ประเด็นสิ่งแวดล้อมและแนวทางแก้ไขในการผลิตและรีไซเคิลพอลิเมอร์

การเพิ่มขึ้นของการผลิตพลาสติกและผลกระทบทางนิเวศวิทยา

ตามรายงานของนิตยสารเนเจอร์เมื่อปีที่แล้ว โลกผลิตพลาสติกประมาณ 430 ล้านตันเมตริกต่อปี ส่วนใหญ่เป็นพอลิโอเลฟิน เช่น โพลีเอทิลีน และโพลีโพรพิลีน ซึ่งคิดเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของพลาสติกทั้งหมดที่ผลิตขึ้นทั่วโลก เรามักใช้วัสดุเหล่านี้เพราะมีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรงมาก จึงพบเห็นได้ทั่วไปตั้งแต่บรรจุภัณฑ์อาหารไปจนถึงวัสดุก่อสร้าง แต่ปัญหาคือ เมื่อนำไปทิ้งแล้ว พลาสติกเหล่านี้จะคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมของเราเป็นเวลาหลายร้อยปี ไมโครพลาสติกได้แทรกซึมเข้าสู่สิ่งมีชีวิตในทะเลไปแล้วถึง 88 เปอร์เซ็นต์จากสิ่งมีชีวิตที่เคยศึกษามา และยังไม่ต้องพูดถึงหลุมฝังกลบ ซึ่งสารเคมีอันตรายค่อยๆ ซึมผ่านลงสู่แหล่งน้ำใต้ดิน ทำให้ทั้งสัตว์ป่าและมนุษย์ตกอยู่ในความเสี่ยงในแบบที่เรายังพยายามทำความเข้าใจอย่างเต็มที่

การปล่อยก๊าซเรือนกระจกข้ามประเภทพอลิเมอร์และกระบวนการผลิต

การผลิตพอลิเมอร์สร้างการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าประมาณ 3.8 พันล้านตันต่อปี ส่วนสำคัญของปริมาณการปล่อยนี้มาจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้เป็นวัตถุดิบ รวมถึงพลังงานทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับกระบวนการครแคร็กกิ้งที่เข้มข้น ยกตัวอย่างเช่น การสังเคราะห์พีอีที (PET) จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 5.5 กิโลกรัม ต่อกิโลกรัมของเรซินที่ผลิตได้ ซึ่งมากกว่าทางเลือกจากชีวภาพถึงร้อยละ 40 เมื่อพิจารณาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมแล้ว ถือว่าแตกต่างกันอย่างชัดเจน ขณะเดียวกัน วิธีการรีไซเคิลทางเคมีสำหรับพลาสติกผสมสามารถลดการปล่อยก๊าซได้ประมาณร้อยละ 34 เมื่อเทียบกับการเผาในสถาน facility กำจัดขยะ อย่างไรก็ตาม ยังคงมีอุปสรรคจริงที่ขัดขวางการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในขณะนี้ ทั้งในด้านเทคนิคและด้านการเงิน บริษัทจำนวนมากจึงติดอยู่ระหว่างความต้องการหาทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม กับความเป็นจริงในการดำเนินงาน ทั้งต้นทุนการนำเทคโนโลยีไปใช้และอุปสรรคด้านเทคโนโลยี

ปัญหาความไม่เสมอภาคด้านขยะทั่วโลก และเศรษฐกิจแบบเส้นตรง

ประเทศที่ร่ำรวยส่งขยะพลาสติกประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ไปยังสถานที่ที่ไม่มีสิ่งอำนวยความสะดวกในการรีไซเคิลที่เหมาะสม สิ่งที่เกิดขึ้นต่อมาคือ พลาสติกจำนวนมากถูกเผาอย่างเปิดเผย ซึ่งปล่อยสารอันตราย เช่น ไดออกซิน และอนุภาคขนาดเล็กเข้าสู่อากาศ ในระดับโลก เรามีการรีไซเคิลพลาสติกได้น้อยกว่า 9 เปอร์เซ็นต์ของพลาสติกทั้งหมด นั่นหมายความว่าทรัพยากรที่มีค่าราว 120,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ หายไปจากระบบของเราทุกปี เพราะติดอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้ครั้งเดียวเท่านั้น สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าแนวทางปัจจุบันของเราในการจัดการขยะพลาสติกนั้นเสียหายเพียงใด

การเปลี่ยนผ่านสู่เศรษฐกิจพลาสติกหมุนเวียน: แนวโน้มและปัจจัยขับเคลื่อน

ข้อกำหนดทางกฎระเบียบกำลังเร่งการเปลี่ยนผ่านสู่ระบบหมุนเวียน ตัวอย่างเช่น ข้อกำหนดของสหภาพยุโรปที่กำหนดให้มีส่วนผสมของพลาสติกรีไซเคิล 25% ในพลาสติกสำหรับยานยนต์ภายในปี 2030 ( เนเจอร์ 2024 ) แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มนี้อย่างชัดเจน ขณะนี้ระบบติดตามย้อนกลับที่ใช้เทคโนโลยีบล็อกเชนสามารถติดตามการไหลของพลาสติกหลังกระบวนการอุตสาหกรรมได้ 18% เพิ่มอัตราการนำกลับมาใช้ใหม่เป็นสองเท่าในโครงการนำร่อง และช่วยปรับปรุงความโปร่งใสในห่วงโซ่อุปทาน

ลดการใช้พลาสติกบริสุทธิ์ด้วยโซลูชันวิศวกรรมเคมีอัจฉริยะ

ขั้นตอนการแยกโพลีเมอร์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาขั้นสูงสามารถย่อยสลายของเสียผสมให้กลายเป็นโมโนเมอร์คุณภาพเทียบเท่าพลาสติกบริสุทธิ์ที่ความบริสุทธิ์ 92% ทำให้สามารถผลิตแบบวงจรปิดสำหรับพีอีทีและพอลิคาร์บอเนตได้ แพลตฟอร์มการรีไซเคิลด้วยกระบวนการทางชีวภาพสามารถแปรรูปฟิล์มหลายชั้นโดยใช้พลังงานลดลง 80% ซึ่งเป็นแนวทางที่เป็นไปได้ในการจัดการขยะบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นจำนวน 13 ล้านตันต่อปี

การรีไซเคิลด้วยวิธีเชิงกลและวิธีทางเคมี: เทคโนโลยี ข้อจำกัด และความสามารถในการขยายผล

อัตราการรีไซเคิลทั่วโลกในปัจจุบันสำหรับกระบวนการเชิงกลและกระบวนการทางเคมี

ทั่วโลกมีพลาสติกเสียเพียงประมาณเก้าเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่ถูกรีไซเคิลด้วยวิธีทางกล ในขณะที่การรีไซเคิลทางเคมีสามารถจัดการกับของเสียประเภทสตรีมโพลิเมอร์ผสมได้เพียงหนึ่งถึงสองเปอร์เซ็นต์เท่านั้น ตามรายงานปี 2023 ของ Plastics Europe เหตุผลที่การรีไซเคิลทางกลได้ผลดีกับขวด PET และภาชนะ HDPE ก็เพราะเรามีสถานประกอบการที่พร้อมรองรับอยู่แล้ว แต่เมื่อพิจารณาถึงสิ่งของเช่น บรรจุภัณฑ์หลายชั้น หรือสิ่งของที่สกปรกหรือชำรุด การรีไซเคิลด้วยวิธีทางกลก็ไม่สามารถใช้ได้ผล ในทางตรงกันข้าม เทคโนโลยีการรีไซเคิลทางเคมีแบบใหม่ๆ เช่น ไพโรไลซิส และกระบวนการที่ใช้เอนไซม์ กำลังก้าวหน้าไปอย่างต่อเนื่อง วิธีเหล่านี้สามารถจัดการพลาสติกได้มากกว่าครึ่งล้านเมตริกตันต่อปีในปัจจุบัน ซึ่งเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าเมื่อเทียบกับปี 2020 อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการเติบโตนี้ ระบบขั้นสูงเหล่านี้ยังคงคิดเป็นน้อยกว่าครึ่งเปอร์เซ็นต์ของขยะพลาสติกทั้งหมดที่เราสร้างขึ้นทั่วโลกในแต่ละปี

ความท้าทายในการรีไซเคิลทางกล: การรีไซเคิลแบบลดคุณภาพ (Downcycling) และข้อบกพร่องในการแปรรูป

ทุกครั้งที่พลาสติกผ่านกระบวนการรีไซเคิลด้วยวิธีทางกล พันธะโพลิเมอร์ยาวเหล่านั้นจะได้รับความเสียหายระหว่าง 15 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหมายความว่าวัสดุรีไซเคิลมักจะมีคุณภาพเพียงพอสำหรับผลิตภัณฑ์อย่างพรมหรือวัสดุก่อสร้าง แต่ไม่เหมาะสมสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร ตามการวิจัยจากกลุ่ม CEFLEX พบว่าเกือบ 4 ใน 10 ของบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นเริ่มแสดงปัญหาหลังจากการแปรรูปซ้ำ เช่น เกิดรอยแตกร้าวหรือสีซีดจาง เมื่อมีสิ่งเจือปนเช่น กาวตกค้าง หรือพลาสติกชนิดผิดปลอมปนเข้ามาในชุดผลิตภัณฑ์ จะส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบลดลง โดยเฉพาะการรีไซเคิลพลาสติก PET สิ่งเจือปนเหล่านี้สามารถลดประสิทธิภาพการแปรรูปลงได้ประมาณ 20 กว่าเปอร์เซ็นต์ ทำให้การดำเนินงานที่มีกำไรเป็นไปได้ยากในทางปฏิบัติ

แนวทางการรีไซเคิลทางเคมีและอุปสรรคต่อการขยายขนาดในระดับอุตสาหกรรม

ระบบไพโรไลซิสขั้นสูงสามารถกู้คืนสารตั้งต้นพอลิโอเลฟินได้ 85–92% แต่โรงงานส่วนใหญ่ทำงานที่ต่ำกว่า 50% ของกำลังการผลิตเนื่องจากป้อนวัสดุเหลือทิ้งที่ไม่สม่ำเสมอ ตารางด้านล่างเปรียบเทียบวิธีการรีไซเคิลหลักๆ:

เมตริก	การรีไซเคิลทางกล	การรีไซเคิลด้วยเคมี
การใช้พลังงาน	8-12 เมกะจูล/กิโลกรัม	18-25 เมกะจูล/กิโลกรัม
คุณภาพของผลลัพธ์	วัสดุเกรด B-C	เกรดเดิม
ความทนทานต่อสิ่งปนเปื้อน	●3%	●15%
ต้นทุนการลงทุน	$40 ล้าน (โดยเฉลี่ยต่อสถานประกอบการ)	$220 ล้าน (ไพโรไลซิส)

ยังคงมีปัญหาด้านการขยายขนาดอย่างต่อเนื่อง โดย 72% ของโครงการรีไซเคิลทางเคมีติดขัดอยู่ที่ขั้นตอนต้นแบบ เนื่องจากความไม่แน่นอนของวัตถุดิบและช่องว่างด้านกฎระเบียบ

การปนเปื้อนในกระบวนการรีไซเคิลและการเสื่อมคุณภาพ

เมื่อเศษอาหารปนเปื้อนกับพลาสติกหลายประเภท มันสามารถลดความหนืดของพอลิเอทิลีน เทเรฟทาเลต (PET) รีไซเคิลได้ระหว่าง 20 ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งทำให้ PET ชนิดนี้แทบจะใช้ไม่ได้เลยในการผลิตผ้าในปัจจุบัน และยังไม่ต้องพูดถึงการปนเปื้อนของพีวีซี (PVC) เลย แม้เพียง 1% ที่ปนอยู่ในกระแสพีอีเอชดี (HDPE) ก็ทำให้การปล่อยสารระเหยเพิ่มสูงขึ้นถึง 400% เมื่อผ่านกระบวนการตามการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเกนต์ในปี 2023 อย่างไรก็ตาม มีแนวทางใหม่ๆ ที่น่าสนใจ เช่น เทคโนโลยีการคัดแยกแบบไฮเปอร์สเปกตรัมร่วมกับสารปรับความเข้ากันได้แบบปฏิกิริยา (reactive compatibilizers) ซึ่งสามารถกู้คืนวัสดุผสมที่เคยถือว่ารีไซเคิลไม่ได้เลยให้กลับมาใช้ใหม่ได้ แต่ข้อจำกัดคือ วิธีขั้นสูงเหล่านี้ยังไม่แพร่หลาย โดยขณะนี้มีเพียงประมาณ 12% ของโรงงานรีไซเคิลในยุโรปเท่านั้นที่นำวิธีเหล่านี้ไปใช้

วิทยาศาสตร์วัสดุและข้อจำกัดเชิงระบบในการรีไซเคิลพอลิเมอร์

ความหลากหลายของพอลิเมอร์และความท้าทายด้านความเข้ากันได้ของเรซิน

ปัจจุบันมีพอลิเมอร์เชิงพาณิชย์ที่แตกต่างกันมากกว่า 10,000 ชนิดในตลาด โดยแต่ละชนิดจำเป็นต้องใช้วิธีการรีไซเคิลที่เฉพาะเจาะจง เนื่องจากมีโครงสร้างทางโมเลกุลที่ต่างกัน และมักมีสารเติมแต่งหลายชนิดปนอยู่ เมื่อพลาสติกชนิดต่าง ๆ เหล่านี้ถูกปนรวมกันในการรีไซเคิล จะเกิดปัญหาใหญ่ตามมา วัสดุรีไซเคิลที่ได้จะมีความแข็งแรงลดลงอย่างมาก บางครั้งอาจสูญเสียความแข็งแรงไปประมาณ 40% ตามการศึกษาล่าสุดจาก Mdpi ในปี 2024 ตัวอย่างหนึ่งคือ พลาสติก PET ที่ผสมกับ PVC การนำทั้งสองชนิดมารวมกันจะก่อให้เกิดกรดไฮโดรคลอริกขึ้นระหว่างกระบวนการแปรรูปใหม่ ซึ่งไม่เพียงแต่กัดกร่อนเครื่องจักร แต่ยังทำให้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายมีคุณภาพต่ำลง การรีไซเคิลทางเคมีอาจช่วยแก้ปัญหาส่วนผสมที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้ แต่ระบบการคัดแยกในปัจจุบันส่วนใหญ่ยังไม่มีความสามารถในการแยกเรซินออกได้อย่างแม่นยำพอที่จะทำให้วิธีนี้ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในทุกกรณี

การเสื่อมสภาพของวัสดุและการจำกัดการนำพอลิเมอร์กลับมาใช้ซ้ำ

เมื่อพอลิเมอร์ถูกรีไซเคิล มักจะสูญเสียน้ำหนักโมเลกุลลงตามเวลา และโครงสร้างผลึกของมันเริ่มเปลี่ยนแปลงไปในแต่ละรอบการแปรรูป การวิจัยชี้ให้เห็นว่าพลาสติก PET สูญเสียความแข็งแรงดึงได้ระหว่าง 12 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ หลังจากการรีไซเคิลเชิงกลเพียงสามรอบ ตามผลการศึกษาล่าสุดในปี 2023 เรื่องการเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์ ปัญหานี้ยิ่งทวีความรุนแรงขึ้นกับวัสดุบรรจุภัณฑ์หลายชั้น ซึ่งพลาสติกชนิดต่างๆ เช่น ไนลอน และพอลิเอทิลีน ถูกยึดติดกันไว้ วัสดุเหล่านี้ไม่สามารถแยกออกจากกันได้อย่างเหมาะสมในกระบวนการรีไซเคิล ซึ่งหมายความว่าสิ่งที่ผลิตจากวัสดุเหล่านี้ในรอบที่สองมักจะเสื่อมสภาพเร็วกว่าที่คาดไว้มาก

อุปสงค์ตลาดเทียบกับช่องว่างอุปทานสำหรับพลาสติกรีไซเคิล

ทั่วโลกมีคนประมาณ 62% ที่ต้องการซื้อสินค้าที่ผลิตจากวัสดุรีไซเคิล แต่เรายังคงติดอยู่ที่เพียงประมาณ 9% ของขยะพลาสติกที่ถูกนำกลับเข้าสู่ระบบหมุนเวียน ตามรายงานปี 2023 เกี่ยวกับเศรษฐกิจหมุนเวียน เมื่อพูดถึงผลิตภัณฑ์ที่ใช้กับอาหาร ก็มีปัญหาจริงๆ เพราะพลาสติกรีไซเคิลจำนวนมากไม่สามารถผ่านการทดสอบความปลอดภัยได้ จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมบริษัทส่วนใหญ่จึงยังคงใช้พลาสติกใหม่แทน ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? เริ่มต้นเลย การเก็บรวบรวมวัสดุรีไซเคิลไม่สม่ำเสมอในแต่ละพื้นที่ นอกจากนี้ยังมีอุปสรรคทางเทคนิคอย่างมากในการทำความสะอาดพลาสติกที่ใช้แล้วให้สะอาดพอที่จะตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรม

การขับเคลื่อนการรีไซเคิลแบบวงจรปิดผ่านโซลูชันทางวิศวกรรมเคมีอัจฉริยะ

ช่องว่างระหว่างศักยภาพของพลาสติกบริสุทธิ์กับพลาสติกรีไซเคิลกำลังแคบลงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากวิธีการแยกสารด้วยตัวทำละลายและสารเติมแต่งชนิดพิเศษที่ช่วยให้วัสดุเข้ากันได้ดีขึ้น การวิจัยล่าสุดในปี 2024 เกี่ยวกับความเข้ากันได้ของพอลิเมอร์แสดงผลลัพธ์ที่น่าประทับใจอย่างมาก เมื่อมีการใช้การรักษาด้วยเอนไซม์เฉพาะเจาะจงกับพอลิโพรพิลีน วัสดุนี้สามารถฟื้นคืนกำลังแรงดึงเดิมได้ประมาณ 94 เปอร์เซ็นต์ แม้จะผ่านกระบวนการนำกลับมาใช้ใหม่ครบห้ารอบแล้วก็ตาม นวัตกรรมทางวิศวกรรมเคมีในลักษณะนี้กำลังเปิดโอกาสให้เกิดระบบการรีไซเคิลแบบวงจรปิด (closed loop recycling) ซึ่งวัสดุยังคงประสิทธิภาพการใช้งานได้ดีตลอดหลายรอบการใช้งานในผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน

โครงสร้างพื้นฐานระดับโลกและความเหลื่อมล้ำทางเทคโนโลยีในการเก็บรวบรวมและคัดแยก

ความไม่เท่าเทียมกันในการเข้าถึงโครงสร้างพื้นฐานการรีไซเคิลในแต่ละภูมิภาค

โครงสร้างพื้นฐานด้านการรีไซเคิลส่วนใหญ่มักกระจุกตัวอยู่ในประเทศที่มีรายได้สูง ซึ่งเป็นผู้ดำเนินการศูนย์คัดแยกอัตโนมัติส่วนใหญ่ทั่วโลก ตามรายงานตลาดเศรษฐกิจหมุนเวียนในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ ปี 2025 พื้นที่พัฒนาแล้วเหล่านี้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวกประเภทนี้ประมาณ 83 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่พื้นที่กำลังพัฒนาจัดการเพียงประมาณ 17 เปอร์เซ็นต์ การสร้างสถาน facility ฟื้นฟูวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูง (MRFs) ต้องใช้เงินลงทุนเริ่มต้นระหว่างสิบสองถึงสิบแปดล้านดอลลาร์สหรัฐ สำหรับประเทศที่ยากจนซึ่งกำลังดิ้นรนกับความต้องการด้านโครงสร้างพื้นฐานขั้นพื้นฐาน การใช้จ่ายในลักษณะนี้ไม่คุ้มค่าทางการเงิน และประชากรในชนบทเผชิญกับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่กว่า เนื่องจากโรงงานแปรรูปแบบรวมศูนย์หลายแห่งไม่ครอบคลุมหมู่บ้านห่างไกล ที่ผู้คนอาศัยอยู่ห่างจากรัศมีหลายไมล์จากจุดเก็บขยะอย่างเป็นทางการ

ข้อจำกัดของระบบคัดแยกอัตโนมัติและการตรวจจับมลภาวะ

แม้แต่โรงงานคัดแยกขยะขั้นสูง (MRFs) ยังต้องปฏิเสธขยะที่เข้ามา 15-20% เนื่องจากมีการปนเปื้อนหรือพอลิเมอร์ผสม อุปกรณ์คัดแยกด้วยรังสีอินฟราเรดสามารถแยกขยะได้อย่างแม่นยำ 89-92% สำหรับ PET และ HDPE แต่ความแม่นยำจะลดลงต่ำกว่า 70% สำหรับพอลิสไตรีนและพลาสติกหลายชั้น การปนเปื้อนข้ามกันทำให้ความบริสุทธิ์ของเรซินรีไซเคิลลดลง 30-40% ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้จำกัดอยู่แค่สินค้ามูลค่าต่ำ เช่น เก้าอี้ในสวนสาธารณะ แทนที่จะใช้ทำบรรจุภัณฑ์ที่ใช้กับอาหาร

นวัตกรรมเทคโนโลยีการแยกขยะอัจฉริยะสำหรับขยะผสม

เทคโนโลยีใหม่กำลังผสานการถ่ายภาพแบบไฮเปอร์สเปกตรัมเข้ากับอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องจักร เพื่อตรวจจับวัสดุประเภทต่างๆ ในขณะที่เคลื่อนผ่านสายการผลิต ระบบทดสอบบางระบบซึ่งขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์สามารถเพิ่มความแม่นยำในการคัดแยกพลาสติกโพลีโอลีฟินผสม ซึ่งเดิมเคยอยู่ที่ประมาณ 65 เปอร์เซ็นต์ ให้สูงขึ้นเกือบถึง 94 เปอร์เซ็นต์ ในขณะเดียวกัน เครื่องจักรอัจฉริยะเหล่านี้ยังช่วยลดการใช้พลังงานลงได้ประมาณ 22 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม สิ่งที่ทำให้น่าตื่นเต้นจริงๆ คือ ความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการรีไซเคิลสิ่งของที่แต่ก่อนไม่สามารถจัดการได้อย่างเหมาะสม เช่น พลาสติกสีต่างๆ และส่วนผสมยางที่ซับซ้อน ซึ่งแต่เดิมต้องจบลงที่หลุมฝังกลบ หากรูปแบบปัจจุบันดำเนินต่อไป ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าความก้าวหน้าดังกล่าวอาจช่วยลดขยะได้ประมาณ 14 ล้านตันเมตริกไม่ให้ไปลงหลุมฝังกลบทุกปีภายในกลางทศวรรษนี้

แนวทางเศรษฐกิจและการกำหนดนโยบายสู่ระบบพอลิเมอร์ที่ยั่งยืน

ความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนของพลาสติกรีไซเคิลเทียบกับพลาสติกใหม่

ต้นทุนของพลาสติกรีไซเคิลมักจะสูงกว่าพลาสติกทั่วไปประมาณ 35 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากการคัดแยกชนิดต่าง ๆ และการทำความสะอาดต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ทำไมเป็นเช่นนี้? เหตุผลก็คือรัฐบาลยังคงให้การสนับสนุนบริษัทน้ำมันอย่างมากผ่านมาตรการอุดหนุน ซึ่งทำให้ราคาพลาสติกใหม่ถูกเกินไป ในขณะที่ธุรกิจรีไซเคิลไม่ได้รับความช่วยเหลือทางการเงินในระดับใกล้เคียงกันจากผู้กำหนดนโยบาย อย่างไรก็ตาม มีความก้าวหน้าที่น่าสนใจบางประการที่กำลังเกิดขึ้นในขณะนี้ ห้องปฏิบัติการทั่วยุโรปได้ทดสอบวิธีการต่าง ๆ เช่น การใช้ตัวทำละลายพิเศษในการทำความสะอาดพลาสติก และการย่อยสลายวัสดุเก่าด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา วิธีการเหล่านี้ดูเหมือนจะช่วยลดค่าใช้จ่ายลงได้ประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์เมื่อทดลองในระดับเล็ก แม้ว่าการขยายขนาดจะยังคงเป็นความท้าทายสำหรับผู้ผลิตส่วนใหญ่

อุปสรรคทางเศรษฐกิจ: การอุดหนุน ขนาด และประสิทธิภาพการแปรรูป

ทุกปี รัฐบาลต่างๆ ใช้งบประมาณประมาณ 350 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในการอุดหนุนพลาสติกที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ในขณะที่มีเพียงประมาณ 12 พันล้านดอลลาร์ที่จัดสรรไปยังโครงการรีไซเคิล ตามการวิจัยของอัลปิซาร์และคณะในปี 2020 ความแตกต่างด้านงบประมาณที่มากขนาดนี้ทำให้บริษัทต่างๆ ยากที่จะลงทุนในโรงงานรีไซเคิลใหม่ๆ ที่ทันสมัย ซึ่งสามารถแปรรูปขยะพลาสติกผสมได้ทุกประเภท อย่างไรก็ตาม มีบางแนวทางแก้ไขที่เริ่มปรากฏขึ้น เช่น ระบบเครดิตพลาสติก ซึ่งพยายามสร้างแรงจูงใจทางการเงินที่ดีกว่าสำหรับการจัดการขยะอย่างเหมาะสม แต่ระบบทั้งเหล่านี้จำเป็นต้องมีมาตรฐานที่ชัดเจนในการวัดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมตลอดวงจรชีวิต หากเราต้องการหลีกเลี่ยงการถูกกล่าวหาว่าเขียวเทียม (greenwashing) อีกครั้ง

โซลูชันวิศวกรรมเคมีอัจฉริยะเพื่อลดต้นทุนและพลังงาน

การสลายตัวด้วยความร้อนที่ช่วยเร่งโดยไมโครเวฟและการสลายพอลิเมอร์ด้วยเอนไซม์ ช่วยลดความต้องการพลังงานลง 40-60% เมื่อเทียบกับวิธีการแบบเดิม โครงการนำร่องในปี 2023 ได้แสดงให้เห็นถึงปฏิกรณ์รีไซเคิลทางเคมีแบบไหลต่อเนื่อง ซึ่งสามารถรักษาระดับผลผลิตโมโนเมอร์ไว้ได้ที่ 92% และมีต้นทุนการดำเนินงานต่ำกว่าระบบแบบแบทช์ถึง 30% ความก้าวหน้าเหล่านี้ตอบโจทย์อุปสรรคสำคัญสองประการโดยตรง ได้แก่ คุณภาพของวัตถุดิบที่ไม่สม่ำเสมอ และการเสื่อมสภาพจากความร้อนระหว่างกระบวนการแปรรูปใหม่

นโยบายระดับโลกที่กระจัดกระจายและความจำเป็นในการกำหนดกฎระเบียบที่สอดคล้องกัน

มีเพียง 34 ประเทศเท่านั้นที่มีกฎหมายความรับผิดชอบของผู้ผลิตขยายนครบทั้งระบบ (EPR) สำหรับพลาสติกอย่างครอบคลุม ส่งผลให้บริษัทข้ามชาติต้องเผชิญกับความซับซ้อนในการปฏิบัติตาม ตัวชี้วัดเศรษฐกิจหมุนเวียนของมูลนิธิเอลเลน แมคอาเธอร์ ให้กรอบการทำงานสำหรับการรายงานที่สอดคล้องกัน แต่ขาดกลไกบังคับใช้ที่มีผลผูกพัน ความแตกต่างระหว่างภูมิภาคยังคงชัดเจน โดยประเทศสมาชิก OECD รีไซเคิลพลาสติกได้ 18% เทียบกับ 4% ในเศรษฐกิจที่กำลังพัฒนา

ความรับผิดชอบของผู้ผลิตขยายนคร (Extended Producer Responsibility - EPR) ในฐานะแรงผลักดันสู่เศรษฐกิจหมุนเวียน

นโยบายความรับผิดชอบของผู้ผลิตขยายนอก (EPR) ในประเทศต่างๆ ของสหภาพยุโรปได้ผลักดันให้อัตราการรีไซเคิลบรรจุภัณฑ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก จากประมาณ 42 เปอร์เซ็นต์ในปี 2018 เพิ่มขึ้นเป็น 51% ในปัจจุบัน โดยหลักแล้วเนื่องจากมีการกำหนดระดับขั้นต่ำของวัสดุรีไซเคิลที่ต้องใช้ แนวทางใหม่ๆ บางประการเกี่ยวข้องกับสิ่งที่เรียกว่าค่าธรรมเนียมแบบปรับตามสิ่งแวดล้อม (eco-modulated fees) ซึ่งบริษัทต่างๆ จะได้รับส่วนลดค่าใช้จ่ายหากสามารถปรับปรุงความสามารถในการนำพลาสติกมาแปรรูปใหม่ได้ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น ธุรกิจอาจได้รับส่วนลดค่าธรรมเนียม 15% เมื่อสามารถเพิ่มความสามารถในการแปรรูปโพลิเมอร์ใหม่ได้เพียง 10% ในขณะเดียวกัน กลุ่มวิจัยต่างๆ ก็กำลังพัฒนาหนังสือเดินทางดิจิทัลสำหรับผลิตภัณฑ์ ซึ่งทำหน้าที่เหมือนบัตรประจำตัวสำหรับวัสดุต่างๆ ในระหว่างที่เคลื่อนผ่านขั้นตอนการผลิตและการบริโภคต่างๆ หนังสือเดินทางเหล่านี้ช่วยติดตามทุกอย่างตั้งแต่วัตถุดิบไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ทำให้สามารถตรวจสอบความรับผิดชอบของทุกฝ่ายได้ง่ายขึ้น และยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการไหลเวียนทรัพยากรตลอดกระบวนการผลิตทั้งหมด

คำถามที่พบบ่อย

การผลิตพอลิเมอร์มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร

การผลิตพอลิเมอร์ก่อให้เกิดผลกระทบทางนิเวศวิทยาอย่างมาก เนื่องจากขยะพลาสติก การปนเปื้อนของไมโครพลาสติก และการปล่อยก๊าซเรือนกระจก กระบวนการเหล่านี้มีผลกระทบระยะยาวต่อทั้งสิ่งมีชีวิตในน้ำและระบบนิเวศบนบก

ความท้าทายที่เผชิญในการรีไซเคิลทางเคมีคืออะไร

การรีไซเคิลทางเคมีเผชิญอุปสรรคด้านเทคนิคและการเงิน รวมถึงปัญหาขยะที่เข้าสู่กระบวนการไม่สม่ำเสมอ และต้นทุนการลงทุนสูงสำหรับสถาน facility ซึ่งจำกัดความสามารถในการขยายขนาดและการนำไปใช้จริง

ทำไมจึงมีช่องว่างระหว่างอุปทานกับอุปสงค์ของพลาสติกรีไซเคิล

อุปทานของพลาสติกรีไซเคิลมีจำกัดเนื่องจากระบบรีไซเคิลที่ไม่ต่อเนื่อง ปัญหาการปนเปื้อน และข้อจำกัดทางเทคโนโลยีในการจัดการพลาสติกผสมอย่างมีประสิทธิภาพ

นโยบายความรับผิดชอบของผู้ผลิตแบบขยาย (EPR) ช่วยส่งเสริมเศรษฐกิจหมุนเวียนอย่างไร

นโยบาย EPR ในสหภาพยุโรปช่วยเพิ่มอัตราการรีไซเคิลโดยการกำหนดข้อกำหนดเกี่ยวกับเนื้อหาที่ทำจากวัสดุรีไซเคิล และให้แรงจูงใจเพื่อปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปพอลิเมอร์ใหม่