生物可降解塑料——开启低碳经济的金钥匙

　　生物可降解塑料是一种在特定时间范围内通过细菌和其他微生物降解环境中的聚合物的。根据Markets & Markets 咨询公司发布的《2015-2020年全球生物降解塑料类型及应用的市场预测报告》，生物降解塑料市场从2015年到2020年，将以年均复合增长率10.8%的速度强劲增长，产值将从2015年的20亿美元增加到2020年的34亿美元。

　　报告表明，就数量而言，聚乳酸(PLA) 因其优越的力学性能和易加工的特点，成为生物可降解塑料市场的主力军，占据45.1%的市场份额，并将在所有生物可降解塑料类型中以最快的速度继续增长。但在市场价值方面，淀粉共混物因其较高的生产成本，略胜聚乳酸。

　　生物可降解塑料将会有哪些发展趋势生物可降解塑料如何助力低碳经济日前，雅式《CPRJ中国塑料橡胶》杂志就生物可降解塑料的相关话题特约采访NatureWorks LLC公司总裁Marc Verbruggen 博士。

　　据Marc Verbrugen博士介绍，目前Natureworks生产的生物可降解塑料Ingeo的应用范围，已经逐步从食品包装、软包装、卡片扩展到耐用品。大概2-3年前，Natureworks开始对Ingeo的特性进行研究，发现它也可以适用于耐用品，甚至可以取代ABS或聚苯乙烯。

　　新的Ingeo配方将“耐高温”常规化，通过结晶达到所需功能性，而且新配方中的可再生碳含量将达到90%，其冲击力和模量均得到了优化，这使它们更适合于注塑应用——特别是哪些目前适用ABS有着耐高温性能与高耐冲击强度和或高模量要求的产品。相对于ABS，其弯曲模量可提升达50%，让产品轻薄化成为可能。此外，适用于耐用品的Ingeo也具有更好的耐化学性。

　　直接从大气提取碳作为原材料

　　前Ingeo主要的原材料主要从玉米淀粉中提取葡萄糖，为提高产品性能，降低生产成本，Natureworks也可能会考虑将甘蔗作为原材料，将在东南亚甘蔗产量丰富的地区修建新工厂。未来3-5年，将从秸秆、木屑、柳枝稷或稻草中提出木质纤维素，进而提取糖分。

　　“我们还做出大胆假设，是否可以绕过植物这个中介，直接提取大气中的碳作为原材料为此，我们与和Calysta公司进行研发合作，通过发酵过程，将再生生物基甲烷转化成乳酸，作为 Ingeo的结构单体。这一技术目前仍处于实验研究阶段，预计将于2-3年后完成基本的研发工作，3-5年后进行中试生产。若能实现甲烷到乳酸的转换，将为塑料行业带来革命性的突破。从废水处理、垃圾填埋场、农业废料分解以及厌氧消化这些活动中产生的可再生来源甲烷将成为提取Ingeo结构单体的原材料来源，不仅可更好实现可持续发展，而且将使PLA更具有价格竞争优势。”

　　将生物甲烷转化成乳酸，不仅仅是技术的大胆革新，还将有效减少温室气体的排放，减少碳足迹。而在刚刚过去的9月，中国国家主席习近平在对美国进行国事访问期间，也宣布中国将于2017年启动碳总量管制与交易系统(cap and trade system)，这也将为中国生物可降解塑料带来发展契机。

　　碳总量法律带来机遇

　　Marc Verbruggen博士表示，碳总量管制与交易系统是有效减少碳足迹的法律约束机制，将为生物学、生物能源和生物塑料带来发展机遇。

　　“目前，虽然生物塑料的碳足迹仅为传统塑料碳足迹的一半或者更少，但是并没有进行货币化的衡量。而碳总量管制与交易系统将可弥补这一空白。而对于生物可降解塑料来说，减少碳足迹已不仅是一个环保问题，更是上升到经济效益问题。政府、消费者、品牌商和NGO也将逐渐认识到生物可降解塑料的价值。我相信未来5年，中国的生物可降解塑料的消费量将大幅上升，同时也将带动相关科技的发展。”

　　Marc Verbruggen博士还指出，政府会比普通大众更快意识到生物可降解塑料的重要性，政府在生物可降解塑料的应用推广中担负重要角色。现在美国有些专家认为，从经济学的角度来看，也许人们能够从地下开采石油，但是从环保角度来看，最好还是将石油保留在地下。

　　“人们已经开始认识到低碳经济的重要性。比如在中国吉林省，有关部门开始禁止使用聚乙烯薄膜，要求使用生物塑料薄膜。在那不勒斯，政府以税收形式推广生物可降解塑料的使用，比如采用传统塑料制造的矿泉水瓶，可能需要缴纳30美分的税，但如果使用生物塑料，则只需缴纳5美分的税。而美国政府则通过政府用品采购的形式，来提高生物可降解塑料的市场需求。不同的政府采取不同措施，以促使传统油基塑料向可再生生物塑料的转变。但是，我仍然希望能够加强低碳经济和生物塑料使用的立法。同时，也需要通过政府的努力，来提高普通民众对生物可降解塑料的认识。”

　　价格、性能成发展关键

　　在谈到有关生物可降解塑料的发展趋势时，Marc Verbrugen博士表示，减少价格、提高性能将会是未来生物可降解塑料发展的主要趋势。

　　“15年前，Natureworks主要关注环保效益和低碳足迹，致力于生产生物可降解材料。但是我们也开始意识到仅有环保效益是很难取得成功的，产品还必须有成本竞争力。为此，我们修建大工厂，提高能效。同时也通过比较，选择更加低廉的原材料。如今，我们生产一公斤PLA的成本比5年前我们生产一公斤PLA的成本要低得多。其次，生物可降解塑料性能的提高，也日益重要。5年前，Ingeo的性能远不如ABS，但是现在，Ingeo比ABS具有更高的性能、更好的耐化学性以及更优化的结构，同时它还是环保产品。随着化学品交易全球化的渗透，越来越多的研究机构和工厂设立在中国，生物可降解塑料行业也必将全球化。”

　　最后，Marc Verbruggen博士提到，目前Natureworks 的PLA和Ingeo产品有50%是销往北美，30%为亚洲，20%为欧洲。此外，在耐用品应用中，全球70%的注塑基础设施都在亚洲，大部分的电子产品生产设备也在亚洲，亚洲仍是Natureworks的重要市场。

　　“我预计未来我们的亚洲市场可实现30%的增幅因此亚洲。同时，若我们能够在亚洲找到合适的甘蔗或木薯种植地，我们也将会在亚洲开设下一个工厂。”