Nhựa sinh học và khả năng triển khai tại Việt Nam
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 4 - 2020, trang 32 - 39
ISSN 2615-9902
NHỰA SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI TẠI VIỆT NAM
Lê Dương Hải1, Nguyễn Hữu Lương1, Huỳnh Minh Thuận1, Nguyễn Hoàng Anh2
1Viện Dầu khí Việt Nam
2Công ty CP Sản xuất Nhựa Phú Mỹ
Email: luongnh.pvpro@vpi.pvn.vn
Tóm tắt
Ô nhiễm môi trường do sử dụng vật liệu nhựa, đặc biệt là sản phẩm nhựa sử dụng một lần và tình trạng nóng lên toàn cầu do phát
thải CO2 đã thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất nhựa sinh học. Bài báo giới thiệu các thông tin tổng quan về phạm vi ứng dụng,
nguyên liệu, quy trình sản xuất, tình hình thương mại hóa và xu hướng phát triển công nghệ của một số loại nhựa sinh học, thị trường
nhựa sinh học của thế giới, khu vực và tiềm năng phát triển tại Việt Nam. Trên cơ sở đó, phân tích và đánh giá một số xu hướng sử dụng
và khả năng triển khai sản xuất nhựa sinh học.
Từ khóa: Nhựa sinh học, phân hủy sinh học, sinh khối.
1. Giới thiệu
1.2. Khả năng phân hủy sinh học
1.1. Định nghĩa và phân loại
Khả năng phân hủy sinh học là sự phân hủy của nhựa
do tác động của vi sinh vật (như vi khuẩn, nấm, tảo) thành
carbon dioxide (và/hoặc methane), nước, muối khoáng và
sinh khối [4]. Cơ chế phân hủy sinh học của nhựa sinh học
được trình bày trong Hình 2.
Hiện nay, chưa có một định nghĩa thống nhất
về nhựa sinh học (bioplastic). Khái niệm bioplastic là
nhựa có nguồn gốc sinh học (bio-based) và/hoặc có
khả năng phân hủy sinh học (biodegradable) được
chấp nhận rộng rãi nhất [1 - 4]. Có 3 nhóm bioplastic
được phân loại dựa vào đặc tính biobased hay
biodegradable như mô tả ở Hình 1, gồm:
Tùy thuộc vào bản chất, thành phần nhựa sinh học và
điều kiện môi trường, thời gian phân hủy có thể thay đổi
trong một khoảng rộng, ví dụ: PLA: 28 - 98 ngày, PHA và PHB:
18 - 300 ngày, PBS: 28 - 170 ngày… Theo tiêu chuẩn châu Âu,
vật liệu được xem là phân hủy sinh học nếu có khả năng tự
phân hủy ít nhất 90% trong vòng 6 tháng. Một số thông tin cơ
bản như phạm vi ứng dụng, nguyên liệu, quy trình sản xuất,
tình hình thương mại hóa và xu hướng phát triển công nghệ
- Nhóm 1 (Bio-based): Bioplastic có nguồn gốc
sinh học nhưng không có tính phân hủy sinh học. Các
loại nhựa này như: Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET có tính chất
hoàn toàn giống với nhựa truyền thống (có nguồn gốc
hóa thạch) là PE, PP, PET.
- Nhóm2(Bio-basedvàBiodegradable):Bioplastic
vừa có tính tự phân hủy sinh học vừa có nguồn gốc sinh
học như PLA (Polylactic acid), Polyhydroxyalkanoates
(PHA), TPS (Thermoplastic starch).
- Nhóm
3
(Biodegradable): Bioplastic chỉ
có tính phân hủy sinh học (nhưng có nguồn gốc
nguyên liệu hóa thạch) như: PBAT (Polybutylene
adipate terephthalate), PCL (Polycaprolactone),
PBS (Polybutylene succinate) và PEF (Polyethylene
furanoate).
Ngày nhận bài: 16/3/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 16/3 - 11/4/2020.
Ngày bài báo được duyệt đăng: 14/4/2020.
Hình 1. Phân loại nhựa sinh học. Nguồn: Trinsenco, 2019
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
32
PETROVIETNAM
của một số loại nhựa sinh học chính thuộc nhóm 2 và 3
được trình bày ở Bảng 1 [15 - 27].
men dưới tác dụng của vi sinh hoặc quá trình cơ lý để tạo
thành bioplastic thuộc nhóm 2.
- Ethylene được sản xuất từ ethanol sinh học. Từ
ethylene sẽ tổng hợp trực tiếp hoặc gián tiếp thành
bioplastic nhóm 1.
1.3. Nguyên liệu sinh học
Nguồn nguyên liệu sinh học (bio-based) thông dụng
gồm 2 loại chính sau:
Nguồn nguyên liệu sản xuất bioplastic nhóm 3
thường sử dụng là các alcohol như 1,4-butanediol;
- Tinh bột, đường... được sử dụng trong quá trình lên
Bảng 1. Phạm vi ứng dụng, nguyên liệu, quy trình sản xuất, tình hình thương mại hóa và xu hướng phát triển công nghệ của một số loại nhựa sinh học chính thuộc nhóm 2 và 3
Phân
nhóm
Thương mại
hóa
Xu hướng
phát triển
Bioplastic
Ứng dụng
Nguyên liệu
Quy trình công nghệ
Hai phương pháp chính là
- Vật liệu nhựa in 3D
là chủ yếu, bên cạnh
ꢀlm, khối ép đùn;
- Tiêu thụ lớn thứ 2
trong nhóm
Các công ty đã Mặc dù giá cao và vẫn
thương mại hóa còn một số tính chất
sản phẩm như: cần cải thiện nhưng
Monomer (lactic acid và ngưng tụ và polymer hóa
lactide) từ quá trình chế trong đó quy trình
biến tinh bột ngô, sắn, polymer hóa (mở vòng
polymer dưới sự có mặt
được dùng nhiều nhất. của xúc tác kim loại) được
áp dụng rộng rãi hơn.
PLA
2
3
Dow,
hiện nay rất nhiều
doanh nghiệp tham gia
sản xuất PLA.
mía… trong đó ngô
KANAZAWA
INST...
bioplastic.
Sử dụng như một
loại nhựa nhiệt dẻo. dưới tác dụng của nhiệt
Ứng dụng phù hợp và chất hóa dẻo (nước
là dùng làm ꢀlm
hoặc bao bì đóng
Tinh bột được biến tính
Bẻ gãy cấu trúc tinh thể
Phối trộn TPS với nhựa
khác gồm cả bioplastic
(có tính phân cực); dự
báo khó tiêu thụ do
nhược điểm về tính
chất vật lý.
(granule) của tinh bột ở
điều kiện hàm lượng nước
thấp, nhiệt độ cao và có
chất hóa dẻo trong thiết
bị đùn có bánh răng.
Thiết bị sản xuất
dễ dàng được
chế tạo.
TPS
(ít) và có bổ sung chất
hóa dẻo (10 - 50%, gồm
gói chứa sản phẩm glycerol, sorbitol, glycols,
khô.
maltodextrin, và urea).
- Tốt vì thể hiện được cả
Biopol được sản hai yếu tố tự phân hủy
xuất bởi ICI và và nguồn gốc sinh học;
thương mại hóa - Dự đoán tăng trưởng
bởi Monsato và 20% mỗi năm;
Làm bao bì đóng
gói đựng thực
phẩm...; vật tư y tế;
màng nông nghiệp
và cả công nghiệp
ô tô.
Polyester được hình thành
Có nguồn gốc tự nhiên, trên cấu trúc cell dưới
bao gồm: đường, dạng granule và sau đó
glucose và dầu thực vật. phá vỡ cấu trúc để tạo
homo.
PHA
2
sau này có
- Bổ sung các
Metabolix và rất copolymer... để cải
nhiều công ty thiện tính chất;
khác.
- Tổng hợp từ CO2 và
hydro.
Ester trực tiếp succinic
acid với 1,4-butanediol
Bionolle (Showa
Denko), GsPLA Phát triển nguồn
or BioPBS™
(Mitsubishi
Chemical).
Sử dụng như nhựa
PP, chủ yếu được sử
dụng làm vật liệu
bao bì, vật tư y tế.
1,4-butanediol (hóa
được áp dụng phổ biến
dầu) và succinic acid
PBS
PBAT
PCL
3
3
3
nguyên liệu trên cơ sở
bio-based.
hơn so với trans-
(sinh học).
esteriꢀcation process (từ
succinate diesters).
Sử dụng ở hầu hết
các ứng dụng
nhưng chủ yếu làm
màng chống vi sinh,
thay thế LDPE.
Làm phụ gia cải
thiện tính chất
nhựa, bao gồm cả
bioplastic; sản xuất
PU đặc biệt; vật tư
ngành y tế.
Tổng hợp từ polymer của
1,4-butanediol, adipic
1,4-butanediol và adipic
acid, dimethyl
acid và polymer của
BASF econex...
terephthalate (DMT) và
dimethyl terephthalate
1,4-butanediol.
(DMT) với 1,4-butanediol.
Mở vòng caprolactone
Caprolactone được sản
hoặc ngưng tụ
Thay thế/cải thiện tính
chất PU.
xuất từ cyclohexanone
hydroxycarboxylic acid:
và peracetic acid.
6-hydroxyhexanoic acid.
Ethylene glycol và
FDCA (đồng phân của
polyethylene
terephthalate (PET),
polyethylene
Đang phát triển,
Polycondensation (đồng sẽ thương mại
Được dự kiến là vật liệu
thay thế PET trong
tương lai.
PEF
3
Thay thế PET rất tốt.
trùng hợp).
hóa vào năm
2023.
naphthalate (PEN)).
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
33
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Vi sinh vật
Sinh khối
Phân hủy vi sinh yếu khí
CO2 + H2O
CO2 + CH4
Phân hủy vi sinh kỵ khí
Vật liêu hữu cơ (mạch polymer)
Hình 2. Cơ chế phân hủy sinh học của nhựa sinh học. Nguồn: Trinsenco, 2019
1,3-propanediol được tổng hợp từ các hóa chất có nguồn
gốc hóa thạch.
chính sách cấm sử dụng đồ nhựa sử dụng một lần ở một
số tỉnh thành lớn như: Thượng Hải, Hải Nam... Nhật Bản
yêu cầu bắt buộc tái chế 100% nhựa nguyên sinh từ năm
2035 và thúc đẩy sử dụng nhựa sinh học, đồng thời bắt
buộc nhà bán lẻ phải tính phí cho bao bì nhựa từ tháng
7/2020. Thái Lan có chính sách giảm thuế cho nhà bán lẻ
và thức ăn nhanh khi dùng bao bì nhựa sinh học.
Bioplastic có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc sử dụng
như copolymer với các loại nhựa khác. TPS là sản phẩm
thường dùng để phối trộn với các loại nhựa khác. Tương
tự quá trình sản xuất nhựa thông thường, trước khi đến
thị trường, bioplastic được bổ sung một số phụ gia, hóa
phẩm khác để cải thiện và tăng cường tính năng của
nhựa. Tuy nhiên, yêu cầu về loại phụ gia, hóa phẩm có
khác nhau và thông thường lượng sử dụng sẽ nhiều hơn
so với nhựa truyền thống [5].
Mặc dù có nhiều thuận lợi trong việc ưu tiên sử dụng
nhưng thị trường nhựa sinh học vẫn gặp một số khó khăn
như:
- Sự chậm trễ trong việc triển khai các chính sách bắt
buộc về nhựa sinh học ở châu Âu;
2. Thị trường và chính sách
- Nhu cầu hạn chế ở một số thị trường quan trọng
như tại Mỹ;
2.1. Thị trường thế giới và khu vực
Với sự ô nhiễm môi trường do vật liệu nhựa, đặc biệt
là sản phẩm nhựa sử dụng một lần và sự nóng lên toàn
cầu do phát thải CO2 đã thúc đẩy sự phát triển của ngành
sản xuất nhựa sinh học. Nhiều tập đoàn lớn trong lĩnh vực
sản xuất nước giải khát, thực phẩm, ô tô, viễn thông, chuỗi
siêu thị đã đi tiên phong trong việc sử dụng nhựa sinh
học. PepsiCo dự kiến giảm 35% nhựa nguyên sinh và dành
khoảng ngân sách 1 tỷ USD cho tìm kiếm nguồn nguyên
liệu thay thế. Chuỗi cửa hàng tiện lợi Seven-Eleven đã
sử dụng màng nhựa sinh học sản xuất từ gạo, dự kiến
khoảng 2,2 tỷ túi.
- Nhu cầu về loại nhựa sinh học cụ thể có thể thay
đổi. Ví dụ kế hoạch gia tăng công suất nhựa bio-PET đã
không thể thực hiện được do sự dịch chuyển nhu cầu
sang sử dụng nhựa sinh học mới là PEF sẽ thương mại hóa
từ năm 2023, có khả năng phân hủy sinh học và có tính
chất tương tự PET;
- Chi phí sản xuất các loại nhựa sinh học nhìn
chung cao hơn các loại nhựa truyền thống, vì vậy, khả
năng phát triển và cạnh tranh trên thị trường không cao
nếu không có các chính sách ưu tiên từ chính phủ của
các quốc gia.
Một số quốc gia, khu vực đã và sẽ cấm việc sử dụng
nhựa chỉ sử dụng một lần và khuyến khích việc sử dụng
nhựa sinh học, tạo động lực cho sự phát triển ngành này,
đặc biệt là tại châu Âu, Trung Quốc, Thái Lan và Brasil.
Trung Quốc là nước sản xuất nhựa sinh học lớn nhất trên
thế giới và việc tăng nhanh khả năng sản xuất này do
Những khó khăn trên bắt nguồn chính từ chi phí sản
xuất cao so với nhựa nguyên sinh (khoảng 20 - 100%)
và sự thiếu hụt cơ sở hạ tầng cho việc tái chế và xử lý
nhựa sinh học. Do đó, việc phát triển thị trường nhựa
sinh học cũng gặp nhiều khó khăn. Một số công ty nhựa
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
34
PETROVIETNAM
sinh học đã ghi nhận thua lỗ hoặc
thậm chí đóng cửa trong vài năm qua.
Chính phủ một số nước cũng đã hạ
thấp các mục tiêu đầy tham vọng cho
ngành. Chính quyền quận Nanle của
tỉnh Hải Nam (Trung Quốc) đã thay đổi
kế hoạch tăng công suất PLA (được sản
xuất tại quận từ năm 2014). Tuy nhiên,
với sự quan tâm về môi trường ngày
càng tăng và sự phát triển công nghệ,
sản xuất nhựa sinh học vẫn là ngành
công nghiệp được dự kiến phát triển
mạnh trong tương lai [6 - 8]. Công suất
sản xuất nhựa sinh học trên thế giới và
tỷ trọng các loại nhựa được sử dụng
thể hiện ở Hình 3 [9, 10].
Hình 3. Công suất nhựa sinh học trên thế giới. Nguồn: European Bioplastics, nova-Institute, 2019
Hình 3 cho thấy dự kiến tốc độ tăng
trưởng nguồn cung trung bình của
nhựa sinh học khoảng 3%, bằng với tốc
độ tăng trưởng trung bình của ngành
nhựa [11]. Năm 2018, với lượng sản xuất
2 triệu tấn trên tổng lượng nhựa sản
xuất thế giới khoảng 360 triệu tấn cho
thấy nhựa sinh học chiếm chưa đến 1%,
đây là tỷ lệ rất thấp. Hình 4 trình bày tỷ
lệ sản lượng các loại nhựa sinh học trên
thế giới năm 2019.
Tổng 2,11
triệu tấn
Hình 4. Sản lượng sản xuất các loại nhựa sinh học trên thế giới năm 2019.
Từ Hình 4, có thể thấy nhựa có khả
năng phân hủy sinh học chiếm tỷ trọng
cao trong tổng các loại nhựa sinh học.
Theo đó, PLA (nhóm 2) và PBAT (nhóm
3) được sử dụng nhiều nhất (khoảng
13,5% mỗi loại) nhưng biobased như
PE, PET, PA, PTT vẫn chiếm tỷ trọng
đáng kể (khoảng 10% mỗi loại).
Nguồn: European Bioplastics, nova-Institute, 2019
Khi phân loại theo lĩnh vực sử dụng
thì nhựa sinh học dùng làm bao bì
(mềm và cứng) chiếm tỷ trọng cao nhất,
tiếp đến là vải. Đáng chú ý trong lĩnh
vực bao bì, ngoài nhựa truyền thống
nhưng có nguồn gốc sinh học như
bio-PET, bio-PE, bio-PA thì PBAT và PLA
chiếm tỷ trọng tương đối lớn (tuy thấp
hơn nhóm bio-PET, bio-PE, bioPA). Hình
5 trình bày tỷ lệ sản lượng các loại nhựa
sinh học trên thế giới năm 2019 khi
phân theo ứng dụng của nhựa.
Hình 5. Sản lượng sản xuất các loại nhựa sinh học trên thế giới năm 2019 phân theo ứng dụng.
Nguồn: European Bioplastics, nova-Institute, 2019
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
35
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
2.2. Thị trường Việt Nam
3. Xu hướng sử dụng và tiềm năng áp dụng tại Việt Nam
3.1. Xu hướng
Tại thị trường Việt Nam, nhu cầu tiêu thụ nhựa sinh
học hoặc bán sinh học (nhựa truyền thống có pha trộn
với nhựa sinh học có khả năng phân hủy sinh học nhưng
không phân hủy hoàn toàn và phân hủy chậm hơn nhựa
sinh học nhóm 2 như PLA) chủ yếu từ các doanh nghiệp
với mong muốn thể hiện trách nhiệm với xã hội qua việc
sử dụng sản phẩm thân thiện môi trường. Các công ty sản
xuất nước giải khát như Coca-Cola, PepsiCo đã sử dụng
sản phẩm chai nhựa bio-PET và hệ thống siêu thị đã sử
dụng túi nhựa có khả năng phân hủy sinh học.
Trong 3 nhóm bioplastic (Bio-based; Bio-based và
Biodegradable; Biodegradable), nhóm 2 sẽ được ưu tiên
phát triển do vừa phân hủy sinh học vừa có nguồn gốc
sinh học. Kết quả nghiên cứu sơ bộ về thị trường cho thấy
PLA thuộc nhóm 2 được sử dụng nhiều nhất trong các
loại bioplastic. PLA sẽ tiếp tục được khuyến khích trong
tương lai. Điểm chính cần cải thiện của loại nhựa này là
giảm chi phí sản xuất và nghiên cứu khả năng phối trộn
với sản phẩm khác để cải thiện tính năng của nhựa. Trong
nhóm 3, PBAT là loại nhựa chiếm tỷ trọng cao nhất và cao
thứ nhì, chỉ sau PLA. Với đặc tính kỹ thuật tương tự LDPE,
PBAT dự kiến vẫn là loại nhựa sinh học chiếm tỷ trọng cao
và được khuyến khích sử dụng. Nhóm 1 là các loại nhựa
tương tự như nhựa truyền thống nhưng nguyên liệu có
nguồn gốc sinh học. Nhóm nhựa này tuy hiện nay vẫn sử
dụng tương đối nhiều nhưng do đặc tính không phân hủy
sinh học nên khó được thị trường, những người tiêu dùng
cuối yêu môi trường chấp nhận. Tuy nhiên, việc khuyến
khích và xúc tiến sử dụng sẽ được nhiều công ty, chính
phủ có nền công nghiệp sản xuất bioethanol, biomass
phát triển triển khai.
Về nguồn cung cấp nguyên liệu để sản xuất sản phẩm
nhựa sinh học, ngoại trừ tinh bột biến tính được sản xuất
trong nước, các nguồn nguyên liệu khác đều nhập khẩu.
Việt Nam đã có một số công ty sản xuất sản phẩm cuối từ
nhựa sinh học có khả năng phân hủy 100% như: Anphat
bioplastic, Biostarch hoặc nhựa có khả năng phân hủy
sinh học (sử dụng kết hợp tinh bột và nhựa truyền thống
PE, PP để sản xuất sản phẩm có khả năng phân hủy sinh
học) như: Công ty CP Sản xuất Nhựa Phú Mỹ (PMP). Tuy
nhiên, việc kinh doanh nhựa sinh học còn gặp khó khăn
do Chính phủ chưa có chính sách cụ thể và lộ trình bắt
buộc sử dụng sản phẩm thân thiện với môi trường. Hiện
tại, chỉ có một số đơn vị bán lẻ là các siêu thị, chuỗi cửa
hàng sử dụng bao bì có khả năng phân hủy sinh học. Một
số yếu tố như giá bán cao, khoảng 50 - 100% so với loại
nhựa truyền thống và một số đặc tính kỹ thuật (như độ
trong, độ mềm dẻo) chưa so sánh được với các loại nhựa
truyền thống đã cản trở khả năng thâm nhập thị trường
của nhựa sinh học tại Việt Nam. Sản phẩm nhựa sinh học
được sản xuất tại Việt Nam, bên cạnh tiêu thụ trong nước
thì một phần cũng được xuất khẩu sang các nước có nhu
cầu nhựa sinh học cao như châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc.
Một số nghiên cứu gần đây cho rằng PHA có tiềm
năng phát triển trong tương lai, đặc biệt là khi sử dụng
được nguồn vật liệu CO
năng lượng tái tạo [12]. Quy trình sản xuất PHA từ khí thải
nhà kính như Hình 6.
2 trong khí quyển và H2 sản xuất từ
3.2. Đánh giá nhu cầu và tiềm năng áp dụng ở Việt Nam
Nhìn chung, ngành công nghiệp nhựa ở Việt Nam
đang phát triển rất mạnh, sản phẩm cuối đáp ứng nhu
Vi sinh đặc biệt
Khí thải nhà kính
Sản phẩm
Chăm sóc làm sạch
cá nhân
Bao bì phân hủy
sinh học
Lên men khí
Nhựa sử dụng một
lần có khả năng
phân hủy sinh học
Làm sạch và chế biến
Hình 6. Quy trình sản xuất PHA từ khí thải nhà kính. Nguồn: Wyss Institute, 2020
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
36
PETROVIETNAM
cầu trong nước và xuất khẩu. Lượng nhựa nguyên sinh
sử dụng ở Việt Nam rất lớn, sản xuất nhiều sản phẩm
đa dạng, từ dân dụng cho đến công nghiệp. Ước tính,
với sản lượng tiêu thụ nhựa bình quân mỗi người là
63kg, tổng sản lượng nhựa tiêu thụ Việt Nam năm 2019
khoảng 6 triệu tấn trong đó chỉ khoảng 10% được tái
chế [11, 13].
hóa dầu Nghi Sơn), PP (Nhà máy PP Hyosung) đang được
đầu tư xây dựng. Do không có sự khác biệt về tính chất
nguyên liệu nên việc sản xuất bio-PE, bio-PP hoàn toàn
khả thi về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên, dự kiến giá thành sản
xuất nguyên liệu bio-ethylene và bio-propylene cao do
hiện tại Việt Nam chưa phát triển nền công nghiệp này
nên việc sản xuất sản phẩm bio-PE, bio-PP sẽ khó cạnh
tranh so với sản phẩm bio-PE, bio-PP nhập khẩu. Ngoài
ra, sản phẩm bio-PE, bio-PP dự kiến sẽ gặp trở ngại trong
việc thâm nhập thị trường Việt Nam dưới danh nghĩa
là bioplastic vì sản phẩm cuối không khác gì PE thông
thường.
Trong các loại nhựa truyền thống tiêu thụ tại Việt
Nam, thì PP, PE và PET chiếm tỷ trọng lớn nhất với lượng
tiêu thụ năm 2019 lần lượt khoảng 2 triệu tấn, 1,7 triệu
tấn và 150 nghìn tấn [14]. Sản phẩm sản xuất từ các loại
nhựa này được sử dụng nhiều trong các ngành bao bì
thực phẩm, dệt may và đồ uống (Hình 5). Trong cơ cấu
sử dụng của ngành nhựa Việt Nam, nhựa bao bì chiếm
tỷ trọng lớn nhất, lên đến 36%, khoảng 2,1 triệu tấn vào
năm 2017 (Hình 7). Do đó, nếu có thể thay thế được một
phần các loại nhựa này thì tiềm năng sử dụng nhựa sinh
học tại Việt Nam tương đối lớn. Ước tính với tỷ lệ thay
thế như của thế giới, khoảng 1%, thì tổng nhu cầu nhựa
sinh học của Việt Nam sẽ khoảng 60 nghìn tấn mỗi năm.
Sản lượng này là tương đối lớn và với tốc độ tăng trưởng
nhu cầu nhựa hàng năm của Việt Nam khoảng 10,8%/
năm thì tiềm năng phát triển của nhựa sinh học Việt Nam
vẫn đáng kể.
Đối với nhựa nhóm 2, PLA là một khả năng có thể
được xem xét thông qua việc cải hoán các nhà máy sản
xuất bioethanol hiện hữu tại công đoạn lên men để
chuyển từ sản xuất bioethanol sang sản xuất PLA. Theo
đó, các nhà máy này có thể sản xuất linh động đồng
thời 2 loại sản phẩm (bioethanol và PLA) hoặc chỉ một
loại sản phẩm (bioethanol hoặc PLA) tùy theo nhu cầu
thị trường và hiệu quả mang lại cho nhà máy. Việt Nam
là nước với đặc thù sản xuất nông nghiệp vẫn chiếm tỷ
trọng lớn nên có nhiều nguồn nguyên liệu sinh khối,
gồm cả tinh bột để cung cấp nguồn nguyên liệu sinh
học, vì vậy, sẽ có thuận lợi trong việc sản xuất bioplastic
nhóm 2. Tuy nhiên, một số yếu tố như nền sản xuất còn
nhỏ lẻ, thị trường nguyên liệu và sản phẩm phân tán và
đặc biệt là gần 2 nước có nền công nghiệp nhựa sinh
học đã phát triển khá lâu (Trung Quốc, Thái Lan), việc
sản xuất nhựa sinh học nhóm 2 dự báo vẫn chưa có khả
năng cạnh tranh với nhựa truyền thống và nguồn nhựa
sinh học nhập khẩu. Các phân xưởng chế biến nhựa sinh
học ở Việt Nam hiện hoạt động dưới hình thức phối trộn
các nguyên vật liệu để sản xuất nhựa/sản phẩm nhựa có
khả năng phân hủy sinh học.
3.3. Đánh giá khả năng sản xuất bioplastic tại Việt Nam
Đối với loại nhựa nhóm 1, Việt Nam có thể xem xét
khả năng sản xuất bio-PE, bio-PP từ nguồn nguyên liệu
bio-ethylene, bio-propylene được sản xuất từ các nguồn
nguyên liệu sinh khối như biomass, bioethanol trong
nước. Việc sản xuất các sản phẩm bio-PE, bio-PP này dễ
dàng thực hiện được tại phân xưởng sản xuất PP của Nhà
máy Lọc dầu Dung Quất hay của Liên hợp Lọc hóa dầu
Nghi Sơn hoặc tại các dự án sản xuất PE (Liên hợp Lọc
Đối với nhựa nhóm 3, việc nghiên cứu và tìm kiếm sản
phẩm để phát triển, thay thế nhựa truyền thống sẽ phù
hợp với nhu cầu thị trường Việt Nam hơn. Trong nhóm
này, PBAT, PBS là các loại nhựa nổi trội, sử dụng nhiều
trong lĩnh vực bao bì và may mặc, do đó, có thể xem là
những loại nhựa tiềm năng thay thế cho PE và PP. Ngoài
ra, PEF cũng là loại sản phẩm có thể được chú trọng, xem
xét nghiên cứu hoặc chuyển giao công nghệ vì có thể thay
thế PET trong tương lai. Để có thể sản xuất các sản phẩm
này tại Việt Nam, cần xem xét đánh giá xây dựng nhà máy
mới hoàn toàn. Các nhà máy sản xuất nhựa hiện hữu (PE,
PP) không thể cải hoán để sản xuất sản phẩm nhựa nhóm
3 này.
Hình 7. Cơ cấu tiêu thụ nhựa Việt Nam theo ngành.
Nguồn: VPA, FPT sercurities, 2019
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
37
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
4. Kết luận
"Bioplastics in the circular economy: Sustainability,
product innovations & waste management". www.
cmtevents.com.
Qua thu thập thông tin tổng quát và sơ bộ về thị
trường, nhóm tác giả rút ra kết luận sau:
[8]. HowStuffWorks, "What is the future of
- Mặc dù là sản phẩm thân thiện với môi trường
nhưng việc sử dụng nhựa sinh học vẫn còn chiếm tỷ trọng
thấp trong tổng sản lượng nhựa được sản xuất, chỉ dưới
1%. Tuy nhiên, do nhu cầu nhựa của Việt Nam tương đối
lớn và đang tăng trưởng nên việc xem xét khả năng đầu tư
sản xuất nhựa sinh học cần được quan tâm.
bioplastics?". www.science.howstuffworks.com.
[9]. European Bioplastics, "Bioplastics market data".
[10]. Plastics Europe, "Plastics - the facts 2019", 2019.
[11]. FPT Securities, "Báo cáo ngành nhựa tháng
8/2019", 2019.
- Nhóm nhựa sinh học tiềm năng phát triển nhất
hiện nay là PLA và PBAT. Một số loại nhựa mới như PEF,
PHA có thể được áp dụng rộng rãi hơn trong tương lai do
tính ưu việt của sản phẩm so với nhựa truyền thống (PET)
hoặc sản xuất từ nguồn nguyên liệu dư thừa và năng
lượng tái tạo (PHA).
[12]. "Circe: Transforming greenhouse gases into
biodegradable products". www.wyss.harvard.edu.
[13]. Hoàng Nam, "Tìm giải pháp thúc đẩy ngành công
nghiệp tái chế nhựa tại Việt Nam". www.vietnamplus.vn.
- Các doanh nghiệp sản xuất nhựa Việt Nam có thể
tham gia vào thị trường nhựa tương lai này nhưng sẽ gặp
thách thức lớn do Việt Nam chưa bắt buộc việc sử dụng
nhựa sinh học trong bao bì, sản phẩm nhựa dùng 1 lần; vị
trí gần 2 quốc gia có công nghiệp nhựa sinh học phát triển
là Trung Quốc và Thái Lan. PBAT, PBS, PEF bio-PE là loại
nhựa Tập đoàn Dầu khí Việt Nam có thể xem xét nghiên
cứu cơ hội đầu tư/hợp tác đầu tư.
[14]. VPI, "Hệ thống cơ sở dữ liệu nội bộ của VPI từ
thống kê tổng hợp số liệu hải quan", 2020.
[15]. Tobias Standau, Chunjing Zhao, Svenja Murillo
Castellón, Christian Bonten and Volker Altstädt, "Chemical
modification and foam processing of polylactide (PLA)",
Polymers, Vol. 11, No. 2, 2019.
[16]. Yunzi Hu, Walid A.Daoud, Cheuk KKL and
Carol Sze Ki Lin, "Newly developed techniques on
polycondensation, ring-opening polymerization and
polymer modification: Focus on poly (Lactic acid)",
Materials, Vol. 9, No. 3, 2016.
Để hoàn thiện bức tranh về nhựa sinh học và khả
năng áp dụng tại Việt Nam, các nghiên cứu chuyên sâu
hơn về thị trường, công nghệ gồm cả nghiên cứu cơ bản
và nghiên cứu cơ hội đầu tư cần được thực hiện ở bước
tiếp theo.
[17]. Rosa Turco, Rodrigo Ortega-Toro, R.Tesser,
Salvatore Mallardo, Sofía Collazo-Bigliardi, Amparo Chiralt
Boix, Mario Malinconico, Massimo Rippa, M.Di Serio and
Gabriella Santagata, "Poly (Lactic acid)/Thermoplastic
starch films: Effect of cardoon seed epoxidized oil on their
chemicophysical, mechanical, and barrier properties",
Coatings, Vol. 9, 2019.
Tài liệu tham khảo
[1]. European Bioplastics, "What are bioplastics?".
[2]. NaturePlast, "Definition of bioplastics". www.
natureplast.eu/en/the-bioplastics-market/.
[18]. Abdorreza Mohammadi Nafchi, Mahdiyeh
Moradpour, Maliheh Saeidi and Alias A.Karim,
"Thermoplastic starches: Properties, challenges, and
prospects", Starch - Starke, Vol. 65, pp. 61 - 72, 2013.
[3]. Trinsenco, "Unlocking the potential of bioplastics",
Bioplastics, 2019.
[4]. Sustainability for All, "What are bioplastics?".
[19]. Industrial Chemistry Research Institute,
"Thermoplastic starch (TPS)", www.ichp.pl.
[5]. SpecialChem,
"Bioplastics
blending
and
compounding in practice". www.polymer-additives.
specialchem.com.
[20]. Bioplastics News, "Polyhydroxyalkanoates or
PHA". www.bioplasticsnews.com
[6]. ReportLinker, "Global markets and technologies
for bioplastics". www.reportlinker.com.
[21]. Creative Mechanisms, "Everything you need to
know about PHA". www.creativemechanisms.com.
[7]. Centre for Management Technology Pte. Ltd.,
[22]. Marketwatch, "Global industry analysis, size,
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
38
PETROVIETNAM
share, growth, trends and forecast 2019 - 2023", 28
[25]. M.Labet and W.Thielemans, "Synthesis of
polycaprolactone: A review", Chemical Society Reviews, Vol.
38, No. 12, pp. 3484 - 3504, 2009.
[23]. Maximilian Lackner, "PBAT: A versatile material
for biodegradable and compostable packaging",
International Conference on Sustainable Bioplastics, 10 - 11
November, 2016.
[26]. Marketwatch,
"Polycaprolactone
market
anticipated to witness significant growth by 2024". www.
marketwatch.com.
[24]. Rabiatul Manisah Mohamed and Kamal Yusoh,
"A review on the recent research of polycaprolactone
(PCL)". www.researchgate.net.
[27]. Bioplastics News, "Polyethylene furanoate PEF".
BIOPLASTIC AND ITS POTENTIAL IN VIETNAM
Le Duong Hai1, Nguyen Huu Luong1, Huynh Minh Thuan1, Le Hoang Anh2
1Vietnam Petroleum Institute
2Phu My Plastics Production Joint Stock Company
Email: luongnh.pvpro@vpi.pvn.vn
Summary
Bioplastic development is driven by environmental pollution issues caused by plastic products, especially single-use plastics, and
global warming due to CO2 emission. The article provides an overview of the usage, feedstock, production process, commercialisation,
and technology development of a certain number of bioplastics. In addition, bioplastic markets in the region and in the world, as well as
the potential for development in Vietnam are also presented. On that basis, trending uses of bioplastics and their potential production
are analysed and evaluated.
Key words: Bioplastic, biodegradable, biomass.
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
39
8 trang
16/04/2022
4600
Bạn đang xem tài liệu "Nhựa sinh học và khả năng triển khai tại Việt Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- nhua_sinh_hoc_va_kha_nang_trien_khai_tai_viet_nam.pdf
