二氧化碳全降解塑料商機可期

李惠鈺

我國二氧化碳基塑料研發(fā)水平并不落后，產(chǎn)業(yè)化水平甚至處于國際領先地位，但市場推廣仍步履維艱……

二氧化碳是溫室效應的主要“元兇”，同時又是一種廉價的碳氧資源。為摘掉塑料這頂“白色污染”帽子，以來源充足的二氧化碳為原料合成生物降解塑料成為全球熱點。

最新消息稱，德國拜耳材料科技決定自2016年起使用二氧化碳替代石油生產(chǎn)塑料產(chǎn)品，并在德國多馬根設計了一條產(chǎn)能達5000噸的生產(chǎn)線。

此前，英國也啟動了二氧化碳基生物塑料的研究項目，由政府全額撥款，旨在通過前沿科技將廢棄生物質(zhì)和二氧化碳轉(zhuǎn)換成塑料原料。

相比歐美國家，我國二氧化碳基塑料的研發(fā)水平并不落后，產(chǎn)業(yè)化水平甚至處于國際領先地位。但擺在眼前的難題是，由于生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品售價高、政策傾斜力度不足等原因，二氧化碳基塑料產(chǎn)品的市場推廣仍步履維艱。

優(yōu)勢顯著

據(jù)統(tǒng)計，全球每年因燃燒化石能源而產(chǎn)生的二氧化碳多達240億噸，其中約150億噸被植物在進行光合作用時吸收，剩下的90億噸永遠停留在大氣層中。為將資源豐富的二氧化碳變廢為寶，基于二氧化碳共聚物的全生物降解塑料成為開發(fā)熱點。

中國科學院長春應用化學研究所研究員王獻紅告訴記者，二氧化碳基塑料的主要原料為二氧化碳、環(huán)氧丙烷及丙烯。其中，二氧化碳被大量利用，質(zhì)量百分比在40%左右。

除了具有資源再生利用的意義，二氧化碳基塑料的環(huán)保效應也使其優(yōu)勢一覽無遺。王獻紅表示，由于二氧化碳基塑料是脂肪族聚酯，因此具有100%的生物降解性能，避免了傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品對環(huán)境的二次污染。

不僅如此，與其他生物降解塑料相比，二氧化碳基塑料也是原料成本價最低的品種之一?！岸趸汲杀镜陀?000元/噸，而通常的高分子工業(yè)的單體成本超過5000元/噸。”王獻紅說。

除了成本，對于工業(yè)化產(chǎn)品來說，性能也至關重要。二氧化碳基塑料是全生物降解塑料中氣體阻隔性最好的材料之一，具有優(yōu)良的阻氧和阻水性，可用于對阻隔性要求較高的食品、藥品包裝材料等。

另外，二氧化碳基塑料為無定型材料，具有透明的特點，主鏈的柔性結(jié)構(gòu)也使其成為制造薄膜的最佳選擇，在薄膜包裝和農(nóng)用地膜等方面大顯身手。

中國塑協(xié)降解塑料專業(yè)委員會秘書長翁云宣評價道，相比以石油為原料制成的塑料制品，二氧化碳基塑料不僅可以減少二氧化碳排放，節(jié)約石油資源，還能從根本上解決“白色污染”難題是一種典型的循環(huán)經(jīng)濟技術模式。

我國產(chǎn)業(yè)化水平世界領先

隨著人們環(huán)保意識的提高，近年來，二氧化碳基塑料的產(chǎn)業(yè)化進程不斷加速，全球多家公司都已開始進行產(chǎn)業(yè)化的嘗試。

德國拜耳材料科技日前就已經(jīng)將重達25噸的化學反應器安置于生產(chǎn)線中心，價值1500萬歐元的工廠項目進入最后建設階段。而早在2010年，為加快美國Novomer公司二氧化碳制塑料生產(chǎn)線實現(xiàn)商業(yè)化，美國能源部還給予其1840萬美元的資助。

我國在該領域產(chǎn)業(yè)化水平則處于領先地位，王獻紅告訴記者，2004年，中科院長春應化所與蒙西高新技術集團公司合作建成了世界上第一條千噸級中試線，實現(xiàn)了二氧化碳基塑料工業(yè)化從不可能到可能的突破。

此后又經(jīng)過近10年的工業(yè)化積累，2013年1月，浙江臺州邦豐塑料有限公司建立了3萬噸/年的二氧化碳基塑料生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)出世界上第一個二氧化碳基塑料的成熟產(chǎn)品，二氧化碳基塑料樹脂和薄膜產(chǎn)品以“PCO2”的商標在美國以百噸級銷售。

2013年8月，中科院長春應化所又與富士康公司簽署協(xié)議，在吉林省建立3萬噸/年的二氧化碳基塑料生產(chǎn)線，主要用于電子產(chǎn)品的包裝，目前該生產(chǎn)線正在建設中。

雖然二氧化碳基塑料產(chǎn)業(yè)化已有突破，但截至目前，二氧化碳基塑料的大規(guī)模生產(chǎn)線仍未見報端。業(yè)內(nèi)人士稱，與傳統(tǒng)聚乙烯塑料相比，二氧化碳基塑料工業(yè)化仍處于初級階段，規(guī)模放大及市場推廣依然面臨不少難題。

諸多難題待解

二氧化碳基塑料規(guī)?；瘧玫牡谝坏揽簿褪鞘蹆r高。

臺州邦豐塑料有限公司總經(jīng)理趙云超對記者稱，雖然原料成本較低，但售價高使得該環(huán)保材料在國內(nèi)叫好不叫座。

王獻紅進一步指出了其中原因：“由于與傳統(tǒng)聚乙烯材料相比，二氧化碳基塑料的生產(chǎn)規(guī)模小，初始投資較大，邊際成本高，導致產(chǎn)品最終售價是傳統(tǒng)聚乙烯材料的1.5～2倍，從而在與非降解傳統(tǒng)塑料競爭中處于劣勢?！?/p>

“售價如果要降下來，就要放大規(guī)模，實現(xiàn)量產(chǎn)。目前是3萬噸，如果擴大到10萬噸或30萬噸，售價就會明顯下降，但主要還得靠政策推動?！壁w云超坦言。

不過，目前的情況卻是，國內(nèi)在可降解塑料制品產(chǎn)業(yè)上投資少、政策傾斜力度不夠，這在一定程度上減緩了二氧化碳基塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。

另一點制約因素則是二氧化碳基塑料本身性能還存在一些不足。王獻紅表示，二氧化碳基塑料使用溫度范圍很窄—20攝氏度以下是脆性材料，35攝氏度以上則強度很低—原因在于它的玻璃化溫度在35攝氏度，且不結(jié)晶，因此這個溫度下，其尺寸穩(wěn)定性很差，必須進行改性，而改性的前提是生物降解，因此難度較大，通常會造成成本的大幅提高。

同時，在石油基塑料價格隨石油價格持續(xù)走低的情況下，二氧化碳基塑料企業(yè)面臨的壓力越來越大。

如何破題

盡管降解塑料行業(yè)前景一片光明，但基于以上原因，很多企業(yè)難以支撐，掉頭去做石油基塑料或?qū)ｉT做出口市場。

為此，趙云超呼吁，國家應該給予可降解塑料企業(yè)更多優(yōu)惠政策。例如，在發(fā)達城市、旅游城市，都應該像吉林出臺“禁塑令”一樣，加大對可降解塑料的扶持力度；對于二氧化碳這種廢棄物，企業(yè)將其采集利用，還應該得到稅收全免等優(yōu)惠政策。

翁云宣也希望國家通過產(chǎn)業(yè)政策引導，支持生物基塑料更好發(fā)展，建議制定生物基塑料產(chǎn)品財政補貼、稅收優(yōu)惠等政策。王獻紅則建議，加速環(huán)保法規(guī)的完善，并進一步嚴格碳排放政策，建立國內(nèi)碳交易機制，從而增強人們的環(huán)保意識。

除了政策扶持外，王獻紅表示，技術方面也應該積極進行催化劑技術和聚合工藝的升級，從而進一步降低二氧化碳基塑料的生產(chǎn)成本，減少與傳統(tǒng)塑料的價格差距。產(chǎn)業(yè)開發(fā)方面則應加強產(chǎn)業(yè)鏈下游新產(chǎn)品的開發(fā)，完善二氧化碳基塑料在地膜、包裝膜方面的應用。

“地膜的白色污染是不得不解決的剛需，但目前生物降解地膜與聚乙烯地膜價格差距在3倍以上。”王獻紅對此表示，一方面應該進一步完善生物降解農(nóng)用地膜的制造和應用技術，降低成本，另一方面應該制定加大農(nóng)業(yè)地膜補貼力度，使生物降解地膜在吉林、新疆、內(nèi)蒙古、青海等地得到推廣和應用。

（本文轉(zhuǎn)自《中國科學報》）