤维素/ 藻类等生物基）为原料，所生产的聚合物（可降解或不可降解）相对传统石化基材料可减少碳足迹和全球暖化。而生物降解塑料不管来源（生物基或石化基），只要此塑料可迅速完全降解成二氧化碳和水等，回到大自然，不造成污染毒害即可。它们既可能是生物基的（如纸、聚乳酸、 PHA），也可能是石化基的（如 PBAT、PGA、PCL 等）。”甄光明介绍道。

　　他同时指出：关于生物降解塑料，部分人存在一些认知上的误区。“降解最终的产物一定是二氧化碳和水，而且对降解时间也有要求。溶解或裂解并不一定能迅速生物降解到二氧化碳和水，因此也无法避免生态毒害。”甄光明随手举例：如PVA 膜袋可溶解于热水，但干了又变成膜；光氧降解催化剂加在PE 里，可以将PE 碎裂成微粒，但仍然不能降解；纤维淀粉石粉酶制剂等加在PE 里，淀粉或秸秆降解了，但PE 还是PE……诸如此类材料，都不是真正的生物降解塑料，无法解决达到减废的目的，迅速产生的微粒反而造成更大更快的污染。”

　　探索生物降解塑料行业的无限商机

　　在采访中，甄光明曾多次用“品种齐全、世界独大”来描述中国生物降解塑料项目。在他看来，中国拥有所有主要的生物降解塑料品种，其中PLA和PBAT两个品类尤其值得关注，“如果加上2021 新建项目及目前已宣布项目，我国PLA 的产能将达百万吨，PBAT 的产能甚至将达千万吨！”

　　面对即将释放的大量产能，怎样才能把它们利用好，成了横亘在甄光明心头的一件大事。

　　PLA 是聚酯结构高分子材料，属于热塑性硬性塑料，具有很好的透明性，和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET 聚酯）及聚苯乙烯（PS）性能较为类似，可直接制成透明硬质薄膜、挤出片材并制作吸塑制品，也可以通过熔融纺丝、注塑加工、吹塑等方式进行加工。

　　甄光明随即列举了PLA 可以大有作为的应用场景：在食品包装行业，PLA 可在现有塑料生产线上加工，满足食品接触安全标准，如有需要也可提供高耐热性，最终产品可回收、可堆肥，因此可以用来生产儿童餐具、咖啡杯、水果包装、咖啡胶囊等制品；在消费电子产品行业，PLA 制品经过共混改性后可用于手机外壳、电脑外壳、交通卡等；在一次性餐具领域，目前耐热聚乳酸餐具发泡技术已经取得突破，成本和传统一次性餐具有了“一较高下”之力，下一步要攻克的难题是提升发泡率、降低成本；在纤维和无纺布行业，PLA的应用更是让人眼花缭乱，服装、填充物、湿巾、布袋、口罩、防护服等都是目标市场。

　　在新冠疫情远未结束的今天，数以亿计的废弃口罩造成了特殊的环境问题。长此以往，它们产生的微克级塑料微粒对气候变化的影响将不可想象。PLA 能取代传统的PP 做出熔喷无纺布吗，PLA 熔喷料及驻极条件有什么变化，PLA 驻极母粒的静电持续性、滤菌效果、保质期、使用期怎么样……这一切都有待行业有志之士来探索。

　　我国目前产业化程度较高的另一种生物降解塑料是PBAT，它属于软性降解塑料，可与PLA 等共混增强生产购物袋和地膜等。它的透气性比PE 高很多，要取代PE 在干燥地区用来保持水汽的地膜很困难，比较适合用来生产于潮湿地区根茎蔬菜类的降解地膜。由于降解太快，PBAT 做地膜尚不能满足棉花等作物的长使用期要求，须通过共混共聚及多层吹膜等手段改进以上性能缺陷。德国BASF 和意大利Novamont 是PBAT 领域的第一梯队厂商，国内的主要生产企业有金发科技、新疆蓝山屯河、金辉、恒力/ 康辉、莫高、鑫富等，还有四五十家公司已宣布兴建千万吨级的工厂。

　　推广生物塑料的研发方向

　　研发聚合技术、共混配方、改进性能、降低成本、解决污染……这些都是生物塑料未来要重点关注的技术开发方向。

　　举例来说，PLA 两步法工艺中要先形成丙交酯中间体，它的生产提纯技术直接关系到PLA 的品质和成本。共混及共聚改性、淀粉变性交联、食品安全级别添加剂（如抗水解剂）的合成也是重中之重。除此之外，复合淀粉，纸张/纸浆/植物纤维、降解玻纤等增强改性技术，半/ 耐用品如3C、汽车零件、餐具等结晶耐热增韧阻燃等的开发，薄膜、地膜、纸涂层、BOPLA 等设备及生产技术成品强度、品质及成本，挤出发泡的倍数耐热及其吸塑成型技术，瓶子及薄膜的阻气性方案，线上聚合或共混后，熔体直接制片材或纤维的优化工艺流程、拉丝速度，结晶耐热，加弹等后处理，静电驻极的电荷及持久性方案，等等，都很值得关注。

　　“如果能通过三层共挤或者镀膜等工艺，解决聚乳酸瓶阻隔气体的难题，马上就会在应用上取得重大突破！”甄光明说道， “生物降解塑料的挑战首先在于性能需满足产品要求，目前我们还无法做出生物可降解的尿布，棉花用的地膜，或者要用很多倍的价钱才能做到。达到性能后的下一步是考虑成本，目前生物降解塑料的价格一般是传统塑料的2-3 倍，如果没有禁塑令的推动，很难真正有很大意义的进展。”

　　关注禁塑令下的终端处理

　　在最近几年，我国政府宣布了禁止洋垃圾/ 废塑料进口，指定海南示范，垃圾分类、禁塑令、碳达峰/ 碳中和等政策，中国的环保政策已是势不可挡，无庸置疑。但被推上风口浪尖的生物降解塑料，在快速发展时也产生了一些问题，如供应紧张、大幅涨价、原料供应不足、生产及应用技术未能突破、假降解塑料鱼目混珠、终端处理还未到位，等等。

　　甄光明告诉我们，生物降解塑料一次性制品的主要终端处理手段是沼气和堆肥。“沼气先把一部分能量拿出来，然后沼气的渣还要继续做堆肥，才能最终回到大自然。”他反对目前海南政府将分类后的干湿垃圾一起焚烧的做法，“把可以堆肥的湿垃圾加上重油一把火烧掉，太可惜了！我们花了那么大的力气推行垃圾分类，这种做法却让垃圾分类变得毫无意义，而且违反了降低碳排放的国家方向。厨余垃圾如果使用可降解塑料垃圾袋来盛放，就不用清洗或破袋，二者可以直接一起进入堆肥环节。”

　　他也大力呼吁，政府应该多建或者通过签约补贴等方式推动区块链式的堆肥厂。“目前杭州的小区已经完成了小区内的堆肥建设，通过短短3-10 天就可以将湿垃圾减量到原来的 1/10，然后通过垃圾车将其运送到园林混拌厂继续熟化成为肥料使用，完成循环经济的使命。”

　　写在最后

　　访谈的时光悄悄流逝，一桌三凳的办公室一隅，从不了解到慢慢深入，我们在最后油然而生出一股敬意，为这位一直为生物降解塑料产业奔波的人。未来，我们希望生物降解塑料产业在攻克技术关的同时，也将终端处理环节考虑进去，保护环境和青山绿水，让我们的子孙后代能真正享受到发展生物塑料产业带来的好处。