Стратегии устойчивого развития для индустрии производства пластика

Понимание моделей производства и потребления пластика

Глобальные тенденции в производстве и спросе на пластик

Сегодня в мире производится в четыре раза больше пластика, чем в 1990-х годах, что составляет около 468 миллионов метрических тонн в год по данным ОЭСР за 2022 год. Большая часть этого материала идет на производство упаковочных материалов, строительных изделий и товаров повседневного спроса, поскольку его дешево производить, и он подходит почти для всего. Но здесь возникает серьезная проблема для нашей планеты. После использования перерабатывается лишь около 9% пластика, в то время как примерно 40% превращается в одноразовую упаковку в течение нескольких дней, сообщалось в журнале Frontiers in Thermal Engineering в 2023 году. Ситуация также продолжает ухудшаться. Страны Азии, Африки и Латинской Америки в настоящее время являются основными двигателями роста спроса, потребляя более половины всего производимого пластика по всему миру. Это означает, что для добычи сырья вырубаются все больше лесов, а уровень углеродных выбросов по всему миру продолжает расти.

Анализ потоков материалов (MFA) в пластмассовой промышленности

Анализ материальных потоков выявляет довольно серьезные проблемы в нашей системе на данный момент. Согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications в 2023 году, около двух третей всех пластиковых изделий исчезают из промышленных систем уже через год после их изготовления. Большинство производителей по-прежнему сильно зависят от новых сырьевых материалов, а не от переработанных, поскольку около 88 процентов того, что поступает на заводы, поступает непосредственно из источника, а не повторно используется. Однако есть надежда. Недавний анализ показывает, что если отслеживать конкретные виды пластика, такие как ПЭТ-бутылки и гибкие контейнеры из полипропилена, отдельно, то можно сократить объем отходов примерно на треть, просто улучшив сортировку этих материалов перед дальнейшей переработкой.

Географическая концентрация производства и переработки пластика

Регион Азиатско-Тихоокеанского региона является крупнейшим производителем пластика, производя почти половину (48%) всех пластиков в мире, но перерабатывая только около 14% от того, что выбрасывается, согласно исследованию, опубликованному в журнале Frontiers in Thermal Engineering в прошлом году. То обстоятельство, что там происходит столько производства, на самом деле создает риски для всех остальных. Возьмем, к примеру, Европу и Северную Америку — почти восемь из десяти переработчиков пластика в этих регионах зависят от импорта сырья из Азии. Также нельзя игнорировать и экологический аспект. Целых 74% этих заводов расположены в радиусе 50 километров от важных водных систем, что ставит под угрозу как природу, так и населенные пункты в случае аварий или загрязнения.

Торговля пластиковыми сырьем, промежуточными продуктами и готовыми изделиями

Глобальная торговля смолами приносит около 312 миллиардов долларов в год, что показывает, насколько мы все еще зависим от ископаемого топлива для производства пластика. Основная часть этих затрат связана с нафтеном и этаном, которые вместе составляют почти три четверти расходов на производство смол. С 2021 года, когда более чем 129 стран начали запрещать импорт загрязненного пластикового мусора, около 19 миллионов тонн отходов вернулись на местные свалки. Однако произошел интересный момент: несмотря на ужесточение требований к качеству перерабатываемых материалов, объем экспорта переработанных гранул увеличился на 22% в прошлом году. На первый взгляд это противоречит здравому смыслу, но может указывать на изменение отношения к переработке и устойчивому развитию в разных регионах мира.

Воздействие на окружающую среду производства пластика и отходов

Углеродный след и истощение ресурсов при производстве пластика

Пластмассовая промышленность в наши дни получает почти все свои сырьевые материалы из ископаемого топлива, что составляет около 3,4% от мировых выбросов парниковых газов каждый год. Это примерно равно 1,8 миллиарда метрических тонн CO2 согласно отчету Thomasnet за 2023 год. В дальнейшем, если мы продолжим действовать тем же образом, производство пластика может занять почти 19% общего углеродного лимита планеты к 2040 году. Проблема усугубляется тем, что около шести процентов всего используемой в мире нефти идет на производство повсеместно распространенных одноразовых пластиковых изделий, а также два процента природных газовых ресурсов. Подумайте об этом так: производство одной тонны пластика требует почти трех тонн сырой нефти и приводит к экологическим издержкам, оцениваемым примерно в 740 000 долларов США за длительный период согласно исследованию Института Понемона за прошлый год.

Загрязнение пластиком и его связь с Целями устойчивого развития ООН (ЦУР)

Пластиковые отходы серьезно тормозят усилия по достижению ЦР 14 «Жизнь под водой». Ежегодно около 14 миллионов метрических тонн пластика попадают в наши океаны, где они запутывают морских обитателей и загрязняют почти девять из десяти морских местообитаний. Ситуация усугубляется, когда речь идет о микропластике — эти крошечные частицы обнаруживаются в 94 процентах проб питьевой воды по всему миру согласно недавним исследованиям. Это явно противоречит целям ЦР 6 «Чистая вода и санитария». Исследование 2023 года, проведенное Коалицией по борьбе с пластиковым загрязнением, показало, что загрязнение пластиком приводит примерно к 9 миллионам преждевременных смертей ежегодно, что идет вразрез с принципами ЦР 3 «Хорошее здоровье». В настоящее время правительства по всему миру начинают сосредотачиваться на решениях, соответствующих этим целям устойчивого развития. Одной из ключевых инициатив является план по ликвидации неперерабатываемых пластиков к 2030 году. Если производители из различных отраслей действительно реализуют этот план, он может сократить попадание пластика в океаны почти на четыре пятых по сравнению с текущим уровнем.

Развитие технологий переработки и моделей циклической экономики

Механическая и химическая переработка: эффективность и масштабируемость

Механическая переработка эффективна лишь для определенных видов пластика. Например, по данным исследования Ponemon за 2023 год, пластиковые бутылки из полиэтилентерефталата (PET) теряют около 33% своей прочности после всего лишь трех циклов переработки. В то же время химические методы переработки, такие как деполимеризация, могут расщеплять пластик обратно на его исходные компоненты. Это позволяет получать материалы, пригодные даже для применения в контакте с пищевыми продуктами. Некоторые методы, основанные на применении ферментов, также показывают впечатляющие результаты, достигая уровня чистоты около 89%, как показало недавнее исследование 2024 года, посвященное инновационным материалам. Проблема заключается в том, что по данным Geyer и коллег за 2023 год, по всему миру предприятия химической переработки справляются менее чем с 5% всего объема пластиковых отходов ежегодно. Однако на горизонте появляются перспективные разработки. Новые технологии сортировки, основанные на применении искусственного интеллекта, уже повышают эффективность традиционных процессов механической переработки примерно на 30%, что является значительным прогрессом в направлении более эффективных решений в области управления отходами.

Расширенная ответственность производителей и инициативы индустрии в рамках круговой экономики

В настоящее время все больше компаний переходят на многоразовую упаковку, особенно с появлением автоматизированных систем возврата, которые помогают сократить использование нового пластика для поддонов примерно на 40 процентов. В странах, где законы об ответственности производителей действуют в 34 странах мира, компании вынуждены сами финансировать организацию пунктов сбора, что привело к ежегодным инвестициям в системы замкнутого цикла в размере около 2,1 миллиарда долларов США, согласно последнему отчету ЮНЕП за прошлый год. Группа Plastics Pact и аналогичные отраслевые организации не допустили попадания в свалки около восьми миллионов тонн пластика с момента их совместной работы, начиная с 2020 года. Они в основном добились этого, установив для всех участников отрасли одни и те же основные правила сортировки и переработки вторсырья.

Барьеры на пути к замкнутому циклу: почему линейные модели сохраняются несмотря на инвестиции

Мы по-прежнему слишком зависим от новых пластиков, потому что наши системы сбора отходов несовершенны. Достаточно взглянуть на переработку гибкой упаковки — только у 12% городов по всему миру существуют программы сбора таких отходов на дому. Плюс ко всему есть еще и финансовый вопрос. Переработанный ПЭТ по-прежнему стоит примерно на 17% дороже, чем обычный пластик, согласно данным ICIS за прошлый год. А строительство предприятий механической переработки требует значительных стартовых инвестиций — около 740 миллионов долларов. Все эти проблемы показывают, почему нам действительно нужны более эффективные политики, которые будут работать рука об руку с технологиями, если мы хотим добиться реальных успехов в направлении циклической экономики. В настоящее время система просто не настроена для плавного прохождения этого переходного периода.

Правовые рамки и мировые тенденции регулирования в сфере управления пластиком

Директива ЕС по одноразовому пластику и ее глобальное влияние

С 2019 года Европейский союз ввел директиву по одноразовому пластику, которая фактически стала моделью для других регионов. Директива запрещает распространенные изделия, такие как пластиковые столовые приборы, трубочки для напитков и надоедливые контейнеры из пенополистирола, которые мы все знаем по упаковке фастфуда. Кроме того, существует требование, согласно которому к 2029 году необходимо собирать не менее 90% бутылок из ПЭТ. Внимание к этой инициативе проявили и страны за пределами ЕС. Сейчас 27 различных стран последовали этому примеру, приняв собственные версии запрета на пластик. Канада планирует полностью отказаться от одноразового пластика к 2025 году, тогда как несколько стран Юго-Восточной Азии постепенно ограничивают использование пластиковых пакетов на своей территории. Согласно недавнему «Глобальному отчету по управлению отходами», ожидаемому в 2025 году, если эти правила будут соблюдаться, они могут сократить объем пластиковых отходов в океанах примерно на 40% до наступления 2030 года. Это говорит о более значительных изменениях — медленном, но уверенном движении в сторону международного согласия относительно борьбы с загрязнением пластиком.

Международные запреты на микробеады и одноразовый пластик

Запреты на микробеады сейчас действуют примерно в 43 странах мира. В Соединенных Штатах в 2015 году был принят закон Microbead-Free Waters Act, а Южная Корея недавно присоединилась к этим мерам, введя запрет на косметические продукты, содержащие микропластик, в 2023 году. Большинство стран — членов ОЭСР, а именно более 90%, на сегодняшний день внедрили правила, запрещающие использование одноразового пластика. Страны с развивающейся экономикой, такие как Индия и Кения, как правило, сначала сосредотачиваются на запрете на тонкие пластиковые пакеты, которые легко рвутся. Хотя эти экологические меры согласуются с Целями устойчивого развития №12, касающейся ответственного потребления, и №14, связанной с защитой морской жизни, проблема соблюдения остается острой во многих регионах, где еще не созданы надлежащие системы управления отходами.

Рекомендации по политике устойчивого производства пластика

Ключевые стратегии включают:

• Обязательные нормы использования переработанного материала : минимум 30% для упаковки к 2030 году
• Расширенная ответственность производителей (EPR) системы, охватывающие 100% пластиковых отходов потребления
• Механизмы ценообразования на углерод штрафы за производство первичных полимеров

A 2023 Анализ потоков материалов показывает, что эти политики могут снизить выбросы от производства пластика на 22%, одновременно ускоряя инвестиции в экономику замкнутого цикла. Согласование определений «пригодного к переработке» и «пригодного к компостированию» пластиков во всех юрисдикциях остается критически важным для предотвращения фрагментации рынка.

Перспективные альтернативы: биопластики и устойчивые источники сырья

Биопластики и биоосновные источники сырья: потенциал и ограничения

Биопластики, изготовленные из таких материалов, как кукурузный крахмал или сахарный тростник, позволяют материалам естественным образом разлагаться, вместо того чтобы полагаться на нефтепродукты. Аналитики рынка обсуждают, как эта отрасль может довольно сильно вырасти, возможно, достигнув объема бизнеса в размере около 98 миллиардов долларов к 2035 году. Особенно заинтересованы сейчас компании, занимающиеся упаковкой, и производители автомобилей. Полимолочная кислота (PLA) и другие виды пластиков на растительной основе выглядят неплохо на бумаге, но по правде говоря, их производство все еще обходится примерно в два-три раза дороже, чем производство обычного пластика. Эта разница в цене является проблемой. Еще одной серьезной проблемой является использование сельскохозяйственных угодий для производства таких материалов, когда эта земля нужна людям для выращивания продуктов питания. Это побудило исследователей рассмотреть другие варианты. Внимание уделяется таким вариантам, как остаточные растительные материалы после уборки урожая и даже водоросли, специально выращиваемые для этой цели. Некоторые эксперты полагают, что при успешной реализации этих новых подходов мы могли бы сократить зависимость от традиционных источников биомассы примерно на 40 процентов уже в ближайшие годы.

Снижение загрязнения микропластиком (нанопластиком) благодаря инновациям в области материалов

Новые разработки в области биоразлагаемых пластиков серьезно продвигают решение проблемы микропластика, работая с природой, а не против нее. Например, ПГА (полиоксиалканоаты), эти компостируемые биопластики могут полностью разлагаться примерно за шесть месяцев при условии помещения их в промышленные установки компостирования, тогда как обычным пластикам требуется сотни лет, чтобы разложиться вообще. Некоторые захватывающие недавние достижения привели к появлению растворимых в воде вариантов для таких применений, как покрытия и упаковка для сельского хозяйства, которые буквально исчезают после использования, предотвращая попадание крошечных пластиковых частиц в нашу окружающую среду. По мере того, как страны по всему миру продолжают ужесточать законодательство в отношении одноразовых пластиков, такие решения могут помочь сократить объем пластика, попадающего в океаны, на 8–12 миллионов тонн в год к середине следующего десятилетия согласно текущим прогнозам.

Раздел часто задаваемых вопросов

Каковы текущие объемы мирового производства пластика?

По состоянию на 2022 год, мировое производство пластика достигло около 468 миллионов метрических тонн в год.

Каково основное применение пластика в промышленности?

Большая часть производимого пластика используется в упаковочных материалах, строительных материалах и товарах повседневного спроса.

Каково влияние производства пластика на окружающую среду?

Производство пластика вносит большой вклад в углеродное загрязнение и вырубку лесов, поскольку значительная часть ископаемого топлива используется для этих целей, что приводит к высокому уровню выбросов парниковых газов.

Какие альтернативы традиционному пластику существуют на рынке?

В качестве альтернативы традиционному пластику исследуются биопластики, изготовленные из кукурузного крахмала или сахарного тростника, а также другие инновационные биоразлагаемые варианты, такие как ПГК (полигидроксиалканаты).

Почему уровень переработки пластика низкий?

Низкий уровень переработки обусловлен высокой зависимостью от новых сырьевых материалов, а также неэффективностью существующих систем и технологий переработки.