تزايد الاعتماد العالمي على البلاستيك القابل للتحلل الحيوي والسماد الذي تم الحصول عليه منه ومن المونومرات المشتقة من الكتلة الحيوية التي تم تصنيعه منها. وسوف يكون له التأثير الصناعي الكبير الأول على قطاع التغليف في الصناعة الكيميائية العالمية. وفي هذه العملية ، ستلعب الصين والهند دورًا محوريًا.
وتشير تقديرات نمو سوق المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي والسماد حتى عام 2025 إلى نمو سنوي متواضع يقل عن 1٪. ومع ذلك، فإن سوق البلاستيك الحيوي سيشهد منحنى نمو إنتاج وامتصاص مماثل لمنحنى الخلايا الشمسية الكهروضوئية منذ عام 2007 ، حيث تلعب الصين والهند دورًا محوريًا.
يوفر استخدام اللدائن المشتقة من الزيت - لا سيما المواد البلاستيكية الحرارية الخمس الأساسية (البولي بروبلين والبولي إيثيلين والبولي فينيل كلوريد والبوليسترين والبولي إيثيلين تيريفثالات) - فوائد مجتمعية عديدة وهامة. و يستخدم لتعبئة المواد الغذائية والمياه والمشروبات، على سبيل المثال ، البلاستيك يساهم في صحة وسلامة الناس في جميع أنحاء العالم.
إلى جانب الطعام ، يتم تغليف معظم منتجات العناية الشخصية ومستحضرات التجميل والمنتجات المنزلية في عبوات بلاستيكية. لسوء الحظ ، فإن الاستقرار الكيميائي لهذه البوليمرات يساعد على استخدامها، وهو أحد الأسباب الرئيسية لتطبيقاتها الناجحة ، يؤدي أيضًا إلى مشاكل بيئية وصحية خطيرة بسبب الكمية الهائلة من النفايات البلاستيكية التي يتم إطلاقها سنويًا في البيئة. تشير التقديرات الشاملة في عام 2015 إلى أنه من إجمالي كمية النفايات البلاستيكية التي تم إنتاجها بين عامي 1950 و2015 ، تم إعادة تدوير 9 بالمائة فقط. في نفس الفترة ، تم التخلص من حوالي 55 بالمائة من النفايات البلاستيكية العالمية في البيئة أو دفن النفايات، و 25 بالمائة تم إعادة تدويرها.
ونتيجة لذلك، تم تقدير ما لا يقل عن 5.25 تريليون جسيم بلاستيكي تزن ما يقرب من 269000 طن بشكل متحفظ في عام 2013 عائمًا على سطح محيطات العالم باستخدام نموذج أوقيانوغرافي لانتشار الحطام العائم.
وبالمثل ، يلوث البلاستيك التربة في شكل كل من البلاستيك الكبير (> 5 مم) والجزيئات البلاستيكية الدقيقة، أي جزيئات البلاستيك التي يقل حجمها عن 5 مم والتي تتكون عن طريق تحلل اللدائن الكبيرة ، والحبيبات الدقيقة ، والألياف البلاستيكية الدقيقة.
تدخل اللدائن الدقيقة في التربة والمياه السلسلة الغذائية مع آثار ضارة على الصحة . و منذ عام 2014 ، اعتمدت العديد من الدول سياسات للحد من الأكياس البلاستيكية التي تستخدم لمرة واحدة وتقليل الميكروبيدات البلاستيكية.
من حيث المبدأ، فإن اللدائن الحيوية القابلة للتحلل الحيوي والقابلة للتحلل الغير حيوى من شأنها أن توفر الفوائد المجتمعية على الصحة والبيئة وعدم وجود بقايا ضارة .
يعد حمض البولى لاكتيك (PLA) والنشا، ولب السليلوز، و(PHAs)بولى هيدروكسى الكونات مثل بولى هيدروكسى بيوترات وبولى هيدروكسى اوكتونات البوليمرات الحيوية الرئيسية المستخدمة في إنتاج المواد البلاستيكية الحيوية ذات الاستخدام الفردي اليوم مثل الأكياس، والأطباق، والقش، ومحرك القهوة، والزجاج، وأواني البستنة، غشاء التغطية، وبطانات الحاويات، وألواح الغبار، والزجاجات ومواد التعبئة والتغليف.
كان أول بلاستيك حيوي هو بولي أميد 11 أو نايلون 11و تم تسويقه في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي إلى أوائل التسعينيات. ولكن في الآونة الأخيرة فقط، بدأ الاعتماد العالمي يصبح كبيرًا، بدءًا من الأكياس ذات الاستخدام الفردي والأطباق وتطبيقات التعبئة والتغليف. في عام 2018 ، شكلت المواد البلاستيكية الحيوية ما يقرب من واحد بالمائة (2.112 مليون طن) من حوالي 335 مليون طن من إنتاج البلاستيك العالمي.
من نفايات البلاستيك إلى أسمدة
في أوروبا، تعتبر العبوات البلاستيكية المستخدمة لمرة واحدة ومواد اللجنوسليلوز اليوم قابلة للتحلل الحيوي والتحول إلى سماد حسب متطلبات المعيار الأوروبي" EN 13432 " ومتطلبات التعبئة القابلة للاسترداد من خلال التسميد والتحلل البيولوجي . ومخطط الاختبار ومعايير التقييم للقبول النهائي للتعبئة". والمعيار الأوروبي" EN 14995"يحدد متطلبات مماثلة للمواد البلاستيكية. وبعبارة أخرى ، تحدد المعايير الأخيرة الخصائص التي يجب أن تمتلكها المادة من أجل اعتبارها "قابلة للتسميد" ، أي أنه يمكن إعادة تدويرها من خلال الاسترداد العضوي (التسميد والهضم اللاهوائي.يتطلب EN 13432 أن يتم اختبار الخصائص الأربع التالية في المختبر:التفكك، أي التفتت وفقدان الرؤية في السماد النهائي - يتم قياس ذلك في اختبار تجريبي للتسميد حيث يتم تحويل عينات من مادة الاختبار إلى سماد عضوي لمدة 3 أشهر. بعد هذا الوقت ، يجب أن تصل كتلة مخلفات مواد الاختبار إلى أقل من 10٪ من الكتلة الأصلية.التحلل البيولوجي ، أي قدرة المواد القابلة للتحلل على التحول إلى ثاني أكسيد الكربون تحت تأثير الكائنات الحية الدقيقة. يحتوي المعيار على عتبة إلزامية لا تقل عن 90 بالمائة من التحلل البيولوجي والتي يجب الوصول إليها في أقل من 6 أشهر (طريقة الاختبار المعملي EN 14046))).
عدم وجود آثار سلبية على عملية التسميد
يجب أن تكون كمية المعادن الثقيلة أقل من القيم القصوى، ويجب ألا يتأثر السماد النهائي سلبًا (لا يوجد انخفاض في القيمة الزراعية ولا تأثيرات سمية بيئية على نمو النبات). يمكن تمييز المواد البلاستيكية المعتمدة وفقًا للمواصفة EN 13432 بشعار "الشتلات" اى يوضع عليها صورة شتلات نباتية وذلك لمساعدة المستهلكين على تحديد المواد القابلة للتحويل إلى سماد بشكل صحيح مما يساعد على اتخاذ القرار بشأن شراء المنتج والتخلص منه.
يتم إرسال المواد البلاستيكية القابلة للتحويل إلى سماد بما في ذلك البولى حمض اللاكتيك إلى مصانع التسميد الصناعي عن طريق التخلص منها كنفايات عضوية. وفي الواقع فإن البولى حمض اللاكتيك مادة متعددة الاستخدامات وبديل ممتاز للبوليسترين والبولي بروبيلين في التطبيقات الصعبة) التي تم إنتاجها بالفعل بمعدل > 100000 طن / سنويًا، قابلة للتحلل الحيوي والتحول إلى سماد.
على سبيل المثال ، يُظهر تحلل صفائح البولى حمض اللاكتيك تحت ظروف مصنع التسميد التي تمت دراستها في تايلاند في عام 2008 أنه بعد 8 أيام في ظل ظروف مصنع التسميد في درجات حرارة ورطوبة مرتفعة نسبيًا (50-60 درجة مئوية ورطوبة نسبية 60٪) ، أصبحت الصفائح هشة وبدأت في التكسر إلى قطع صغيرة.
يمكن لمصنعي البلاستيك الحيوي تصنيع خلطات بلاستيكية قائمة على البولى حمض اللاكتيك والتي يمكن تحويلها إلى سماد. ومع ذلك ، ستتحول النفايات إلى سماد عالي الجودة / سماد محسن للتربة وغاز حيوي قيم وفقًا لمبادئ الاقتصاد الدائري.يحدث التسميد في نفس مصانع التسميد، الموجودة في كل مكان على سبيل المثال في إيطاليا أو في ألمانيا، حيث يتم تحويل الطعام والنفايات العضوية الأخرى إلى سماد وغاز حيوي.
الجوانب الاقتصادية والصناعية
لفهم سبب بقاء البلاستيك الحيوي فى مكانًا متواضعا لسوق البلاستيك الكلي حتى في قطاع التعبئة والتغليف أو الأكياس ذات القيمة المضافة المنخفضة، فإنه يجب مراجعة تعليقات رائد أعمال هندي في مجال البلاستيك الحيوي حيث قال:فجأة، في عام 2012، فرضت السلطات حظرًا على المواد البلاستيكية ، اعتقدت أنه يجب أن أستثمر في هذا المشروع لتوفير أكياس قماشية في مانجالورو. أثناء توزيع الأكياس القماشية ، أتت إلي صيّادة وسألتني إذا كنت انا السبب وراء حظر المواد البلاستيكية. لقد طرحت سؤالاً جادًا عندما سألتني عن كيف يمكنها بيع أسماك بقيمة 20 روبية في حقيبة تكلف 25 روبية. لم يكن أحد مستعدًا لشراء هذه الأكياس ".
أدت تكاليف الإنتاج المرتفعة ، وبالتالي السعر المرتفع ، إلى منع البلاستيك الحيوي لأكثر من عقدين من التنافس مع البوليمرات البتروكيماوية. ومع ذلك ، فقد كان يكفي اليوم توظيف استثمارات متواضعة نسبيًا في البحث وطرق الإنتاج الجديدة، لتغيير الوضع. تقع الأكياس التي تم إنتاجها في أول وحدة تصنيع في بينيا، الهند، بدءًا من نشا الذرة ومشتقات الزيوت النباتية ومخلفات الخضروات بتكلفة 3 روبية الآن، ويتم إنتاج الأكياس بناءً على طلب العميل.بشكل عام، عادةً ما يتم إنتاج البوليمرات الحيوية في النباتات الصغيرة حيث تتم معالجة البوليمرات الحيوية مثل النشا إلى بوليمرات بالحرارة، أو يتم تحويل السكريات إلى بوليمرات عبر طرق التخمير. يتم توزيع وحدات التصنيع في جميع أنحاء البلاد، بطريقة معاكسة تقريبًا لمصانع البتروكيماويات الكبيرة والمركزية حيث يتم تكرير النفط أولاً ثم تخضع أجزائه وجزيئاته من خلال عمليات محفزة غير متجانسة عالية الكفاءة لإنتاج المواد الكيميائية والبوليمرات.على ما يبدو، المنافسة الناجحة مع شركات البتروكيماويات، وتراكم أرباح كبيرة من بيع البتروكيماويات عندما يكون سعر النفط منخفضًا (على سبيل المثال <40 دولارًا / ب)، وتعويض الخسائر من تصنيع البتروكيماويات عندما يكون سعر النفط مرتفعًا من خلال البيع من الوقود، يبدو مستحيلاً.. وهذا ما يفسر سبب فشل العديد من الشركات التي تستهدف المنتجات الحيوية مثل البلاستيك الحيوي في العقد الماضي، أو الاستحواذ عليها من قبل شركات البترول أو تغيير المنتجات التي تستهدف المنتجات ذات القيمة الأعلى مثل مكونات مستحضرات التجميل .
من المتوقع أن تنمو قدرات الإنتاج العالمية للبلاستيك الحيوي من حوالي 2.11 مليون طن في 2018 إلى حوالي 2.62 مليون طن بحلول 2023 للمقارنة ، بلغ إجمالي إنتاج البلاستيك العالمي من البلاستيك في عام 2017 335حوالي مليون طن، ومنذ ذلك الحين استمر في النمو.البلاستيك الحيوي القابل للتحلل مناسب تمامًا لتطبيقات التعبئة والتغليف. في الواقع، شكلت العبوات المرنة والصلبة حوالي 60 ٪ من سوقها في عام 2018، تليها الزراعة والبستنة.تشير تقديرات نمو سوق المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي والسماد حتى عام 2025 إلى نمو سنوي متواضع يقل عن 1٪. وفقًا لتقديرات الاتحاد المذكورة أعلاه، سينمو السوق العالمي بنسبة 24٪ فقط في خمس سنوات (2018-2023.ومع ذلك ، فإننا نجادل فيما يلي، تمامًا كما حدث مع الإنتاج الهائل غير المتوقع واستيعاب الوحدات الكهروضوئية الشمسية لإنتاج الكهرباء، لدى الصين (والهند) فرصة تآزرية مع التحول من النفط المستورد إلى الكتلة الحيوية من مصادر محلية لصنع البلاستيك الحيوي: تنظيف بيئتهم وتحسين الصحة العامة والزراعة، وفي الوقت نفسه بناء صناعة مربحة جديدة تستهدف السوق العالمية حيث تطلب المجتمعات، وخاصة الأجيال الشابة من المستهلكين ، منتجات خضراء ومستدامة لا تشكل أي تهديدات للصحة والبيئة.
يجب عليك تسجيل الدخول أولاً لإضافة تعليق.