绿色替代 环境友好 浅谈我国生物基塑料发展之路
■ 中国轻工业信息中心 唐赛珍
进入21世纪以来，生物基塑料（Bio-based plastic，简称BBP）作为可补充替代石油资源，减少二氧化碳排放，减轻环境污染，确保可持续发展的绿色、环保材料而备受世界瞩目，并正成为全球研发、创新的热点。21世纪初，日本生物塑料协会将来自可再生资源的生物降解塑料（Bio-degradable plastics，简称BDP）和生物基塑料统称为生物塑料（Bio plastics，简称BP）。
目前全球正兴起BBP发展热潮，市场正在迅速扩大。随着技术工艺的不断完善和创新，性能不断改进，其产量和消费量显著上升。目前已产业化生产的BBP主要包括全生物降解BBP和非全生物降解BBP。2015年，全球BBP产量已由2010年的约50万吨上升到160万吨。据预测到2020年将增长到610万吨，2015～2020年复合年增长率将达30%以上，2020年BBP在塑料总消费量中所占比重将提高到1/4以上。当前市场最大、增长率最快的是一次性包装膜（袋）、松散填充包装，餐饮具、垃圾袋、堆肥袋等，2013～2019年复合年增长率将达到18%左右；其次是日用品、办公用品，目前正向耐用消费品如汽车、电子电器零部件、建材及医用生物高分子材料、高附加值包装材料和高性能工程塑料发展。
近年来，我国BBP增长也十分迅速，生产规模逐步扩大，技术日益提高，性能不断改进，市场迅速扩大，成本逐步降低，正在形成树脂专用料与制品制造产业群体，并逐步推向实用化进程。数据显示，2015年我国BBP已建成的产能约80多万吨（不包括纤维素基塑料及木塑复合材料）。其中，PHAS 1.5万吨，PLA 3.5万吨，生物聚酯（PBS、PBSA、PBST等）10万吨，聚碳酸亚丙酯（PPC）7万吨、生物聚乙烯10万吨，淀粉基塑料50万吨。在应用方面，我国非全生物降解BBP以一次性包装膜（袋）餐饮具和日用品、办公用品为主。全生物降解BBP以出口为主，国内在农用地膜、垃圾袋、堆肥袋等用途正在处于初步示范应用阶段。
多年来，迫于资源和环境的压力，我国BBP作为一门正在兴起的新型绿色产业，近年来获得了较快发展，但其发展中不可避免地存在一些问题，笔者对此提出以下几点看法和建议。
1. BP、BBP、BDP概念混淆，易造成误导
BP、BBP、BDP三者间虽有密切联系，但其内涵不完全相同，不可混为一谈。但当前不少刊物、网络中常出现混淆，难于甄别，对市场和投资者易造成误导。建议相关部门尽快研究制定统一标准化的定义和分类。
2.发展历程存在认知问题，曾一度遇冷
上世纪80年代，为了解决日益严重的一次性塑料包装及农用地膜废弃物对环境造成的严重污染，BDP应运而生，但由于其复杂的技术、性能上的不足以及高昂的价格，在较长时间里处于研发阶段。与此同时，国内外一些公司研发低淀粉含量（15%左右）填充PE，并宣传可全生物降解，企图占领市场。90年代又开发了较高淀粉含量（20%～40%）/ PE及淀粉基塑料等，由于它们均不可完全生物降解，其发展得不到重视和支持。进入21世纪以来，石油资源日趋枯竭，能源更趋紧张，价格不断上涨已成为不争的现实。因此，加速寻找和开发新资源，作为石油资源的补充替代，以摆脱塑料工业对石油资源长期依赖的局面，成为全球严峻而又紧迫的任务，许多国家均将石油化工原料以生物质原料替代提高到重要的战略意义。从此，来自可再生资源的BBP作为补充、替代石油资源的重要性受到了极大关注。
另一方面，近年来，随着循环经济理念逐步深入人心，塑料包装废弃物分类收集、资源化再利用等方面科技的进步，回收资源再利用也已成为全球保护环境、开发新资源的重要战略。因此，大部分塑料制品，包括一次性包装消费品的废弃物都强调分类、回收或强制回收，再根据不同情况采用不同的回收处理方法进行处理，如受污染较轻的可作材料再生利用，污染严重或又相互混杂难以分离的可通过油化、气化、热能、固体燃料等处理方法，回收利用。因此，非全生物降解的BBP废弃物也可通过回收资源化再利用作为治理环境污染的有效途径。但对于一次性包装废弃物的回收难度很大，建议政府相关部门把它列入强制回收目录加以引导和扶持，由生产企业必须承担回收处理和付费的责任，这样有利于BBP的推广使用。
3.BBP产品市场合理定位，应受更大关注
非全生物降解BBP与全生物降解BBP无论生产规模、产品特性、生产成本均有较大差别。因此，不同的品种如何合理市场定位更显重要。前者的性能与价格接近普通塑料，其废弃物也可回收资源化再利用，因此具有较大的开发空间和市场潜力。当前包装（包括食品、工业、医药的包装膜、片、袋，饮料、化妆品瓶及容器、松散填充包装、餐饮具等）仍占较大市场份额，但从有利于资源替代。节能减排的视角，今后也应加强耐用消费品，特别是汽车、电子电器零部件、建材等领域的应用开发。
鉴于BDP生产规模尚小，生产工艺和产品性能有待进一步改进和提高，且价格高昂，特别是冗长复杂的生产链（以PLA为例：玉米→淀粉→乳酸→聚乳酸→制品），消耗大量的人力、物力。如用于用后即弃的一次性包装膜、餐饮具等，未免有点大才小用。当前其应用方向应以高附加值的包装材料、医用生物高分子材料、高性能工程塑料以及受污染严重且不易（或不宜）回收的一次性消费品（如垃圾袋、堆肥袋、农用地膜、医院、医疗用物品和器材等）。而热塑性淀粉、纤维素塑料等用于一次性包装膜、餐饮具等，虽工艺较简单，成本较低，但其加工性能和产品安全使用性能也存在一些问题有待解决。因此BDP的合理定位，建议通过市场、技术、经济以及产品生命周期综合评价、实践跟踪、市场验证及认可后，再逐步推向市场。
4. 完善垃圾分类回收管理及现代化堆肥设施的建立，加速BDP垃圾袋推广应用
根据国外BDP的应用实践，BDP与堆肥化相结合是治理塑料废弃物环境污染及资源化再利用的好方法。盛装厨余及庭园枯枝、落叶等有机垃圾的垃圾袋是BDP的主要应用领域之一，要加速推广应用，其前提是必须进行垃圾分类管理，目前国内仅有武汉、吉林、广州、深圳等省市进行应用示范，虽已取得一些经验，但还存在着不少问题，如人们环保意识的提高、稳定和充足的BDP垃圾袋供应、完善的垃圾分类管理等有待解决，同时我国兴建现代化堆肥设施的城市还很少，如无现代化堆肥设施配合，也无法使得垃圾最终得到有效的堆肥化处理。另还应加强肥料肥效及安全性的跟踪、标准法规的制订、标志认证等，才有利于加速实用化进程。
5. 政策扶持、法规护航、实践跟踪密切配合，加速BDP地膜大田推广应用
我国降解地膜（光降解、光/生物降解、淀粉基PE降解）的研发始于上世纪80年代末，近年来随着BDP技术的日趋成熟，生产规模不断扩大，BDP地膜的研发应用已取得了可喜的成果。2013年起先后在云南、内蒙、新疆、山东、河北、湖北等省重点对烟草、棉花、玉米、花生、蔬菜等作物进行大田示范应用。今年新疆示范应用预计将从2014年的14万亩扩大到600万亩，但在示范应用中也发现存在不少问题有待解决。
一是地膜的性能问题。BDP地膜的研制和拓广涉及到原料、母料、配方工艺、气候条件、土壤成分、作物品种、栽培方法等诸多因素，而我国幅员广大，气候环境条件、耕作条件差别很大，而且作物多样，生长条件也各不相同，因此不确定因素很多，配方不可能统一。为此，建议在加强地膜性能改进的同时，加强地膜降解机理、准确时控性以及实践跟踪等方面的研究。
二是效益问题。BDP地膜推广应用的主要目标是治理残膜污染，而且当前价格大大高于普通地膜，因此不可能给农民带来直接的经济效益，难以得到农民认可，如无政策扶持，推广难度很大。因此，建议国家有关部门出台鼓励生产和应用的扶持政策及经济手段，并加强有效管理。
三是标准问题。我国BBP和制品相关标准的制订严重滞后，当前BDP标准以检测方法为主，通用性标准和产品标准较少。标准是产品的生命力，特别是BDP地膜，如无标准护航，其功效难于保证。但标准的制订必须建立在较长时间的田间跟踪实验，数据积累，反复验证的基础上，建议应加强配方筛选，并在目前已提出的BDP性能指标要求的条件下，加速制订BDP地膜的实验评价方法及产品检测标准，以利于BDP地膜大面积农田推广应用。
我国既是世界上地膜生产大国，也是消费大国。2015年地膜产量142万吨，覆盖面积3.8亿亩，而当前BDP地膜产量和覆盖面积均很小，如要全以BDP地膜取代是不现实的。但农田残膜污染，又必须加紧治理。因此在加速开发DBP地膜的同时，建议以BBP如生物/PE、淀粉/PE等为原料，开发合理厚度、易捡拾清理、并可资源化回收利用以及与农作物栽培技术相配套的地膜，加快研发残膜回收机械，走降解与回收相结合多的途径治理之路，有利于既能节约石油资源又可从根本上解决地膜污染的问题。
综上所述，当前我国BBP作为石油资源替代品正朝向以绿色资源利用为特征的高效、高附加值、定向转化、产业化、功能化、综合利用及环境友好方向发展，前景看好。