國際可生分解/可堆肥塑膠使用廢棄後之最終處置方式探討

 

刊登日期:2022/3/5
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陳明君 / 工研院產科國際所
 
目前國際上針對生質塑膠最終處置的方法,是以生質塑膠是否具可生分解性來作為處置方法的考量依據,並以形成封閉式的循環系統為主要精神。然而,循環經濟的最終目的,即是盡最大可能的方式延長材料使用壽命,至無法重複利用後,始進行材料循環再生(機械或化學回收)、有機循環(堆肥)以及能量回收(焚化)等處置。本文就現階段國際對於可生分解/可堆肥塑膠使用廢棄後的最終處置方式進行探討與說明。
 
【內文精選】
前言
在國際環保趨勢下,越來越多的塑膠產品被標記為「可堆肥」(Compostable)或「可生分解」(Biodegradable)。但是,由生物基材料製成的塑膠不一定能堆肥或可生分解;而且,可以生分解的塑膠亦可以由石化燃料製成。可生分解和可堆肥究竟有什麼區別?亂丟垃圾時,可生分解和可堆肥的塑膠會怎樣?這樣的塑膠可以回收嗎?使用廢棄後究竟如何處置才是最好的方式?本文就現階段國際對於生分解塑膠使用廢棄後的最終處置方式進行探討與說明。
 
定義可生分解和可堆肥
隨著市場上出現越來越多號稱為可生分解/可堆肥的塑膠產品,產品的氾濫和漂綠(Greenwashing)狀況也不斷增加,即便是最聰明的消費者,面對綠色材料相關的術語也會混淆。大多數「可生分解」的生質塑膠與多數消費者的理解剛好相反,它們不會在一般的堆肥設施或是家庭堆肥中分解,因此,最終仍舊會被掩埋。而標記為「可堆肥」的產品,則意味著它們保證在符合堆肥場域的標準中,並於180天內分解。
 
可生分解/可堆肥塑膠的最終處置方式
原則上沒有必要收集可生分解塑膠,因為它們可以留在環境中進行生物降解,這種特性提供了幾項優點,例如:增加土壤肥力、減少垃圾掩埋場中塑膠的積累以及降低廢棄物管理成本等。隨著生質塑膠的應用不斷地成長,以及循環經濟的推動下,對於材料應用的最終考量,即是將材料盡最大的方式延長使用壽命,至無法重複利用後,始考慮進行材料循環再生(機械或化學回收)、有機循環(堆肥)以及能量回收(焚化)等方式。
 
目前國際上針對生質塑膠最終處置的方法,是以生質塑膠是否具可生分解性來作為處置方法的考量依據,並以形成封閉式的循環系統為主要精神。詳細循環圖示,請參考圖二所示。
 
圖二、可生分解/可堆肥塑膠的封閉循環
圖二、可生分解/可堆肥塑膠的封閉循環
 
1.堆肥
使用經認證的可堆肥塑膠代替與食物垃圾混合或附著在食物垃圾上的物品(例如水果貼或茶袋),可以減少傳統塑膠的污染。因此,具可生分解特性的塑膠,現階段最具潛力的應用價值仍是以增加食品廢棄物的蒐集,提高有機廢棄物的品質所衍生的效益為主。
 
目前歐盟已將可生分解/可堆肥塑膠列入有機廢棄物蒐集的最適方法,並建議採用堆肥(Composting)及厭氧消化 (Anaerobic Digestion; AD)生產沼氣發電的方式作為最終處置,此類方法又稱為有機組成回收(Organic Recovery)。
 
2. 材料循環再生
(1)機械回收
目前市場上應用最廣的可生分解塑膠以PLA為主,隨著應用市場的需求,使用量呈現逐年增加的狀況,因此,歐盟已有許多廠商及研究單位,投入計畫對機械法回收PLA塑膠的可行性進行評估。例如英國WRAP公司、義大利Corepla公司及比利時r-PLA計畫等,已證實藉由操作參數的調整,可運用近紅外光光譜感測器將PLA分選出來,且分選後PLA所含雜質可控制在5%以下。不過,與再生PET相似,再生PLA的物性及機械性質亦會降低,且現階段無法再回用於食品包材,只能進行降階應用。
(2) 化學回收
許多研究已證實PLA以化學法循環利用具有技術可行性。例如近期美國公司Zeus Industrial Products即宣稱開發一種創新的PLA化學解聚技術,其利用特定溶劑及觸媒,可在溫和的反應條件下,將PLA解聚為再生乳酸或乳酸甲酯,據此再重新聚合為PLA;英國伯明翰(Birmingham)和巴斯(Bath)大學合作,利用鋅基催化劑和甲醇的化學過程,同樣將PLA進行解聚再生乳酸或乳酸甲酯。詳細圖示,請參考圖三---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
圖三、英國伯明翰(Birmingham)和巴斯(Bath)大學合作開發針對使用後的PLA進行化學回收方法
圖三、英國伯明翰(Birmingham)和巴斯(Bath)大學合作開發針對使用後的PLA進行化學回收方法 
 
★本文節錄自《工業材料雜誌》423期,更多資料請見下方附檔。

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