Состояние использования пластиковых бутылок для напитков

Пластиковые бутылки для напитков, благодаря своим преимуществам — легкости, прозрачности, низкой стоимости и простоте формования, — стали абсолютным фаворитом мировой упаковки напитков, широко используемой для бутилированной воды, газированных напитков, фруктовых соков, чая и других продуктов. Китай является крупнейшим в мире производителем и потребителем пластиковых бутылок для напитков, с ежегодным производством более 200 миллиардов бутылок и потреблением около 200 миллиардов бутылок (примерно 143 на душу населения), общим весом более 5 миллионов тонн и объемом рынка, превышающим 150 миллиардов юаней. На его долю приходится от 40% до 50% упаковочных отходов, а его использование напрямую связано с удобством для потребителя, безопасностью пищевых продуктов и защитой окружающей среды. В дальнейшем анализ будет проведен по семи аспектам: структура материала, производство и потребление, сценарии использования, риски для безопасности, переработка, существующие проблемы и тенденции развития.

1. Основная структура материалов: ПЭТ является абсолютно доминирующим материалом, что приводит к значительной гомогенизации материалов.

Материалом для пластиковых бутылок для напитков является в основном ПЭТ (полиэтилентерефталат, пластик № 1), составляющий более 95%, с небольшим количеством ПНД (полиэтилен высокой плотности), ПП (полипропилен) и др. ПЭТ обладает такими характеристиками, как хорошая прозрачность, химическая стабильность, высокая воздухонепроницаемость, нетоксичность и отсутствие запаха. Он соответствует стандарту безопасности для контакта с пищевыми продуктами GB 4806 и является предпочтительным материалом для упаковки продуктов питания и напитков.

С точки зрения формы изделия, ПЭТ-бутылки делятся на три категории: бутылки, изготовленные методом выдувного формования, бутылки, изготовленные методом литья под давлением, и бутылки, изготовленные методом стретч-печати, объемом от 330 мл до 2 л. Среди них наибольшую долю составляют бутылки для воды и газированных напитков объемом 500 мл, достигающие более 70%. Производственный процесс в основном основан на интеграции литья под давлением, вытягивания и выдувания, с уровнем автоматизации более 68%. Эффективность одной линии ведущих предприятий достигает 1200 бутылок в минуту, а энергопотребление снижается на 30% по сравнению с традиционными процессами.

2. Масштабы производства и потребления: непрерывный рост, Китай прочно занимает первое место в мире.

(1) Глобальный рынок

В мире каждую минуту продается около 1 миллиона пластиковых бутылок для напитков, годовое потребление превышает 600 миллиардов, а объем рынка составляет приблизительно 82 миллиарда долларов США, при этом Азиатско-Тихоокеанский регион является основным центром роста.

(2) Китайский рынок

Производство: К 2024 году производство пластиковых бутылок для напитков в Китае превысит 200 миллиардов единиц, при этом производственные мощности будут сосредоточены в Восточном Китае (42%) и Южном Китае (28%), образуя полную производственную цепочку: нефтехимическое сырье - производство заготовок для бутылок - выдувное формование - розлив.

Потребление: Годовое потребление составляет около 200 миллиардов единиц, при среднем годовом потреблении 143 единицы на человека. Наибольшую долю (около 60%) занимает бутилированная вода, в то время как на газированные напитки, фруктовые соки и чайные напитки приходится 15%, 10% и 8% соответственно.

Факторы роста: рост населения, урбанизация, повышение осведомленности о здоровье (замена традиционных напитков бутилированной водой) и спрос на удобное потребление (доставка еды, портативные сценарии), что обеспечивает среднегодовой темп роста отрасли в диапазоне 6,5%-8,5%.

3. Сценарий использования: Полное погружение в различные сценарии, с акцентом на одноразовое использование.

(1) Основные сценарии потребления

Бутилированная вода: Наибольшее распространение она получила в ПЭТ-бутылках объемом 500 мл, охватывающих все сферы применения, такие как дом, офис, отдых на природе и путешествия, с годовым потреблением более 120 миллиардов единиц.

Газированные напитки: в основном в ПЭТ-бутылках объемом 330 мл-1 л, подходящих для супермаркетов, магазинов шаговой доступности и предприятий общественного питания, с годовым потреблением около 30 миллиардов единиц.

Соки и чайные напитки: прозрачные ПЭТ-бутылки отвечают визуальным требованиям, а процесс горячего розлива (85–95 ℃) отработан до совершенства, при этом ежегодное потребление составляет около 20 миллиардов штук.

Функциональные напитки: высокопрозрачные, термостойкие ПЭТ-бутылки, подходящие для использования во время занятий спортом, с ежегодным потреблением около 15 миллиардов единиц.

Прочие: молочные продукты, приправы, бытовая химия и т. д., на долю которых приходится менее 5%.

(2) Характеристики использования: В основном одноразовые, обычно, но не стандартизированы для многократного использования.

Одноразовое потребление: более 90% пластиковых бутылок для напитков являются одноразовыми и могут быть выброшены после употребления, что удобно, но приводит к серьезным потерям ресурсов.

Повторное использование: Около 30% потребителей повторно используют ПЭТ-бутылки (для воды, приправ, зерна, масла и т. д.), но это сопряжено с опасностями для безопасности: ПЭТ обладает низкой термостойкостью (<60 ℃), и при многократном использовании легко выделяются вредные вещества, такие как ацетальдегид и сурьма; длительное воздействие кислот, щелочей и масел может ускорить старение материала и увеличить риск миграции.

4. Влияние на безопасность пищевых продуктов и здоровье: безопасное использование в соответствии с требованиями, неправильное использование сопряжено с рисками.

(1) Соответствие требованиям и безопасное использование

При нормальной температуре, кратковременном использовании и одноразовом применении миграция вредных веществ в обычных ПЭТ-бутылках для напитков ниже национального стандарта (GB 4806.7) и не наносит вреда здоровью.

(2) Риск неправильного использования

Риск воздействия высоких температур: ПЭТ-бутылки не устойчивы к высоким температурам и могут выделять ацетальдегид (канцерогенное вещество) и сурьму (тяжелый металл) при температуре выше 60 ℃. Запрещено использование горячей воды, горячих напитков и разогрев в микроволновой печи.

Риск многократного использования: Многократное использование способствует размножению бактерий, а миграция вредных веществ усиливается по мере старения материала, особенно при хранении кислых и маслянистых веществ, где риск возрастает.

Риски, связанные с переработанными материалами: Переработанные материалы, не предназначенные для пищевых продуктов (rPET), могут содержать примеси и тяжелые металлы, а неправильное использование в пищевой упаковке может привести к проблемам с безопасностью.

5. Текущая ситуация с переработкой отходов: высокий уровень переработки, недостаточное переработка высокоценных материалов.

(1) Масштабы переработки

Ежегодный объем переработки ПЭТ-бутылок для напитков в Китае составляет около 3,5 миллионов тонн, при этом коэффициент переработки достигает 76,2%, что ставит страну в число лидеров в мире и делает ее категорией с наибольшей перерабатываемостью среди всех видов пластиковых отходов. Основные каналы переработки включают индивидуальную переработку, интеллектуальные перерабатывающие автоматы, общественные пункты переработки и обратную переработку в супермаркетах. В таких городах, как Пекин, охват интеллектуальными перерабатывающими автоматами превышает 30%.

(2) Переработка и утилизация

Физическая переработка: на ее долю приходится 90% отходов, которые используются для производства волокна, листового материала и непищевой упаковки после измельчения, очистки и гранулирования, с низкой добавленной стоимостью.

Химическая переработка: на долю которой приходится менее 10%, гидролиз/алкоголиз позволяет получить мономеры ПТА и МЭГ, а также производить пищевой ПЭТ (переработанный ПЭТ), однако стоимость высока, а технический порог высок.

Применение в регенеративной медицине: регенерированный ПЭТ в основном используется в текстильной промышленности (60%), упаковке (20%), строительных материалах (10%), а на пищевую промышленность приходится менее 5%, что значительно ниже показателей Европейского союза (30%) и США (25%).

(3) Проблемные точки переработки

Сложность сортировки высока: цвет, примеси и остатки этикеток влияют на качество восстановления, а ручная сортировка является дорогостоящей и неэффективной.

Недостаток высокоэффективных технологий: ограниченные мощности по химической переработке, большой дефицит пищевого переработанного ПЭТ и зависимость от импорта.

Несовершенная система переработки отходов: неравномерный региональный охват, уровень переработки составляет менее 40% в сельских и отдаленных районах; легальные предприятия по переработке отходов имеют низкую прибыль и зависят от государственных субсидий.

6. Существующие основные проблемы: экологическое давление, расточительное использование ресурсов, угрозы безопасности.

(1) Экологическая проблема: сильное белое загрязнение

Естественное разложение ПЭТ-бутылок занимает 400-450 лет, а захоронение отходов на свалках занимает землю и загрязняет почву и грунтовые воды; при сжигании образуются токсичные газы, такие как диоксины; около 11 миллионов тонн пластиковых отходов ежегодно попадает в океан, причем на ПЭТ-бутылки приходится более 30%, что представляет угрозу для морской экологии.

(2) Расточительное использование ресурсов: высокая зависимость от нефти

ПЭТ производится из нефти в качестве сырья, и более 99% пластика производится из ископаемого топлива. Для производства 1 тонны ПЭТ требуется около 6 тонн нефти, что усугубляет дефицит энергии и давление на выбросы углекислого газа. Народное правительство района Сисянтан, город Наньнин, провинция Гуанси.

(3) Опасность для безопасности: широко распространенное неправильное использование

Потребители недостаточно осведомлены о свойствах ПЭТ-материала, и распространены такие модели поведения, как многократное наполнение горячей водой, длительное повторное использование и наполнение кислотными, щелочными и маслянистыми веществами, что приводит к низкой осведомленности о рисках для здоровья.

(4) Промышленное узкое место: избыток низкокачественной продукции и недостаток высококачественной продукции

Избыточные производственные мощности по выпуску ПЭТ-бутылок среднего и низкого ценового сегмента и жесткая ценовая конкуренция; технологии и производственные мощности для высокобарьерных, термостойких, пищевых ПЭТ-бутылок из переработанного сырья, ПЭТ-бутылок на биологической основе и других высококачественных изделий недостаточны, а также наблюдается высокая зависимость от импорта.

7. Тенденции развития: легкость, экологичность, интеллектуальность и цикличность.

(1) Легкий вес: снижение затрат и минимизация расходов

Вес корпуса бутылки уменьшен на 15-20%, а вес бутылки объемом 500 мл снижен с 18 г до 14-15 г, что сокращает потребление сырья и выбросы углекислого газа. Ведущие предприятия уже широко применяют эту технологию.

(2) Экологичные альтернативы: материалы на биологической основе и биоразлагаемые материалы

Исследования и разработки биоразлагаемых материалов, таких как биоразлагаемый ПЭТ (30% растительного происхождения), ПЛА, ПГА и др., ускоряются, и ожидается, что к 2030 году доля рынка биоразлагаемых бутылок для напитков достигнет 25%; доля применения переработанного ПЭТ в пищевой промышленности увеличилась до 30%, что позволило достичь замкнутого цикла «бутылка — бутылка».

(3) Интеллект: Модернизация производства и переработки

На этапе производства: система MES, контроль качества с помощью ИИ, автоматическая переналадка, повышение эффективности, снижение затрат; на этапе переработки: интеллектуальные машины для переработки, отслеживаемость на основе блокчейна, сортировка больших данных, повышение коэффициента переработки и качества регенерации.

(4) Обусловлено политикой: ограничения на использование пластика и циркулярная экономика

Китайский указ об ограничении использования пластика, 14-й пятилетний план по борьбе с загрязнением пластиком, директива ЕС об одноразовом пластике (запрет одноразового пластика к 2030 году) и глобальная политика взимания углеродного налога вынуждают промышленность к «зеленой» трансформации. Ожидается, что к 2030 году использование одноразового пластика сократится более чем на 50%.

Заключение

Пластиковые бутылки для напитков сталкиваются с тройным давлением: воздействием на окружающую среду, ресурсы и безопасность, одновременно удовлетворяя потребности потребителей в удобстве. Текущая ситуация с использованием характеризуется большими масштабами потребления, преимущественно одноразовым использованием, высоким объемом переработки, но недостаточным объемом высокоэффективной переработки, а также широким распространением неправильного использования. В будущем необходимо приложить усилия для достижения баланса между удобством, безопасностью и защитой окружающей среды посредством облегченной конструкции, замены биоразлагаемых материалов биоосновой, замкнутого цикла переработки пищевого ПЭТ, интеллектуальных систем переработки, нормативно-правовой базы и популяризации науки. Это будет способствовать трансформации отрасли в сторону «зеленого», циклического и устойчивого развития и достижению цели сокращения, оптимизации и переработки пластика.