前 言

2021年10月11日，联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议（简称“COP15”）在云南昆明开幕。据悉，在COP15第二阶段会议（2022年4月25日至5月8日）中，各国代表将对《2020年后全球生物多样性框架》进行审议，并做出最终决定。与2015年颁布的应对气候变化的《巴黎协定》一样，《2020年后全球生物多样性框架》草案设立了到2030年在保护生物多样性方面应该实现的21个具体目标，其中包括消除塑料废弃物排放。本文以保护生物多样性为切入点，探讨消除塑料废弃物污染的方向，这些方向不仅是政府需要去努力做的，也蕴藏着市场的一些新机遇。

塑料污染和生物多样性

塑料是世界上使用最广泛的材料之一，自上世纪初诞生以来，以其优良性能和低成本，被广泛应用于包装、建筑、汽车、电子产品等领域。塑料的产量在最近几十年已经飙升到惊人的水平。全球塑料产量自1950年的150万吨增长至2018年的3.59亿吨，复合增速为8.39%，总产量近100亿吨。假设全球塑料产量继续以每年8%的速度增长，那么到2030年塑料的年产量将达到9亿吨。

近年来，海洋遭受了严重的塑料污染，大量被随意丢弃的塑料往往通过河流、污水系统或风暴到达大海。根据英国利兹大学国际专家组成的团队计算机模拟发现，2016年有近1100万吨塑料最终流入海洋，这个数字大大高于此前估计的800万吨。如不采取有效措施，预计2040年倾倒进海洋的塑料垃圾将达到2900万吨，相当于全球每米海岸线都有50公斤塑料垃圾。

塑料需要数百年的时间才能自然降解，其中PE和PP塑料需要600年。进入海洋的塑料严重威胁海洋生物的安全和健康。

表1 各种塑料在自然界中的降解时间

资料来源：网络公开资料

世界自然基金会报告指出，海上被丢弃的渔网（常常被称为“幽灵网”）几十年来在不断勒死海洋动物。同时，塑料漂浮在海洋或搁浅在海岸线，会妨碍鸟类活动并导致其溺水。更严重的是海洋生物还经常会误食废塑料造成的死亡。2015年，澳大利亚昆士兰大学发表在《全球变化生物学》杂志上的一项研究显示，52%的海龟吃过塑料污染物。而鲸鲨每天可以摄取大约170个塑料碎片。其它海洋生物也常常会将塑料碎片当成水母误食。进入动物体内塑料会刺激它们的消化系统，导致肠道堵塞、肠壁穿孔而死或吸收塑料中的化学物质而死亡。如果塑料没有从动物体内排出，就会让它们感到“饱胀”，最终甚至会被饿死。

生物多样性保护是生态文明的本质要求。

保护生物多样性，就要杜绝塑料污染。

减少塑料的污染无外乎以下两个途径：

一是提高塑料回收利用率。

二是寻找替代塑料的新材料。

被废塑料侵害的海洋生物

图片来源：网络

提高塑料回收利用率

造成塑料大量进入生态系统的原因之一是废塑料回收率过低。全球废塑料的回收率仅为30%左右，而利用率则更低，约为10%。究其原因，一是废塑料回收系统的不完善，二是废塑料的回收处理成本过高。塑料的种类很多，每一种回收利用的工艺和手段都不一样，都需单独分拣、单独加工利用。一般按照塑料的可回收利用程度分为7个等级，数字越高意味着回收利用越困难。相对而言，PET和HDPE回收较为容易，因此价值较高；PVC、LDPE、PP、PS及符合塑料处理所需费用更高、消耗更多能源，有时甚至比生产新塑料制品更加高昂，导致很多塑料产品用后即弃。这些不宜回收的低值塑料塑料占我们日常使用塑料的69%。针对高值塑料，我们应考虑其更高效的利用，对于低值塑料则应着重研发新技术，尽可能资源化利用，减少抛弃。我们分别来讨论：

01  促进高价值塑料的高效利用

作为世界上最常见的塑料成分，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）全球年产量可达7000万吨。尽管PET塑料瓶是塑料制品中最易回收的，但从全球来看其回收率也不高。比如美国的PET瓶回收率不到30%。根据美国国家PET容器资源协会（NAPCOR）的报告显示，2019年美国聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶的回收率略有下降，回收率从2018年的28.9%下降到2019年的27.9%。

表2 国际典型国家和地区PET饮料包装回收利用率

资料来源：《我国PET饮料包装回收利用情况研究报告》2020

尽管中国的PET瓶回收率已超过94%，与欧洲回收率相当，但大部分被制成低强度的新塑料，利用效率不高。中国的PET瓶回收和再利用产业链上游是以拾荒人群为主体的回收模式，下游是以纺织行业使用为主的再生模式。服装弃置后成为废纺，由于织物成分复杂难以分解，仍然是非常大的填埋来源。2020年1月，发展改革委、生态环境部发布的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》中提出，鼓励塑料废弃物同级化、高附加值利用。对标海外可以发现，欧盟、美国等地区已出台相关法规，明确以PET为主要成分的一次性饮料容器中需添加再生塑料的最低使用比例和对应实现年限，未来实现这类“瓶到瓶”的同级化、高附加值利用需求将快速扩张。

高价值塑料的高效利用就是要为塑料创造一种闭合的“循环经济”。例如，一只进入“循环”系统的PET瓶子一次使用后，经过回收工厂的处理重新变成PET原料，然后再被制成一只新的瓶子。这对瓶子本身的设计、回收体系和回收技术都提出了挑战。

一是要简化包装的设计。PET回收的成本中，很大程度上是由瓶子自身设计问题所引起的。许多塑料瓶被包裹在另一种塑料的套层里，这导致进行垃圾分类的红外探测器无法区分。同时，很多包装用的是PVC的标签，会和PET一起下沉，无法用水浮力进行分选，还有一些胶水是粘在标签上。这些都需要人工处理，增加成本。所以瓶子做得越复杂，可回收性就越低。2021年7月，我国首个易回收易再生塑料制品标识正式启用，“双易”标识的使用有利于形成一个塑料生产、使用、回收和再生的封闭循环。

二是设计更完善的回收体系。消费者随意扔和拾荒者拣的模式效率低下、成本高。发动消费者或者生产者主动回收，从而形成一个全生命周期的闭环是最完美的回收体系，这需要要给废旧塑料一个价值。国际上流行的做法是“押金制”。消费者购买任意瓶装饮品时，需多付固定比例或面额的“押金”，归还瓶子时赎回押金。美国的几个州和一些欧洲国家通过实施押金制度，将用后即扔的一次性塑料瓶变成可回收品，澳大利亚也在仿效这一做法。“押金制”在一些国家产生了巨大效果。税收则是一个提高生产者主动回收积极性的工具。以挪威为例，自2014年以来，挪威的所有塑料生产商和进口商都要缴纳约40美分/瓶的环境税。如果公司回收的塑料废品越多，税率就会越低。如果一个公司可以回收95%以上的塑料产品，那么税收就会被减免。

三是不断提高回收技术。回收技术提高是目前可回收塑料同级化和高附加值的基础。PET能在清洗干燥后重新成为制瓶原料是因为瓶用PET树脂的特性粘度要远高于纤维级树脂。如果在加工过程中引入扩链或本体增粘技术，则瓶到瓶的技术则更具优势。国内市场已经出现了高级瓶片，技术上可以做到瓶到瓶，中国企业存在的薄弱技术环节就是PET再生颗粒的增粘技术，而能否增粘直接关系到再生PET颗粒的性能。目前世界上已有十多个国家允许回收PET制成的瓶可再灌装水和饮料，在中国目前面临的最大的困难是再生塑料无法用于食品接触级材料。

02  加强废塑料化学回收技术研发

废塑料化学回收技术水平的提升将提高本来难以回收的低值废塑料的回收率。整体上看，垃圾处理开始从焚烧向资源化转变，大量政府部门开始探讨资源化。近年来，由于世界多国政策及国际主流石化、品牌和包装巨头企业大力投资等因素推动，废塑料化学回收逐渐成为全球关注的话题。

“废塑料化学回收（Chemical Recovery）”是将塑料废弃物经过一系列化学转化，生成油、气、炭、单体等中间化学品的过程。作为塑料废弃物回收再生的两条主要路径，物理回收和化学回收是互补关系。物理回收适合处理高价值、品类单一、较为干净的废塑料，化学回收可以处理低价值、混合的、受污染的废塑料。物理回收的产物较难达到食品和医药等高价值应用领域要求，化学回收是在废塑料分子层面进行拆分和重组，产物与石油基塑料质量相同，可应用于食品和医药等高价值领域。废塑料化学回收技术的发展为低值塑料提供了潜在的解决方案。

表3 废塑料化学回收技术分类

资料来源：网络公开资料

过去，化学回收在经济上很难证明是合理的，加工设备复杂并且是高能耗的。随着社会越来越意识到废塑料带来的环境问题，人类需要为那些难以回收的塑料找到回收的方法。在近十几年中，化学回收技术得到了发展，目前化学品回收领域有许多令人兴奋的发展。目前，全球已有众多公司致力于研发化学回收技术。

Plastic Energy

总部位于英国的一家塑料回收公司，其开发的专利技术称为“热厌氧技术”，可将无价值的塑料废物转化为替代燃料，或将油转化为新的（食品安全）塑料。Plastic Energy已在西班牙的塞维利亚和阿尔梅里亚开设了两家化学回收规模化工厂，每吨废塑料抽出850升石油。日前，SABIC正式与Plastic Energy达成了合作协议。

Loop Industries

是一家位于加拿大蒙特利尔的创新科技公司。其开发的针对于PET的专利技术“零能量解聚技术”，将PET完全分解为单体：对苯二甲酸二甲酯（DMT）和单乙二醇（MEG）无需加热或加压，然后纯化单体，除去所有着色剂、添加剂和有机或无机杂质。最后，DMT和MEG被重新聚合成PET塑料，符合FDA关于食品接触用途的要求。目前，可口可乐、百事可乐、达能、欧莱雅纷纷与LOOP签订供货协议。

Recenso GmbH

这是一家位于德国的回收公司，该公司开发出一种工艺将混合塑料转化为油，该工艺称为“催化摩擦化学转化（CTC）”，是一种单步催化液化工艺，通过热力、催化力和物理力的组合来裂解烃。其生产的油既可以用于能源目的，也可以作为化学和石化工业中的二次原料。目前，巴斯夫与Recenso GmbH达成合作。

PowerHouse Energy

公司开发了一种称为DMG的技术工艺（使用热转换室生产合成气），几乎可将任何生物质或含碳废物流转化为清洁能源和氢气。刚刚获得全球领先的技术保证公司DNV-GL颁发的可行性证书，PowerHouse Energy正准备利用DMG工艺建造第一座商业工厂。

ReNew ELP

公司获得专利的催化水热反应堆（Cat-HTR），该反应堆由澳大利亚Licella在过去十年中开发，Cat-HTR不同于气化或热解等竞争技术，因为它在超临界条件下使用水将各种塑料分解成其原始组分分子。然后重新排列这些分子以生产新的化学品和再生油，这些油可以替代化石燃料生产新塑料并为化学部门提供原料。该公司计划于明年初在Teeside开始建造其第一家塑料回收工厂，该工厂每年将转换20000吨塑料废弃物。

Recycling Technologies

该公司的RT7000机器使用化学回收工艺将各种形式的塑料废物（包括难以回收的黑色塑料，薄膜，酥脆包装和食品袋）转化为原油等效物Plaxx，然后可用于制造新塑料产品。2021年Recycling Technologies被选为技术提供商，将与盛禧奥和英力士苯领公司携手实现PS的商业化规模的循环再造。三家公司将于2022年在英国共同建立PS循环再造试点工厂，并共同开发这项技术。

浙江佳人

该公司的“废旧纺织品化学法高质化循环再利用”项目采用以涤纶化学循环再生技术为核心的Eco CircleTM循环型再生系统，将废旧衣服中的聚酯纤维进行化学处理，完全去除颜色、染料，还原出聚酯原料，重新生成新的聚酯纤维可用于服装制造。与多家企业、回收机构开展了旧衣回收合作。再生布料应用于世界高端服装品牌。

JEPLAN

这是一家日本公司，致力于将衣服中的聚酯纤维进行化学回收并再次用做聚酯纤维的原料。在这种化学再循环技术中，聚酯在乙二醇溶液中解聚而制备的BHET（聚酯单体），然后BHET被纯化并除去各种杂质。然后将纯化的BHET进一步聚合，得到聚酯树脂。该公司与大阪大学合作，开发“棉回收”技术。2010年，Jeplan开始商业化运营，为三菱和NTT Docomo等公司提供回收事宜咨询服务。

寻找替代材料—可降解塑料

可降解塑料替代不可降解塑料制品，是源头减量的可靠方案，也会是塑料制品产业发展未来趋势。

可降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料。因此，也被称为“可环境降解塑料”。其按原料分类可分为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

根据泛欧塑料工业协会（Plastics Europe）近期发布的数据，生物塑料仅占塑料年产量的1%左右。然而，随着需求增长，以及新型生物聚合物产品的出现，生物塑料有很大的成长空间。

最新市场数据显示，全球生物塑料产能将从2020年的约211万吨增至2025年的约287万吨。新的生物聚合物，例如聚乳酸（PLA）、生物基聚丙烯（PP）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）继续呈现高增长率。其中，生物基PP继2019年以商业化之后，由于其在众多领域的广泛应用，到2025年产能将增长3倍以上；未来五年， PHA产能将增长近十倍。目前，包括聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）、淀粉共混物等在内的所有可生物降解塑料，仍占全球生物塑料产能的近60%（超过120万吨）。受益于PHA产量的显著增长以及美、欧在PLA领域的新投资，预计到2025年，可生物降解塑料的产量将增至180万吨。

2020年1月19日，国家发展改革委、生态环境部印发《关于进一步加强塑料污染治理的意见》提出，分行业、分地区禁止、限制使用传统塑料，同时加快推广可降解塑料、纸质包装等塑料的可替代产品。在“禁塑令”背景下，中国生物可降解塑料行业受到资本青睐，上市企业扎堆布局。近两年来包括君正集团、华峰集团、万华化学、金发科技、恒力石化等10余家公司纷纷宣布入局可降解塑料行业。根据Grand View Research公布的数据显示，2019年我国塑料包装市场规模541亿美元，预计到2025年我国塑料包装市场规模将达到698亿美元，按照可降解塑料替换率为30%计算，预计2025年我国可降解塑料市场规模约为209亿美元。总体看来，我国可降解塑料市场前景广阔，处于行业爆发期。

图2 以纤维素制作的一次性餐具

图片来源：网络

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）国内技术相对成熟，已实现工业化量产，而且原料己二酸（AA）、对苯二甲酸（PTA）、1,4-丁二醇（BDO）等都源自原油和煤炭，可大规模获取。

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，通过添加第三组分制备PBS共聚物，调节其分子结构，实现性能和降解的可控调节，综合了脂肪族聚酯的优异降解性能和芳香族聚酯的良好力学性能。截止目前，我国PBAT产能已达到23.5万吨，超越了海外产能总和。今年以来，很多企业都有布局PBAT，已有新疆望京龙、万华化学、浙江华峰、巴斯夫广东、彤程新材、金发科技、瑞丰高材、营口康辉石化等多个PBAT新建及扩建项目，在建产能大概为36.7万吨/年，拟建产能170万吨/年。

保护自然，就是保护我们自己。如果能解决塑料污染的问题，那么我们能拯救更多的生物，这需要全人类来努力，更长远去考虑我们如何使用塑料制品。

参考文献

1、化工巨头纷纷投资“废塑料化学循环项目”https://www.toutiao.com/i6637710281256469000/

2、可降解塑料投资“疯狂”总规划产能远大于需求，中国经营报，2021年5月

3、2025年全球生物塑料产能将增至287万吨，这几类最有前景！

https://www.sohu.com/a/451941455_120739920

4、2019年全球可降解塑料行业政策、产量及在建产能分析：可降解塑料未来成长空间10倍以上https://www.chyxx.com/industry/202006/875533.html

5、废塑料化学回收产业发展报告一：技术篇https://baijiahao.baidu.com/s?id=1713473327547585551&wfr=spider&for=pc