استراتژی‌های توسعه پایدار برای صنعت تولید پلاستیک

درک الگوهای تولید و مصرف پلاستیک

روند جهانی در تولید و تقاضای پلاستیک

امروزه جهان چهار برابر دهه ۱۹۹۰ میلادی پلاستیک تولید می‌کند و بر اساس داده‌های OECD از سال ۲۰۲۲، این میزان به حدود ۴۶۸ میلیون تن متريک در سال می‌رسد. بیشتر این پلاستیک‌ها در مواد بسته‌بندی، مصالح ساختمانی و محصولات روزمره استفاده می‌شوند، چون ارزان قیمت هستند و تقریباً برای هر کاری مناسب‌اند. اما این موضوع مشکل بزرگی برای سیاره ما به‌وجود آورده است. فقط حدود ۹ درصد از این پلاستیک‌ها پس از استفاده توسط مردم بازیافت می‌شوند، در حالی که تقریباً ۴۰ درصد آنها ظرف چند روز به بسته‌بندی یکبار مصرف تبدیل می‌شوند، همان‌طور که در گزارش Frontiers in Thermal Engineering در سال ۲۰۲۳ آمده است. وضعیت همچنین بدتر می‌شود. کشورهای آسیایی، آفریقایی و آمریکای لاتین اکنون بیشتر تقاضا را ایجاد می‌کنند و بیش از نصف مصرف جهانی را به خود اختصاص می‌دهند. این موضوع یعنی قطع بیشتر درختان جنگل‌ها برای تهیه مواد اولیه و افزایش آلاینده‌های کربنی در سطح جهان.

تحلیل جریان مواد (MFA) پلاستیک‌ها در سیستم‌های صنعتی

بررسی جریان‌های مواد نشان می‌دهد که در حال حاضر مشکلات بزرگی در سیستم ما وجود دارد. طبق تحقیقات منتشر شده در Nature Communications در سال ۲۰۲۳، حدود دو سوم از تمام محصولات پلاستیکی ظرف یک سال پس از تولید از سیستم‌های صنعتی خارج می‌شوند. هنوز بیشتر تولیدکنندگان به شدت به مواد خام جدید اتکا دارند تا مواد بازیافتی، به طوری که حدود ۸۸ درصد از موادی که وارد کارخانه‌ها می‌شود مستقیماً از منبع تأمین می‌شود و دوباره استفاده نمی‌شود. با این حال امیدی وجود دارد. تحلیل‌های اخیر نشان می‌دهند که اگر انواع خاصی از پلاستیک‌ها مانند بطری‌های پت و ظروف انعطاف‌پذیر پلی‌پروپیلنی را به صورت جداگانه ردیابی کنیم، می‌توانیم فقط با بهبود نحوه جداسازی این مواد قبل از پردازش بیشتر، حدوداً یک سوم از پسماندها را کاهش دهیم.

تمرکز جغرافیایی تولید و فرآوری پلاستیک

منطقه آسیایی اقیانوسیه تاکنون بزرگترین تولیدکننده پلاستیک در جهان است و تقریباً نیمی از کل پلاستیک‌های تولیدی جهان (48%) را تولید می‌کند، اما تنها موفق به بازیافت حدود 14٪ از پلاستیک‌های دورریخته شده می‌شود، مطابق تحقیقات منتشرشده در مجله Frontiers in Thermal Engineering در سال گذشته. این واقعیت که تولید بسیار زیادی در این منطقه انجام می‌شود، در واقع ریسک واقعی‌ای برای دیگران ایجاد می‌کند. به عنوان مثال اروپا و آمریکای شمالی را در نظر بگیرید - تقریباً 8 از هر 10 تولیدکننده پلاستیک در آنجا به واردات خامه از آسیا برای مواد اولیه خود متکی هستند. همچنین بُعد زیست‌محیطی نیز وجود دارد. 74٪ از این کارخانه‌ها در فاصله کمتر از 50 کیلومتری سیستم‌های آبی مهم قرار دارند و این موضوع هم طبیعت و هم جوامع محلی را در معرض خطر واقعی قرار می‌دهد، به ویژه هنگام وقوع حادثه یا آلودگی.

تجارت مواد اولیه پلاستیکی، محصولات میانی و محصولات نهایی

تجارت جهانی رزین سالانه حدود 312 میلیارد دلار درآمد دارد که نشان می‌دهد follow ما هنوز چقدر به سوخت‌های فسیلی برای صنعت پلاستیک خود متکی هستیم. بیشتر این هزینه‌ها از نفتا و اتان نشئت می‌گیرد که با هم تقریباً سه‌چهارم مواد مورد نیاز برای تولید رزین‌ها را تشکیل می‌دهند. از سال 2021 که بیش از 129 کشور شروع به ممنوعیت واردات ضایعات پلاستیکی کثیف کردند، حدود 19 میلیون تن پسماند مجبور شد دوباره به محل‌های دفن زباله محلی بازگردد. اما چیزی جالب اتفاق افتاد - حتی با اینکه الزامات کیفی برای مواد بازیافتی سخت‌گیرانه‌تر شد، مقدار گرانول‌های بازیافتی که صادر شدند در سال گذشته در واقع 22 درصد افزایش یافت. این موضوع در نگاه اول متناقض به نظر می‌رسد اما ممکن است نشانه‌ای از تغییر در نگرش‌ها نسبت به بازیافت و پایداری در بازارهای مختلف جهانی باشد.

تأثیر محیط زیستی تولید و پسماند پلاستیک

ردپای کربنی و کاهش منابع در تولید پلاستیک

امروزه صنعت پلاستیک تقریباً کل مواد اولیه خود را از سوخت‌های فسیلی تأمین می‌کند و حدود 3.4 درصد از انتشارات گازهای گلخانه‌ای سراسری را به خود اختصاص می‌دهد. بر اساس گزارش Thomasnet از سال 2023، این میزان معادل تقریباً 1.8 میلیارد تن معادل CO2 است. به پیش‌بینی آینده نگاه کنیم، اگر روش‌های فعلی ادامه یابد، تولید پلاستیک تا سال 2040 ممکن است تقریباً 19 درصد از کل سهم کربنی سیاره ما را به خود اختصاص دهد. مشکل بدتر می‌شود زیرا تقریباً شش درصد از کل نفت مصرفی جهانی و همچنین دو درصد از منابع گاز طبیعی در تولید آن‌دسته از محصولات پلاستیکی یک‌بار مصرف که در همه‌جا دیده می‌شوند به کار گرفته می‌شود. فقط به این فکر کنید: تولید یک تن پلاستیک تقریباً سه تن نفت خام نیاز دارد و هزینه‌های زیست‌محیطی ایجاد شده در طول زمان را به میزان تقریباً 740000 دلار به دنبال دارد، همان‌گونه که طبق تحقیقات انجام‌شده در سال گذشته توسط مؤسسه Ponemon گزارش شده است.

آلودگی پلاستیکی و ارتباط آن با اهداف توسعه پایدار سازمان ملل متحد (SDGs)

پسماندهای پلاستیکی به شدت مانع تلاش‌ها برای دستیابی به هدف 14 توسعه پایدار (SDG 14) یعنی حیات در زیر آب شده‌اند. هر سال حدود 14 میلیون تن پسماند پلاستیکی وارد اقیانوس‌های ما می‌شود و در آنجا آبزیان را در معرض خطر قرار می‌دهد و تقریباً 9 مورد از هر 10 زیستگاه دریایی را آلوده می‌کند. وضعیت زمانی بدتر می‌شود که به میکروپلاستیک‌ها نگاه کنیم - ذرات بسیار ریزی که طبق آزمایش‌های اخیر در 94 درصد از نمونه‌های آب شهری سراسر جهان یافت شده‌اند. این وضعیت به وضوح با اهداف مربوط به هدف 6 توسعه پایدار (SDG 6) یعنی آب تمیز و فاضلاب در تضاد است. یک مطالعه انجام شده در سال 2023 از سوی ائتلاف آلودگی پلاستیکی نشان داد که آلودگی پلاستیکی سالانه در حدود 9 میلیون مورد مرگ زودرس را در پی دارد که کاملاً با هدف 3 توسعه پایدار (SDG 3) یعنی سلامت خوب در تناقض است. اکنون دولت‌های سراسر جهان شروع به تمرکز بر روی راهکارهایی کرده‌اند که با این اهداف توسعه پایدار هماهنگ باشند. یکی از اقدامات اصلی حذف پلاستیک‌های غیرقابل بازیافت تا سال 2030 است. اگر تولیدکنندگان در تمامی صنایع واقعاً این برنامه را اجرا کنند، ممکن است نشت پلاستیک به اقیانوس‌ها نسبت به سطح فعلی تقریباً به میزان چهار پنجم کاهش یابد.

پیشرفت در فناوری‌های بازیافت و مدل‌های اقتصاد دایره‌وار

بازیافت مکانیکی در مقابل شیمیایی: کارایی و مقیاس‌پذیری

بیشتر بازیافت‌های مکانیکی تنها برای انواع خاصی از پلاستیک‌ها عمل می‌کنند. به عنوان مثال، طبق تحقیقات انجام شده توسط Ponemon در سال 2023، بطری‌های PET در اثر گذشت تنها از سه چرخه فرآوری، حدود 33% استحکام کششی خود را از دست می‌دهند. از سوی دیگر، روش‌های بازیافت شیمیایی مانند depolymerization در واقع می‌توانند پلاستیک‌ها را به اجزای اولیه تشکیل‌دهنده‌شان تجزیه کنند. این امر امکان بازیابی موادی را فراهم می‌کند که حتی برای کاربردهای تماس با مواد غذایی نیز مناسب هستند. برخی روش‌های مبتنی بر آنزیم نیز نتایج قابل توجهی به دست آورده‌اند؛ به عنوان مثال، در یک مطالعه اخیر در سال 2024 در زمینه نوآوری مواد، به سطح خلوص حدود 89% دست یافته‌اند. مشکل این است که در سطح جهانی، واحدهای بازیافت شیمیایی هنوز کمتر از 5% از زباله‌های پلاستیکی را در سال 2023 مطابق گزارش Geyer و همکارانش مدیریت می‌کنند. اما پیشرفت‌های امیدوارکننده‌ای در افق دیده می‌شود. فناوری‌های جدید دسته‌بندی مبتنی بر هوش مصنوعی، کارایی فرآیندهای سنتی بازیافت مکانیکی را به طور تقریبی 30% افزایش داده‌اند که این امر گامی قابل توجه در جهت دستیابی به راهکارهای بهتر مدیریت پسماند محسوب می‌شود.

مسئولیت گسترده تولیدکننده و اقدامات دایره‌ای مبتنی بر صنعت

امروزه شرکت‌های بیشتری به سمت استفاده از بسته‌بندی قابل استفاده مجدد می‌روند، به‌ویژه با کمک سیستم‌های خودکار بازگشتی که مصرف پلاستیک جدید را برای پالت‌ها تقریباً ۴۰ درصد کاهش داده‌اند. در مناطقی که قوانین مسئولیت گسترده تولیدکننده در ۳۴ کشور وجود دارد، برندها موظفند خود هزینه راه‌اندازی مراکز جمع‌آوری را تقبل کنند، که منجر به سرمایه‌گذاری سالانه حدود دو میلیارد و یک دهم دلار در سیستم‌های حلقه بسته شده است، طبق آخرین گزارش UNEP از سال گذشته. گروه پلاستیک‌های تعهدینده و گروه‌های صنعتی مشابه از زمانی که در سال ۲۰۲۰ با هم همکاری کردند، توانستند حدود هشت میلیون تن پلاستیک را از ورود به مکان‌های دفن زباله جلوگیری کنند. این کار را عمدتاً با ایجاد قوانین یکسان برای مرتب‌سازی و پردازش مواد قابل بازیافت توسط تمامی افراد بخش انجام دادند.

محدودیت‌های مدل دایره‌ای: چرا مدل‌های خطی با وجود سرمایه‌گذاری ادامه پیدا می‌کنند

ما همچنان بیش از حد به پلاستیک‌های نو وابسته هستیم، چون سیستم‌های جمع‌آوری زباله ما در سراسر جهان بسیار نامنظم است. به بازیافت بسته‌بندی‌های انعطاف‌پذیر نگاه کنید - کمتر از 12٪ از شهرها حتی برنامه‌های جمع‌آوری در محل را برای این نوع زباله دارند. مسئله دیگر هم هزینه است. بنا به داده‌های ICIS از سال گذشته، هزینه PET بازیافتی هنوز حدود 17٪ بیشتر از پلاستیک معمولی است. و ساخت واحدهای مکانیکی بازیافت؟ این امر نیازمند سرمایه اولیه بسیار زیادی است، حدود 740 میلیون دلار. تمام این مشکلات دلیل این موضوع را مشخص می‌کنند که چرا ما واقعاً به سیاست‌های بهتر نیاز داریم که همراه با فناوری کار کنند، اگر می‌خواهیم به سمت اقتصاد دایره‌وار پیشرفت کنیم. سیستم فعلی به درستی طراحی نشده است تا این گذار را به صورت یکنواخت مدیریت کند.

چارچوب‌های سیاستی و روندهای نظارتی جهانی در مدیریت پلاستیک

دستورالعمل پلاستیک‌های یک‌بار مصرفی اتحادیه اروپا و تأثیر جهانی آن

از سال 2019، اتحادیه اروپا دستورالعمل پلاستیک‌های یک‌بار مصرف خود را معرفی کرده که در واقع الگویی برای سایر مناطق محسوب می‌شود. این دستورالعمل استفاده از اقلام رایجی مانند وسایل نوشتنی پلاستیکی، نی‌های نوشیدنی و ظروف پلی‌استایرن منبسط‌شده که از بسته‌بندی غذی فست‌فودها می‌شناسیم را ممنوع می‌کند. علاوه بر این، الزامی وجود دارد که تا سال 2029 باید حداقل 90 درصد از بطری‌های PET جمع‌آوری شوند. کشورهای خارج از اتحادیه اروپا نیز متوجه این موضوع شده‌اند. اکنون 27 کشور دیگر نیز دنباله‌روی کرده و نسخه‌های خود را از ممنوعیت‌های پلاستیکی وضع کرده‌اند. کانادا قصد دارد تا سال 2025 استفاده از پلاستیک‌های یک‌بار مصرف را به‌طور کامل متوقف کند، در حالی که چند کشور جنوب شرقی آسیا به‌تدریج استفاده از کیسه‌های پلاستیکی را در سراسر خاک خود محدود می‌کنند. بر اساس گزارش اخیر مدیریت زباله جهانی که انتشارش در سال 2025 منتظر می‌رود، اگر این مقررات باقی بمانند، ممکن است پیش از فرا رسیدن سال 2030، حدود 40 درصد از زباله‌های پلاستیکی دریایی کاهش یابد. این موضوع نشان‌دهنده چیزی بزرگ‌تر است - حرکتی آهسته اما پایدار به سوی توافق بین‌المللی در مورد نحوه مبارزه با آلودگی پلاستیکی.

مسدودیت بین‌المللی دانه‌های ریز و پلاستیک‌های یک‌بار مصرف

مسدودیت دانه‌های ریز اکنون در حدود 43 کشور مختلف در سراسر جهان اجرا می‌شود. ایالات متحده قانون آب‌های آزاد از دانه‌های ریز را در سال 2015 تصویب کرد، و کره جنوبی نیز اخیراً در سال 2023 دانه‌های ریز پلاستیکی موجود در محصولات آرایشی را ممنوع کرد. امروزه بیش از 90% از کشورهای عضو OECD قوانینی را علیه پلاستیک‌های یک‌بار مصرف اجرا کرده‌اند. کشورهایی که هنوز در مراحل اولیه توسعه اقتصادی قرار دارند، مانند هند و کنیا، معمولاً ابتدا تمرکز خود را بر ممنوعیت کیسه‌های نازک پلاستیکی که به راحتی پاره می‌شوند قرار می‌دهند. هرچند این تلاش‌های محیط‌زیستی با اهداف توسعه پایدار شماره 12 در مورد عادات مصرف مسئولانه و شماره 14 در زمینه حفاظت از زندگی دریایی هم‌خوانی دارند، اما هنوز مشکل بزرگی در اجرای قوانین در بسیاری از مناطق وجود دارد که سیستم‌های مناسب مدیریت پسماند در آن‌ها وجود ندارد.

پیشنهادات سیاستی برای تولید پلاستیک پایدار

استراتژی‌های کلیدی شامل:

• الزامات محتوای بازیافتی : حداقل 30% برای بسته‌بندی تا سال 2030
• مسئولیت گسترده تولیدکننده (EPR) طرح‌هایی که 100٪ پسماند پلاستیکی خانگی را پوشش می‌دهند
• مکانیسم‌های قیمت‌گذاری کربن تولید را جریمه کنند

A تحلیل جریان مواد 2023 این سیاست‌ها می‌توانند انتشارات ناشی از تولید پلاستیک را 22٪ کاهش دهند و همزمان سرمایه‌گذاری در اقتصاد دایره‌وار را تسریع کنند. هماهنگی در تعریف «قابل بازیافت» و «قابل کمپوست‌کردن» در سطح مقررات مختلف همچنان ضروری است تا از تجزیه بازار جلوگیری شود.

راهکارهای نوظهور: بیوپلاستیک‌ها و منابع خام پایدار

بیوپلاستیک‌ها و منابع خام زیستی: پتانسیل و محدودیت‌ها

بیوپلاستیک‌های تولید شده از موادی مثل نشاسته ذرت یا نیشکر راهی برای تجزیه طبیعی مواد به جای استفاده از فرآورده‌های نفتی فراهم می‌کنند. تحلیل‌گران بازار در مورد رشد قابل توجه این صنعت صحبت می‌کنند و بر این باورند که این بخش تا سال ۲۰۳۵ ممکن است به رقمی حدود ۹۸ میلیارد دلاری دست یابد. شرکت‌های بسته‌بندی و تولیدکنندگان خودرو به ویژه در حال حاضر علاقه زیادی نشان می‌دهند. اسید پلی‌لاکتیک یا PLA و سایر پلاستیک‌های گیاهی در نظریه به خوبی به نظر می‌رسند، اما در واقع هنوز هم تولید آن‌ها دو تا سه برابر پلاستیک معمولی هزینه دارد. این تفاوت قیمت یک مشکل بزرگ محسوب می‌شود. یک مشکل دیگر هم استفاده از زمین‌های کشاورزی برای تولید این مواد است در حالی که همین زمین‌ها برای کشت مواد غذایی مورد نیاز مردم هستند. این موضوع باعث شده تا محققان به سراغ گزینه‌های دیگری بروند. موادی مثل بقایای محصولات کشاورزی پس از برداشت و حتی جلبک‌هایی که به طور خاص برای این منظور کشت می‌شوند، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. برخی از کارشناسان معتقدند اگر این رویکردهای جدید موفقیت‌آمیز باشند، ممکن است بتوانیم در عرض چند سال به میزان وابستگی خود به منابع زیست‌توده سنتی حدود ۴۰ درصد کم کنیم.

کاهش آلودگی میکرو(نانو)پلاستیکی از طریق نوآوری در مواد

توسعه‌های جدید در زمینه پلاستیک‌های قابل تجزیه زیستی، پیشرفت‌های جدی در مبارزه با مشکل میکروپلاستیک ایجاد کرده‌اند، این کار با همکاری با طبیعت به جای مبارزه با آن انجام می‌شود. به عنوان مثال PHA، این بیوپلاستیک‌های قابل کمپوست شدن می‌توانند به طور کامل در حدود شش ماه پس از قرار گرفتن در شرایط کمپوست صنعتی تجزیه شوند، در حالی که پلاستیک‌های معمولی صد‌ها سال طول می‌کشد تا حتی کمی تجزیه شوند. برخی پیشرفت‌های هیجان‌انگیز اخیر، گزینه‌هایی قابل حل در آب را برای مواردی مثل پوشش‌های کشاورزی و بسته‌بندی فراهم کرده‌اند که واقعاً پس از استفاده ناپدید می‌شوند و از ورود ذرات کوچک پلاستیکی به محیط زیست جلوگیری می‌کنند. با ادامه تشدید قوانین کشورهای جهان در مورد ممنوعیت استفاده از پلاستیک‌های تک‌کار، این دسته از راهکارها می‌توانند به کاهش مقدار پلاستیکی که هر ساله به اقیانوس‌ها وارد می‌شود، بین 8 تا 12 میلیون تن تا میانه دهه آینده کمک کنند، طبق پیش‌بینی‌های فعلی.

بخش سوالات متداول

میزان تولید پلاستیک جهانی در حال حاضر چقدر است؟

در سال 2022، تولید جهانی پلاستیک به حدود 468 میلیون تن متريک در سال رسید.

کاربردهای اصلی پلاستیک در صنعت چیست؟

بیشتر پلاستیک‌های تولید شده در مصالح بسته‌بندی، مواد ساختمانی و محصولات روزمره استفاده می‌شوند.

تولید پلاستیک چه تأثیری بر محیط زیست دارد؟

تولید پلاستیک به طور قابل توجهی باعث آلودگی کربنی و تخریب جنگل‌ها می‌شود و از سهم قابل توجهی از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کند که منجر به انتشار زیاد گازهای گلخانه‌ای می‌شود.

جایگزین‌های موجود برای پلاستیک‌های سنتی در بازار چیست؟

بیوپلاستیک‌های تولید شده از نشاسته ذرت یا نیشکر، و همچنین سایر گزینه‌های نوآورانه قابل تجزیه زیستی مانند PHA به عنوان جایگزین پلاستیک‌های سنتی در حال بررسی هستند.

دلیل نرخ پایین بازیابی پلاستیک چیست؟

نرخ پایین بازیابی به دلیل وابستگی زیاد به مواد خام جدید و ناکارآمدی‌های موجود در سیستم‌ها و فناوری‌های بازیافت فعلی است.