生物可分解塑膠 要發展的最後一哩路

全球每年約有3億噸以上的塑膠製品,可分解塑膠的相關商機相當龐大。圖/美聯社
全球每年約有3億噸以上的塑膠製品,可分解塑膠的相關商機相當龐大。圖/美聯社

文/陳志成 大同大學化學工程與生物科技系教授

綜觀全世界,每年約有3億噸以上的塑膠製品,其中若有1~10%用生物可分解塑膠來取代,每年約可達到3000萬噸的產品需求。此種龐大商機,非常適合已有堅強化工產業的台灣來發展,同時亦可銜接全世界的環保觀念與需求。

全世界的塑膠製品每年已超過3億噸以上,同時也在地球的土壤、河川與海洋環境造成無數的污染。早期科學家在製造塑膠製品時,常常是使用自然界可以循環供應的原料。直到科學家使用化學原料,發明了非常容易製造生產的塑膠,於是就不在意塑膠在自然界分解與再利用的功能。

生物可分解塑膠製品,可以視為百年前塑膠開發過程中,適宜發展的一條路線。生物可分解塑膠可以透過自然界的生物,及其所生產的分解性酵素作用來分解塑膠。同時生物可分解塑膠的原料來源不一定是來自生物原料,也可以來自石化原料或回收塑膠原料。關鍵在於生物可分解塑膠的組成結構,必須能夠在科學上證明,可回歸到自然界的生化回收體系。

為了達成上述的生物可分解塑膠的發展需求,目前國際社會採用了不同層次的生物可分解塑膠法規或標章來規範。各項法規依其難易層次可以分為:(1)基礎法規,如ISO 14855(等同於ASTM D6400、EN13432或歐洲OK compost法規等),指在58℃的工業級堆肥環境中,於180天內依二氧化碳的理論排放率可達成90%以上的生物分解率來評估,但是在一般商業推廣(以歐盟為例),需同時檢測是否妨礙特定植物的生長、重金屬超標和塑膠碎片殘留;(2)家庭堆肥式法規,如歐洲OK compost Home法規,要求在20~30℃堆肥環境中,於365天內達成類似前述第1項法規的要求;(3)土壤環境分解法規,如歐洲OK biodegradable SOIL法規,要求在20~25℃土壤環境中,於730天內達成類似前述第1項法規的內容要求;(4)水中分解環境(如ISO 14851與14852)或海水環境(如ASTM D6691)等,目前尚未明確發展出完整的規範,因為多數產品還只能停留在第2項法規的要求。

目前台灣並沒有如歐美第1項的認證標章與明確認證制度,台灣欲發展生物可分解塑膠,除了必須充分了解國際法規外,亦必須善用我們的優良環保回收系統與化學工業的基礎與優勢。

以下兩項生物可分解塑膠技術性的發展提供參考;第一,台灣並非大宗農業原料的生產國,我們只能善用國際農業原料來提供一部份原料,如果要在生物可分解塑膠製品中採用農業原料,應注重開發生物原料的化學改質,生物原料與疏水性聚酯的相容劑開發等研究。而有關生物原料(或生物廢棄物)轉化為聚乳酸(Poly Lactic Acid,PLA)或微生物聚酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)等產品,則必須先以化工程序設計評估物料收集成本,轉化技術效率與產品競爭力分析。第二,台灣的塑膠回收系統舉世矚目,我們可以發展回收國外進口的生物可分解塑膠(如PLA塑膠),並建立專屬回收管道。因為PLA塑膠在一般土壤或水域環境不易分解,將其回收與再製成更容易被生物分解的製品,無論在技術上,回收體系或經濟效益上,都是更好的選擇。

具體而言,生物可分解塑膠已在歐美逐漸開發成各種生活日用品與常用商品,類型如購物袋與包裝材,農業用塑膠覆蓋膜或育苗杯盤,紙張或食物盒的耐水、耐熱性塗膜,軟質發泡性緩衝包材,以及一次性刀叉、餐具或吸管等。以上所述塑膠產品開發只是冰山一角,綜觀全世界,每年約有3億噸以上的塑膠製品,其中若有1~10%用生物可分解塑膠來取代,每年約可達到3000萬噸的產品需求。此種龐大商機,非常適合已有堅強化工產業的台灣來發展,同時亦可銜接全世界的環保觀念與需求。

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