Статус на употреба на пластмасови бутилки за напитки

Пластмасовите бутилки за напитки, с предимствата си на леко тегло, прозрачност, ниска цена и лесно формоване, се превърнаха в абсолютния мейнстрийм в световните опаковки за напитки, широко използвани в бутилирана вода, газирани напитки, плодови сокове, чайове и други области. Китай е най-големият производител и потребител на пластмасови бутилки за напитки в света, с годишно производство от над 200 милиарда бутилки и потребление от около 200 милиарда бутилки (около 143 на глава от населението), общо тегло над 5 милиона тона и размер на пазара над 150 милиарда юана. Те представляват до 40%-50% от отпадъците от опаковки, а употребата им е пряко свързана с удобството на потребителите, безопасността на храните и екологичната защита. Следният анализ ще бъде проведен от седем аспекта: структура на материала, производство и потребление, сценарии на употреба, рискове за безопасността, рециклиране, съществуващи предизвикателства и тенденции в развитието.

1. Структура на основния материал: PET е абсолютно доминиращ, със значителна хомогенизация на материалите

Материалът на пластмасовите бутилки за напитки е предимно PET (полиетилен терефталат, пластмаса № 1), представляващ над 95%, с малко количество HDPE (полиетилен с висока плътност), PP (полипропилен) и др. PET се характеризира с добра прозрачност, химическа стабилност, силна херметичност, нетоксичен е и е без мирис. Той отговаря на стандарта за безопасност при контакт с храни GB 4806 и е предпочитаният материал за опаковки на храни и напитки.

От гледна точка на формата на продукта, PET бутилките се разделят на три категории: бутилки, формовани чрез издухване, бутилки, формовани чрез шприцване, и бутилки, формовани чрез разтягане, с капацитет от 330 мл до 2 л. Сред тях, бутилките за бутилирана вода от 500 мл и бутилките за газирани напитки заемат най-висок дял, достигайки над 70%. Производственият процес се основава главно на интегрирането на шприцване, издърпване и издухване, със степен на автоматизация над 68%. Ефективността на една линия на водещите предприятия достига 1200 бутилки в минута, а консумацията на енергия е намалена с 30% в сравнение с традиционните процеси.

2. Мащаб на производство и потребление: непрекъснат растеж, Китай твърдо се нарежда на първо място в света

(1) Глобален пазар

Приблизително 1 милион пластмасови бутилки за напитки се продават по целия свят всяка минута, с годишно потребление от над 600 милиарда и пазарен размер от приблизително 82 милиарда щатски долара, като Азиатско-тихоокеанският регион е основният полюс на растеж.

(2) Китайският пазар

Производство: До 2024 г. производството на пластмасови бутилки за напитки в Китай ще надхвърли 200 милиарда бройки, като производственият капацитет ще бъде концентриран в регионите Източен Китай (42%) и Южен Китай (28%), образувайки цялостна индустриална верига от нефтохимически суровини - производство на заготовки за бутилки - формоване чрез раздуване - пълнене.

Консумация: Годишната консумация е около 200 милиарда единици, със средна годишна консумация от 143 единици на човек. Бутилираната вода представлява най-висок дял (около 60%), докато газираните напитки, плодовите сокове и чаените напитки представляват съответно 15%, 10% и 8%.

Двигатели на растежа: ръст на населението, насърчаване на урбанизацията, повишена здравна осведоменост (бутилирана вода замества традиционните напитки) и търсене на удобна консумация (доставка на храна, преносими сценарии), което води до достигане на средногодишния темп на растеж на индустрията от 6,5% до 8,5%.

3. Сценарий на употреба: Пълно проникване на сценарий, с фокус върху еднократната употреба

(1) Сценарии за основно потребление

Бутилирана вода: Най-големият сценарий на приложение е доминиран от 500 мл PET бутилки, обхващащи всички сценарии, като например дом, офис, на открито и пътуване, с годишно потребление от над 120 милиарда единици.

Газирани напитки: предимно PET бутилки от 330 мл до 1 л, подходящи за супермаркети, магазини за хранителни стоки и кетъринг канали, с годишна консумация от около 30 милиарда единици.

Сокове и чайове: Прозрачните PET бутилки отговарят на визуалните нужди, а процесът на горещо пълнене (85 ℃ -95 ℃) е зрял, с годишна консумация от около 20 милиарда броя.

Функционални напитки: PET бутилки с висока прозрачност, устойчиви на ниски температури, подходящи за спортни събития, с годишна консумация от приблизително 15 милиарда единици.

Други: млечни продукти, подправки, ежедневни химически продукти и др., представляващи по-малко от 5%.

(2) Характеристики на употреба: Предимно за еднократна употреба, често, но не е стандартизирано за многократна употреба

Еднократна употреба: Повече от 90% от пластмасовите бутилки за напитки са за еднократна употреба и могат да се изхвърлят след пиене, което е удобно, но води до сериозно разхищение на ресурси.

Повторна употреба: Около 30% от потребителите ще използват повторно PET бутилки (за вода, подправки, зърно и масло и др.), но има рискове за безопасността: PET има лоша устойчивост на топлина (<60 ℃) и многократната употреба може лесно да освободи вредни вещества като ацеталдехид и антимон; Дългосрочното излагане на киселини, основи и масла може да ускори стареенето на материала и да увеличи риска от миграция.

4. Безопасност на храните и въздействие върху здравето: съответствие с изискванията за безопасност при употреба, неправилната употреба носи рискове

(1) Съответствие и безопасна употреба

При нормална температура, краткотрайна и еднократна употреба, миграцията на вредни вещества в обикновените PET бутилки за напитки е по-ниска от националния стандарт (GB 4806.7) и няма да навреди на здравето.

(2) Риск от неправилна употреба

Риск от висока температура: PET бутилките не са устойчиви на високи температури и могат да отделят ацеталдехид (канцерогенен риск) и антимон (тежък метал) над 60 ℃. Забранено е затоплянето с гореща вода, топли напитки и микровълнова фурна.

Риск от многократна употреба: Многократната употреба може лесно да размножи бактерии, а миграцията на вредни вещества се увеличава след стареене на материала, особено при съхранение на киселинни и маслени вещества, рискът е по-висок.

Риск от рециклирани материали: Рециклираните материали, които не са хранителни продукти (rPET), могат да съдържат примеси и тежки метали, а неправилната им употреба в опаковки за храни може да причини проблеми с безопасността.

5. Текущо състояние на рециклирането: висок процент на рециклиране, недостатъчна конверсия с висока стойност

(1) Мащаб за рециклиране

Годишният обем на рециклиране на PET бутилки за напитки в Китай е около 3,5 милиона тона, с процент на рециклиране от 76,2%, което го нарежда сред водещите в света и е категорията с най-висока стойност на рециклиране сред отпадъчните пластмаси. Каналите за рециклиране включват главно индивидуално рециклиране, интелигентни машини за рециклиране, обществени пунктове за рециклиране и обратно рециклиране на супермаркети. Процентът на покритие с интелигентни машини за рециклиране в градове като Пекин надхвърля 30%.

(2) Рециклиране и оползотворяване

Физическо рециклиране: представлява 90%, използва се за опаковки от влакна, листове и нехранителни продукти след раздробяване, почистване и гранулиране, с ниска добавена стойност.

Химическо рециклиране: представлява по-малко от 10%, хидролизата/алкохолизата се редуцира до PTA и MEG мономери и може да произведе PET (rPET) за хранителни цели, но цената е висока, а техническият праг е висок.

Регенеративни приложения: rPET се използва главно в текстилната промишленост (60%), опаковките (20%), строителните материали (10%), а приложенията за хранителни продукти представляват по-малко от 5%, което е далеч по-малко от Европейския съюз (30%) и Съединените щати (25%).

(3) Рециклиране на точки на болка

Трудността при сортирането е висока: цветът, примесите и остатъците от етикети влияят върху качеството на регенерацията, а ръчното сортиране е скъпо и неефективно.

Недостатъчно висококачествени технологии: ограничен капацитет за рециклиране на химикали, голям недостиг на rPET (рециклиран полиетилен) за хранителни цели и зависимост от внос.

Непълна система за рециклиране: неравномерно регионално покритие, с процент на рециклиране под 40% в селските и отдалечените райони; Легитимните предприятия за рециклиране имат ниски печалби и разчитат на политически субсидии.

6. Съществуващи основни предизвикателства: натиск върху околната среда, разхищение на ресурси, рискове за безопасността

(1) Екологичен проблем: силно бяло замърсяване

Естественото разграждане на PET бутилките отнема 400-450 години, а депонирането им заема земя и замърсява почвата и подпочвените води; изгарянето произвежда токсични газове като диоксини; около 11 милиона тона пластмасови отпадъци се вливат в океана всяка година, като PET бутилките представляват над 30%, което представлява заплаха за морската екология.

(2) Разхищение на ресурси: висока зависимост от петрол

PET се произвежда от петрол като суровина, а над 99% от пластмасата идва от изкопаеми горива. Производството на 1 тон PET изисква около 6 тона петрол, което изостря недостига на енергия и натиска върху емисиите на въглерод. Народното правителство на област Сисянтан, град Нанин, провинция Гуанси.

(3) Опасност за безопасността: широко разпространена неправилна употреба

Потребителите нямат достатъчна осведоменост за PET материала, а поведение като многократно пълнене с гореща вода, дългосрочна повторна употреба и пълнене с киселинни, алкални и маслени вещества са често срещани, което води до слаба осведоменост за рисковете за здравето.

(4) Затруднение в промишлеността: излишък от нисък клас и недостиг на висок клас

Свръхкапацитетът на PET бутилки от среден до нисък клас и ожесточена ценова конкуренция; Висококачественият, топлоустойчив, rPET с хранителен клас, PET на био основа и други продукти от висок клас нямат достатъчен технологичен и производствен капацитет и висока зависимост от внос.

7. Тенденции в развитието: Леки, зелени, интелигентни и кръгови

(1) Леко тегло: Намаляване на разходите и минимизиране на разходите

Теглото на тялото на бутилката е намалено с 15% -20%, а теглото на бутилка от 500 мл е намалено от 18 г на 14-15 г, което намалява потреблението на суровини и въглеродните емисии. Водещи предприятия вече са го приложили в голям мащаб.

(2) Зелени алтернативи: биобазирани и биоразградими материали

Изследванията и разработването на биоразградими материали като PET на биобаза (30% на растителна основа), PLA, PHA и др. се ускоряват, а пазарният дял на биоразградимите бутилки за напитки се очаква да достигне 25% до 2030 г.; делът на приложенията на rPET с хранителен клас се е увеличил до 30%, постигайки затворен цикъл „от бутилка до бутилка“.

(3) Интелигентност: Модернизиране на производството и рециклирането

Производствена част: MES система, проверка на качеството с изкуствен интелект, автоматизирана смяна, подобряване на ефективността, намаляване на разходите; Рециклиране: интелигентна машина за рециклиране, проследимост чрез блокчейн, сортиране на големи данни, подобряване на степента на рециклиране и качеството на регенериране.

(4) Политически обосновани: ограничения за пластмаса и кръгова икономика

Заповедта за ограничаване на пластмасите на Китай, 14-ият петгодишен план за контрол на замърсяването с пластмаси, директивата на ЕС за пластмасите за еднократна употреба (забрана на пластмасите за еднократна употреба до 2030 г.) и глобалните политики за данък върху въглеродните емисии принуждават индустрията да премине през зелена трансформация. Очаква се употребата на пластмаси за еднократна употреба да намалее с повече от 50% до 2030 г.

Заключение

Пластмасовите бутилки за напитки са изправени пред троен натиск на околната среда, ресурсите и безопасността, като същевременно задоволяват удобството на потребителите. Настоящата ситуация на потребление се характеризира с голям мащаб на потребление, еднократна употреба като основна, висок обем на рециклиране, но недостатъчна конверсия с висока стойност, и широко разпространена неправилна употреба. В бъдеще е необходимо да се положат усилия за балансиране на удобството, безопасността и опазването на околната среда чрез лек дизайн, заместване на биобазирани/биоразградими материали, затворен цикъл от rPET с хранителен клас, интелигентна система за рециклиране, регулиране на политиките и популяризиране на науката. Това ще насърчи трансформацията на индустрията към зелено, кръгово и устойчиво развитие и ще постигне целта за намаляване, оптимизиране и рециклиране на пластмаса.