CC BY
126
Биоразлагаемая упаковка как один из путей решения проблем экологии Biodegradable packaging as one of the ways to solve environmental problems
Курманбаева К.
Студент 2 курса магистратуры, ф-т экологической безопасностии устойчивого развития регионов, Санкт-Петербургский государственный университет,
РФ, г.Санкт-Петербург e-mail: haziza.kt@mail.ru
Kurmanbayeva K.
2rd year of magistracy faculty of ecological safety and sustainable development of regions,
Saint-Petersburg State University, Russia, St. Petersburg e-mail: haziza.kt@mail.ru
Аннотация.
В настоящей статье рассмотрены размеры и темпы роста производства и потребления биоразлагаемых упаковок в мире. Выслеживается ценовая политическая деятельность и последующие тенденции становления рынка биоразлагаемых полимеров.
Annotation.
In this paper, we consider the size and growth rates of production and consumption of biodegradable packagings in the world. The price political activity and the subsequent tendencies of formation of the market of biodegradable polymers are traced.
Ключевые слова: экология, экологический менеджмент, биоразлагаемая упаковка, биопластик
Key words: ecology, environmental management, biodegradable packaging, bioplastics
Сегодня индустрия упаковки сильно зависит от пластмасс, полученных из нефти, которые вызывают озабоченность в отношении, как экономики, так и окружающей среды. В связи с постоянным увлечением розничного товарооборота в мире растет и рынок упаковки. По итогам 2015 года всего в мире было потреблено примерно 225 млн. тонн тарной продукции, в то время как в 2000 году объем потребления составлял 150 млн тонн. Крупнейшим потребителем является Китай, объем рынка упаковки которого в 2015 году составил 68 млн. тонн; объем рынка России в том же году оценивался в 4,6 млн тонн. К 2030 году прогнозируется увеличение объемов рынка на 30%[1].
Основная доля упаковки заключается в пищевой промышленности и производстве напитков, которая является стабильным и нециклическим рынком, постоянно растущим и главным образом, полагающимся на материалы из металла и пластика. На диаграмме 1, ниже показана основная доля пищевой упаковки пластмассовой промышленности, которая мотивирует цель проведения исследований по этой теме [2].
Рисунок 1 объясняет эволюцию пластика в контексте производственных и законодательных мер. [3]
Рис 1. Эволюция пластика в мире, в контексте производственных и законодательных мер
Открытие Polysterene (1893) и PVA (1872)
Бакелит, разработан Лео Бакеландом - 1920 г.
Начинается коммерческое производство ПВХ -1930 г.
Открыт полиэтилен - 1933 г.
Полиэтилентерефталант обнаружен - 1941 г.
Обнаружен пластиковый мусор в кишках морских птиц - 1960 г.
Отчет об обнаружении пластиковых гранул/фрагментов в морских местообитаниях - 1970 г. Первые сообщения об угрозе дикой природе - 1970 г
Первые опасения по поводу поглощения химических веществ из пластмасс дикой природой - 1972 г Ограничения МАРПОЛ по выросу мусора с судов - 1988 г. Найдены пластиковые отходы на глубине моря - 2000 г.
Налоги/запреты на полиэтиленовые пакеты - Ирландия и Юж.Африка - 2003 г. Добровольный запрет на полиэтиленовые пакеты некоторых британских ретейлеров - 2008 г. Канадское правительство запрещает содержание дефенлолпропана в детских бутылках - 2008 г.
Диаграмма. 1. Рост мирового производства пластмасс, 1950-2050 (млн.т)
Для нынешнего поколения, верящего во всемогущество техники, идея упаковки, которая выполняет свою задачу, а затем просто исчезает, весьма привлекательна. Эта идея существует с начала первого этапа борьбы за окружающую среду, и ее осуществлению посвящен ряд серьезных исследований.
Наибольший рост мирового рынка биоразлагаемых полимеров, согласно прогнозам аналитиков, ожидается в течение ближайших пяти лет. Мировой рынок биоразлагаемых полимеров в 2011 году оценивался в 1,484 млрд долларов, в 2016 году его объем в денежном выражении достиг 4,14 млрд долларов.
На диаграмме ниже показаны мировые мощности по производству биопластиков.
100% 90% 80% 70% 60% 50°% 40% 30% 20% 10% 0%
2008
2009
2010
2015
I Общая мощность
180
318
724
1710
г г
о
I Биоразлагаемые (включая пластики, полученные не из биосырья)
174
295
428
714
Не биоразлагаемые (на основе биосырья)
23
296
996
6
Диаграмма 2. Мировые мощности по производству биопластиков Мировой рыночный потенциал с точки зрения максимального технического замещения оценивается примерно в 240 млн. тонн. Общий мировой потенциал в 2007 году, 360 тыс. тонн, составлял 0,15% применительно к техническому замещению. Основываясь на отчетах компаний, в 2009 году техническое замещение оценивалось в 1,5%. Рисунок 2 ниже показывает прогнозируемый мировой рыночный потенциал замещения[4].
Другие ключевые факторы, такие как экономическая осуществимость, доступность ресурсов и доступность обученного персонала, играют не малую роль в дальнейшей судьбе материалов на основе биоматериалов.
Таблица 1. Потенциал замещения, согласно данным компаний «Nature Works» и «PURAC»
ПВХ ПЭНП PE-HD PP GP-PS PET HIPS
Nature Works - + + + - + -
PURAC +/- + + + +/- +/- +
+/- Частичное замещение с PLA
- Замещение невозможно + Полное замещение
Проведенный опрос на прогнозируемом рынке пластмасс на основе биоматериалов варьируется от 1520% и прогназирует, что произойдет рост рынка в период 2007-2020 годов[5]
Таблица 2. Средняя цена на биопластик (евро/кг) данные за 2015 год
Материал Средняя цена (евро/кг)
PE 1,2
PS 1,45
PP 1,15
PVC 1,05
PET 1,2
PA 2,7
PLA 1,8
PHB 10-20
Biopol 5-9
Mater Bi (Novamont) 1,5-2,4
Ecoflex (BASF) 4
(2007)
Синтетические волокна (в том числе штапельные и филаментные) Пластмассы (включая термореактивные и термопластичные) Потенциал пластмасс на основе био (включая волокна и пластмассы) Потенциальная возможность биомас на базе технических критерий
Рис. 2. Прогнозируемый рыночный потенциал для технического замещения Следующая таблица представляет собой компиляцию данных LCA для сравнения экологических воздействий различных биопластиков. Результаты были получены путем сжигания и восстановления энергии[6]
Таблица 3 - сравнение экологических воздействий различных биопластиков
Тип пластика Потребность в энергии, МДж/кг Глобальное потепление, кг CO2 экв / кг
Из не возобновляемых источников
HDPE 80.0 4.84
LDPE 80.6 5.04
Nylon 6 120.0 7.64
PET 77.0 4.93
PS 87.0 5.98
PVOH 102.0 2.70
PCL 83.0 3.10
Из возобновляемых источников
TPS 25.4 1.14
TPS+15% PVOH 24.9 1.73
TPS+60% PCL 52.3 3.60
PLA 57.0 3.84
PHA 57.0 -
Чтобы внедрить биосодержащие материалы в производственные системы пластикового мира, очень важно согласовать всю цепочку создания стоимости с использованием материалов на основе биосовместимости. В настоящее время материалы на основе биоматериалов признаются высокопотенциальными материалами для приложений в разных областях, например, текстиль, упаковка и т. д. Текущая промышленность, использующая биоматериалы, нуждается в сильной инфраструктуре, основанной на биоматериалах.
Список используемой литературы:
1. Alvarez-Chavez, C. R., Edwards, S., Moure-Eraso, R. & Geiser, K. (2012). Sustainability of bio-based plastics: general comparative analysis and recommendations for improvement, Journal of Cleaner Production, Vol. 23, pp. 47-56.
2. Goedkoop, M., Effting, F., and Collingson, M. 2000. The Eco indicator 99. A damage oriented method for life cycle impact assessment. 2nd edition. Amersfoort, The Netherlands: Pre Consultants B.V.
3. Harding, K. G., Dennis, J.S., Von Blottniz, H., and Harrison,S.T.L. 2007. Environmental analysis of plastic production processes. Comparing petroleum based Polypropylene and Polyethylene with biologically based poly B- hydroxybutric ascid using LCA, pp. 57-66.
4. Ishigaki, T., Sugano, W., Nakanishi, A., Tateda, M., Ike, M., and Fujita, M. 2004. The degradability of biodegradable plastic in anerobic and anaerobic waste landfill model reactors, pp. 225-233
5. Jonathan Bail et al,. (2011) PLASTIC WASTE IN THE ENVIRONMENT Specific contract 07.0307/2009/545281/ETU/G2 under Framework contract ENV.G.4/FRA/2008/0112 , Revised final report , April 2011 ,European Commission DG ENV PP 10-90
6. Gillespie, I., Wells, R.C., Bartsev, A. & Philip, J.C. (2011). OECD outlook on prospects in industrial biotechnology, Industrial Biotechnology, Vol. 7, No. 5, pp. 267-268.
