機遇還是挑戰？亞太PLA項目穩步推進，歐美多個PLA項目卻紛紛夭折…
【塑料機械網 塑料時訊】2024年7月12日，美國芝加哥——艾地盟Archer Daniels MidlandADM(ADM)和LG化學(LG Chem.)宣布，他們之前合作的乳酸(LA)和聚乳酸(PLA)生產項目將不會繼續推進，兩家公司早些時候選擇美國伊利諾伊州迪凱特作為計劃中的工廠所在地，包括ADM擁有多數股權的GreenWise Lactic和LG化學擁有多數股權的伊利諾伊州生物化學(LG Chem Illinois Biochem)。
合資企業GreenWise Lactic原本計劃每年生產高達15萬噸的高純度玉米基LA。第二家合資企業LG Chem Illinois Biochem原本計劃利用LG化學在生物基塑料方面的專業知識建造一座工廠，預計該工廠將使用GreenWise Lactic的產品，每年生產約7.5萬噸PLA。
LA、PLA項目的挑戰
ADM表示，自2022年宣布該項目以來，建筑成本飆升。ADM考慮了各種各樣的選擇，但很明顯這些項目無法實現對投資者資本的利益最大化，無法滿足ADM的收益目標。盡管如此，ADM仍在化工行業中的脫碳方面處于領先地位，還將繼續擴大其生物解決方案產品的組合，以滿足對可持續方案日益增長的需求。
在過去的兩年里，還有其他公司也在PLA項目上遇到了挑戰！
2023年去年6月，科碧恩(Corbion)和 TotalEnergies就宣布，將不再在法國格朗普茨(Grandpuits)建設新的PLA生物塑料工廠，盡管不再拓展新的項目，但他們仍在繼續推進PLA市場的其他項目。例如，在泰國羅勇運營著年產75,000噸PLA的生產設施，并推出了新的PLA生物聚合物產品。這表明，雖然某些項目可能會停止，但公司內部對PLA生產和發展的總體規劃仍然很強大。
在更早些時候，NatureWorks宣布對其在泰國的生物聚合物制造工廠進行重大擴建，重點是進一步增加PLA的產量。值得注意的是，目前還沒有任何有關該項目暫停的具體報道，表明該項目正在按計劃進行。
近年來，中國企業也在顯著擴大PLA的生產能力。例如，中國某集團有雄心勃勃的計劃，到2023年將PLA的產能從5萬噸增加到70萬噸。浙江某公司也一直積極提高產能，目前年產量可達50,000噸。還有一企業也正在廣西投資一個大型PLA項目，該項目預計每年生產50萬噸，投入運營后將大大提高PLA的供應量(相關數據來自Compost Bag China)。在過去一兩年中并沒有報道表明相關中國企業停止PLA項目的案例，更多的報道反而是增加產量、滿足對生物降解塑料日益增長的需求，這一是由中國對可持續包裝解決方案日益增長的需求和減少塑料污染所推動的。
總體而言，全球PLA市場面臨著諸如高生產成本和技術限制等挑戰，歐美地區相繼有好幾家公司紛紛宣布放棄或暫停PLA項目，但中國和東南亞的公司仍在繼續擴大生產能力，以滿足日益增長的對環保材料需求。
PLA特性及應用
PLA由可再生植物資源制成，與傳統的石油基塑料相比，具有顯著的環保優勢。此外，PLA具有良好的可塑性和成型性，可以被制成各種形狀的產品，滿足不同行業的需求。PLA廣泛應用于多個行業，如醫療、汽車、航空航天、建筑等。在醫療領域，PLA可以用于生物醫學器械、組織工程等方面。由于PLA材料具有可降解的特性，可用于制造支架、縫線、組織再生材料等醫療器械。在汽車和航空航天領域，PLA可以用于制造輕型零部件，減少整車重量，提高燃油效率。在建筑領域，PLA可以用于制造模型、原型設計等，加速建筑過程，減少成本。PLA在材料科學研究中也發揮著重要的作用。
隨著科技的不斷進步、3D打印技術的不斷發展，PLA材料也不斷被賦予新的功能性，在不斷的創新和發展。3D打印的臨時植入物和支架已被廣泛用于治療骨缺損和疾病，因為它們可以在愈合過程中逐漸被人體吸收，因此可以避免二次手術將其移除。這不僅減少了手術費用，還減少了愈合期間的疼痛和健康問題。PLA是最常用于骨科應用的可生物降解聚合物之一，即支架、螺釘和藥物輸送，近年來開發和研究了具有突出性能的不同PLA金屬復合材料。
PLA作為一種生物降解聚合物，在紡織品領域中也有著廣泛的應用。PLA在紡織品領域中的應用主要基于生物降解性、生物相容性和透濕性，使得其成為一種環保、舒適和功能性優良的紡織品材料，滿足人們對可持續發展和舒適穿著的需求。
形狀記憶聚合物是一種能記住原始形狀的聚合物，在一定條件下改變其形狀，并能通過施加如熱、電、磁場等刺激，又恢復到原始形狀的高分子材料。PLA也可用作形狀記憶聚合物的生成制作過程。如下圖所示，圖(a)是具有人字形結構的PLA產品，圖(b)展示當折疊時，物體體積變小，展開時，物體體積變大幾乎恢復到原狀。
歐洲一次性塑料指南
歐盟一次性塑料指南(SUPD)對某些類型的塑料的使用進行了限制，包括在一次性產品中使用PLA。該指令旨在減少某些塑料產品對環境，特別是海洋環境的影響。以下是SUPD下與PLA有關的要點：
SUPD囊括范圍：環保署的目標是經常在海洋垃圾中發現的一次性塑膠產品。這包括氣球棒、餐具、盤子、吸管和其它食物容器。
可生物降解塑料：該指南涵蓋所有類型的一次性塑料，包括可生物降解和可堆肥塑料。PLA和類似材料的納入進一步強調了該指令在減少塑料污染方面的普適性，盡管這些材料的可生物降解性已被廣泛申明。
市場限制：特定的一次性塑料制品禁止投放市場。這包括由PLA制成的物品，尤其是當它們屬于指南囊括的產品類別時(如餐具、盤子、吸管等)。
標簽要求：對于某些產品，包括由可生物降解塑料制成的產品，有強制性標簽要求，以告知消費者產品中塑料的存在形式、恰當的消費后處理方法以及亂扔垃圾產生的負面影響。
生產者責任延申∶一次性塑料產品的生產商須遵守生產者責任延申計劃。這意味著他們要承擔廢物管理、清理和公眾意識宣傳活動的費用。
SUPD可能造成了歐美地區PLA市場的停滯，因為生產商必須遵守嚴格的要求，這限制了PLA這一傳統一次性產品的生產和使用。為了適應這些法規，同時也促進了各公司在創新和新產品上的投入：持續生成的新產品的同時，要滿足歐盟的環境標準。
歐洲包裝和包裝廢棄物指令
歐盟包裝和包裝廢棄物指令(PPW)對PLA和其他生物塑料在包裝中的使用施加了一定的限制：到2030年，所有包裝必須是可回收或可重復使用的。這些限制是更廣泛監管努力的一部分，旨在減少對環境的影響，促進使用更可持續的材料，但同樣也為PLA行業帶來了重大挑戰。
可回收性要求：該指令強調包裝材料必須是可回收的。PLA雖然可堆肥，但對回收設施構成了挑戰，因為它需要工業堆肥設施，而這些設施在歐洲并不普遍。
廢物管理：該指令設定了減少包裝廢物的目標，并鼓勵使用在現有廢物處理系統中易于管理的材料。PLA與這些系統的兼容性與其他塑料相比是有限的。
可持續性標準：對包裝材料的整個生命周期，從生產到處理需要一個及其相關的標準。該指令促進使用對環境影響較小的材料，但是由于采購和加工要求，這對PLA來說可能是一個挑戰。
市場經濟：公司越來越關注符合指令規定的可回收性或可重復使用標準的材料。這種轉變轉移了對PLA和其它生物塑料的投資和創新，經濟可行性被削弱。
以上這些因素使得PLA的使用在歐盟包裝指令的現行監管框架下不太有利，在評估PLA項目的可行性時，可能正是這種監管和約束，導致ADM和LG化學等歐美地區公司面臨更多政策和經濟上的考慮。
根據相關數據機構的報告，預計亞太地區PLA市場在2022年至2029年的預測期內將大幅增長，將以12.1%的復合年增長率增長，到2029年將達到1,136,475.79萬美元。推動PLA市場增長的主要因素是對防止氧氣和水滲透的多層包裝的需求不斷增加、包裝行業對可生物降解包裝替代品的需求不斷增加，PLA可以替代石油基聚合物，農業對生物基塑料薄膜的需求不斷增長。值得注意的是，即使在亞太地區，不同地區PLA市場發展也存在差異，這是因為各地實施的嚴格但具差異的環保規定。
修訂包裝指令中生物降解性要求的選項
關于生物降解性和可堆肥性更嚴格要求的實施將導致許多包裝生產商難以遵守這種變革。即使到2020年，許多公司也難以認同進入這樣一個市場在經濟上是可行的。由于現有的一部分可生物降解包裝，隨著新指令的頒布，被用于替換不可生物降解的包裝上，從而產生環境上的積極影響。指令的實施將促進可生物降解包裝產品的消費和生產，并有助于創造就業機會，可生物降解的包裝還有許多積極的益處，如在堆肥設施處置的可能性。
但它也會導致更高的包裝成本。從消費者的角度來看，堆肥習慣的養成將直接影響包裝的回收率，這將直接影響回收效益(獲得附加價值，節約能源，減少資源消耗等)。從環境影響來看，可生物降解產品的總體效益不如可回收產品的環境效益顯著。目前，生產商更側重于開發生物基包裝產品和市場，而不考慮最終產品的可生物降解性，因為資源來源的收益優于生命周期管理的收益。
可生物降解和可堆肥塑料產品和包裝在循環經濟中的相關性
早在2015年，歐盟委員會通過了一項歐盟循環經濟行動計劃，以激勵歐洲向循環經濟過渡。越來越多的塑料產品和包裝以“可生物降解”或“(家庭)可堆肥”的方式銷售，這引發了一個新問題：在向循環經濟過渡的背景下，塑料的可生物降解性和可堆肥性在多大程度上有益？本研究評估了使用此類產品的影響，并確定了與再利用和其他形式的回收相比，產品或包裝的工業或家庭可堆肥性可能具有附加價值的條件/應用。
結果表明，任何支持與可堆肥塑料相關的特定效益的證據都很弱，因此產品和包裝材料的選擇應優先考慮可回收性而不是可堆肥性。特殊情況是，使用可堆肥塑料已被證明具有“附加效益”，如增加有機廢物的收集并將其從殘余廢物中轉移，或減少堆肥的塑料污染。整個歐盟的工業堆肥基礎設施差異很大，即使材料符合EN 13432關于可通過堆肥和生物降解回收包裝要求的統一標準，處理可堆肥塑料的有效性也各不相同，由此產生的不可降解的塑料殘留物也是難以量化的潛在缺陷。
(信息來源：Archer Daniels Midland)
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